《华尔街日报》:"全球瞩目的登月壮举"
Ben Cohen
不积跬步,无以至千里。
当"月船3号"探测器上周成功登月,印度成为继美国、俄罗斯和中国之后第四个实现月球软着陆的国家。在俄罗斯探测器坠毁数日后,印度首个抵达月球南极区域。这个14亿人口大国在探索前所未知疆域的竞赛中脱颖而出,堪称壮举。
但印度探月最令人惊叹之处在于其实现方式:低成本。
印度年度航天预算比俄罗斯少数十亿美元,与美国更是天壤之别。这次经济型任务耗资约7000万美元——对其他航天大国而言不过是九牛一毛。印度以低成本开拓人类未至之境,为所有行业树立了成功典范。
“月船3号"上周着陆前拍摄的月球表面影像。图片来源:印度空间研究组织/美联社因此当"维克拉姆"着陆器成功登月后,记者们立即追问印度航天部门负责人成功秘诀。
“我不想透露所有秘密,“印度空间研究组织主席索马纳特表示,“因为一旦公开,别人学会后也会变得极具成本效益。”
这只会让我对印度太空计划的秘密——以及其他人可以从其登月计划中学到什么——更加好奇。
其中一些具有成本效益的措施并不完全是秘密。印度支付给火箭科学家的薪酬远低于其他有类似抱负的国家。无人驾驶的月船3号用小型运载火箭和轻载荷发射升空,然后借助引力助推,沿着一条漫长而曲折的道路飞向月球。它利用了美国、俄罗斯和其他选择月球的国家开发的技术突破。这项旨在最大限度提高效率的任务也节省了资金,因为与阿波罗计划一样,它更多的是为了培养民族自豪感,而不是推进科学。通过降低任务的复杂性,印度提高了成功的概率。
但对于这个人口最多、人均GDP也是最低的国家之一来说,这仍然是一个令人难以置信的里程碑。根据太空基金会的统计,去年美国政府向NASA拨款240亿美元,并在太空上总共花费了690亿美元,占该国GDP的0.28%。印度13亿美元的总太空预算占其GDP的0.04%。而且在此之前,它已经有很多运行节俭任务的经验。事实上,印度2014年的第一个火星轨道飞行器的价格低于2015年的大片《火星救援》。它登月的成本也比好莱坞制作关于月球的电影要低。
财务限制在许多明显方面可能成为竞争劣势。不太明显的是它们如何可能对组织有利。
它们能激发创造力,推动创新,并迫使人们充分利用有限的资源。
“我一直喜欢参与成本受限的任务,”约翰斯·霍普金斯应用物理实验室太空探索负责人、美国国家航空航天局前首席技术官罗伯特·布劳恩说。
围观“月船3号”发射的人群。与美国阿波罗计划类似,印度的登月行动更多是为了激发民族自豪感,而非推进科学进步。图片来源:艾贾兹·拉希/美联社应用物理实验室去年代表NASA执行了疯狂的“双小行星重定向测试”,布劳恩称这项耗资3.25亿美元的任务是“美国实施的成本最低的行星科学任务之一”。这些约束条件迫使科学家们在设计会议上早早权衡利弊,将财务和时间成本与技术收益进行比较,之后才设计出太空碰撞并重新排列宇宙。他说,正是通过这些艰难讨论中的决策,任务才更有可能成功。
太空、体育等众多领域的团队从每一分钱(或卢比)中榨取价值的另一种方式,是从一项任务中吸取经验并应用到下一项任务中。这种渐进式方法正是进步发生的方式。
“对于超级困难的事情,循序渐进、一步步推进是最容易成功的方式,”布劳恩告诉我,“比如登陆另一个星球。”
那些极其困难的事情不会一夜之间发生。虽然“迷因股”可能只需几天就能飙升至月球,但印度却为此奋斗了几十年。
1963年,当印度的太空计划在一个渔村启动时,科学家们在当地教堂里操作设备,那时月球表面似乎遥不可及。据《华尔街日报》的Tripti Lahiri在这篇揭秘报道中描述,1972年印度太空部正式成立时,工程师们在波纹铁皮屋顶的工棚里工作,抬头就能看见鸽子飞过。
根据一本名为《从渔村到红色星球》的ISRO历史记载,印度的首次发射使用了美国火箭、俄罗斯计算机和法国载荷。但大量进口设备并不现实,很快也变得不可能。1998年印度核试验后的国际制裁迫使ISRO必须依赖廉价的国内劳动力市场获取关键部件。对这个诞生于教堂的航天机构而言,这反而因祸得福。历史学家写道:“本土化计划因此焕发活力。”如今印度的设备已实现国产。
印度首次月球着陆成功后,太空机构负责人S. Somanath立即向记者表示:“如果我透露秘诀,别人学会后就会变得极具成本效益。”图片来源:Aijaz Rahi/美联社加拿大麦吉尔大学太空法教授Ram Jakhu指出,要理解印度太空计划的顽强特质,需要了解印地语词汇jugaad——它指代廉价非常规的智慧,即通过拼凑资源来战胜匮乏,本质上是一种变通。ISRO早期科学家用自行车运送火箭部件的标志性照片,正是典型的jugaad精神体现。如今他们虽有了更安全的运输方式,但这种理念至今仍在ISRO延续。美国宇航局前科学主管Thomas Zurbuchen告诉我,他欣赏印度总能找到简单却同样有效的通用问题解决方案。
印度节俭的作风意味着它必须在项目初期就做出关键而棘手的决策。“ISRO没有制作四五个原型的灵活性,“安基特·帕特尔说,他的公司为该机构提供紧固件、螺母和螺栓。“他们只做一两个。“该太空计划还将更多人力集中在更少的项目上,这使得该机构能够快速推进其优先任务。“一旦他们专注起来,“祖布钦说,“就会全力以赴。”
登月需要数百个经过数千次模拟的环节在首次尝试时就准确无误。由于没有容错空间,降低风险至关重要。但太空探索天然充满风险。印度太空计划在评估风险和选择值得冒险的领域时往往表现得非常激进。如果必须精简环节,他们清楚哪些环节可以精简。
印度还非常善于从失败中学习。它必须如此。它承受不起任何一次失败的浪费。
当20世纪80年代末增强型卫星运载火箭首飞坠毁时,这几乎是一场与板球比赛失利同样令人痛心的国家悲剧。ISRO成立了故障分析委员会,研究了37种可能的解释,但未能找出错误根源。第二次尝试再次坠入孟加拉湾。这一次,故障分析人员得到了专家评审小组的补充,他们花了一年时间试图破解这个谜团。最终他们将失败归因于两个仅持续了一秒的故障。
修复这枚火箭帮助ISRO开发了印度首个月球探测器"月船1号"的运载火箭。它于2008年发射,在轨道上运行了近一年后失去联系,为2019年的"月船2号"铺平了道路。后者在距离月球咫尺之遥时,由于最后一秒的软件错误而坠毁在月球表面。
虽然失败了,但并非全无收获。没有月船1号和2号,就不会有月船3号。印度空间研究组织(ISRO)通过极具挑战性的工程技术让探测器无限接近月球,这为后续以更低成本重返月球并再次尝试奠定了基础。
“你会看到所有探月的公司和国家都遵循这个规律,“美国宇航局(NASA)前局长吉姆·布里登斯廷表示,“随着经验积累,成本将逐步降低。”
每次太空任务都建立在先前任务的基础上——包括那些失败的任务。这艘突破天际界限、最终轻触月球的航天器,让我们地球人再次认识到渐进式进步的巨大力量。
自尼尔·阿姆斯特朗迈出个人一小步、人类一大步以来,这便是人类深知的真理。
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本文发表于2023年9月2日印刷版,标题为《世界瞩目的登月壮举》