最近,印度月船二號(hào)探測(cè)器在落向月球南極的最后階段突發(fā)狀況,與地面失去聯(lián)系,至今“生死未卜”。無獨(dú)有偶,今年4月,以色列月球登陸器“創(chuàng)世紀(jì)”號(hào),也在距離月面10公里時(shí)出現(xiàn)故障,摔到了月球表面,功虧一簣。
這兩次任務(wù)的成本都不高?!皠?chuàng)世紀(jì)”號(hào)是目前到達(dá)月球最小、造價(jià)最低的登陸器,任務(wù)花費(fèi)僅1億美元。月船二號(hào)項(xiàng)目成本略高,也不過1.5億美元。這樣的成本與美國航空航天局(NASA)同類項(xiàng)目相差甚遠(yuǎn)。
低成本太空任務(wù)是不是注定要面臨更大的風(fēng)險(xiǎn)?全國空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩向科技日?qǐng)?bào)記者表示,節(jié)約成本不是不可以,但不能一味追求便宜,應(yīng)更多從技術(shù)創(chuàng)新的角度來實(shí)現(xiàn)。
過于強(qiáng)調(diào)成本 或增加風(fēng)險(xiǎn),難獲有價(jià)值成果
有報(bào)道稱,印度的人工費(fèi)用很低,其高水平航天工程師每月的工資僅為歐美工程師收入的零頭,這能為他們的航天項(xiàng)目節(jié)約不少成本。
但想省更多,就要靠技術(shù)了。如果有成熟的火箭、航天器,或者完善的地面基礎(chǔ)設(shè)施,就能縮短研發(fā)周期,省下一些技術(shù)研發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)費(fèi)用。
印度此前發(fā)射過月球探測(cè)器和火星探測(cè)器,具備一定技術(shù)基礎(chǔ),但技術(shù)水平并不很高。
2008年10月,印度發(fā)射了該國首個(gè)月球探測(cè)器月船一號(hào)。這臺(tái)探測(cè)器造價(jià)約8300萬美元,可以說很便宜了。同時(shí),它的確有些本事。相比我國首個(gè)月球探測(cè)器嫦娥一號(hào)的200公里環(huán)月軌道,月船一號(hào)直接進(jìn)入了距月面100公里高度的軌道;其攜帶的相機(jī)性能也不錯(cuò),獲取了分辨率較高的月球地質(zhì)圖、月球礦物圖和月球地形圖。為了“少花錢多辦事”,月船一號(hào)搭載了6臺(tái)國外的載荷,超過了載荷總數(shù)(11臺(tái))的一半,以彌補(bǔ)自身技術(shù)的不足。
不過衛(wèi)星平臺(tái)的缺陷,導(dǎo)致它未能完成為期2年的工作計(jì)劃。2009年7月,月船一號(hào)的星體傳感器發(fā)生嚴(yán)重故障,一度影響到定向?qū)Ш健?月29日,地面突然與月船一號(hào)失去聯(lián)系,多次努力均告失敗,據(jù)判斷,探測(cè)器的天線已停止工作。雖然NASA于2017年發(fā)現(xiàn)月船一號(hào)仍在月球軌道上轉(zhuǎn)悠,但再也無法傳回?cái)?shù)據(jù)。
2013年11月,印度發(fā)射了火星探測(cè)器曼加里安號(hào),10個(gè)月后,該探測(cè)器成功進(jìn)入火星軌道,使印度成為亞洲第一個(gè)、全球第四個(gè)成功進(jìn)行火星探測(cè)的國家或組織。
此次火星探測(cè)任務(wù)的預(yù)算只有7300萬美元,比許多好萊塢電影都便宜得多(如《地心引力》預(yù)算約1億美元,湯姆·克魯斯主演的《明日邊緣》預(yù)算達(dá)1.78億美元),但其技術(shù)含量也很有限。
首先,印度的運(yùn)載火箭能力不強(qiáng),其極軌衛(wèi)星運(yùn)載火箭的地球同步軌道運(yùn)載能力只有1噸多,僅為我國長征五號(hào)火箭的十分之一。龐之浩說,受火箭運(yùn)力制約,印度只能拿出“螞蟻啃骨頭的精神”,通過探測(cè)器圍繞地球多次變軌,才能飛向火星。
這種比較“原始”的方法,早已不被航天界看好,因?yàn)檫@會(huì)消耗探測(cè)器大量燃料,直接影響其工作壽命。事實(shí)證明,曼加里安號(hào)抵達(dá)火星后,雖然開展了一些探測(cè),但都是簡單重復(fù)前人所為,并未獲取有價(jià)值的科學(xué)數(shù)據(jù)。
此次月船二號(hào)也是如此。龐之浩說,與我國嫦娥三號(hào)、嫦娥四號(hào)落月時(shí)采用大型可變推力發(fā)動(dòng)機(jī)不同,印度不具備這種技術(shù)能力,因而使用多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián),通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作數(shù)量來調(diào)整推力。同時(shí)其姿控發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量較少,備份也不夠。探測(cè)器最終墜毀,很可能與發(fā)動(dòng)機(jī)在切換時(shí)失控有關(guān)。
龐之浩認(rèn)為,印度雖然實(shí)施了一些低成本太空任務(wù),但過于強(qiáng)調(diào)成本,一方面會(huì)增加風(fēng)險(xiǎn),另一方面也很難獲得有價(jià)值的科學(xué)成果。如上述工程項(xiàng)目,最終收獲以政治意義為主,也具有一定工程意義,但科學(xué)價(jià)值極為有限。
論節(jié)約的正確方式 錢都花在刀刃上,以創(chuàng)新謀最大效益
2007年9月,日本也發(fā)射了首顆繞月探測(cè)器——月亮女神一號(hào)。與印度的“窮游”相比,日本走的是“不差錢”路線。月亮女神項(xiàng)目耗資約4億美元,當(dāng)時(shí)被日本稱為“美國阿波羅計(jì)劃之后規(guī)模最大、最復(fù)雜的探月計(jì)劃”。
常言道“一分錢一分貨”,重金打造的月亮女神一號(hào)技術(shù)十分復(fù)雜。龐之浩介紹,其由1個(gè)主探測(cè)器和2個(gè)子探測(cè)器組成,搭載了15種精密儀器,有些儀器的探測(cè)精度能達(dá)到以往同類設(shè)備的10倍甚至100倍。這使它能以前所未有的精度對(duì)月球進(jìn)行全面觀測(cè),獲得了大量全新而且很有價(jià)值的探測(cè)數(shù)據(jù)。
可是,搞航天一定得這么燒錢嗎?其實(shí)低成本航天活動(dòng)的成功案例并非沒有,我國嫦娥一號(hào)任務(wù)就是其中一個(gè)。
2004年初,中國探月一期工程立項(xiàng)。國務(wù)院批給該工程20億元經(jīng)費(fèi),實(shí)際花了14億元,其中包括嫦娥一號(hào)探測(cè)器、火箭的研制,以及2個(gè)地面測(cè)控站的建設(shè)。剩下的6億元被用于研制備份探測(cè)器,即嫦娥二號(hào)。按照當(dāng)時(shí)的匯率,14億元人民幣相當(dāng)于1.7億美元左右。
2007年實(shí)施的嫦娥一號(hào)任務(wù),無論在工程上還是技術(shù)上都取得了很大成功。其不僅使我國突破并掌握了大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù),也為后續(xù)探月及深空探測(cè)任務(wù)奠定了基礎(chǔ),在科學(xué)上取得了許多重要成果,例如獲得120米分辨率全月球影像圖,探明了14種有用元素在月球的含量與分布等。尤其是我國采用創(chuàng)新思路,憑借1臺(tái)CCD相機(jī)和1臺(tái)激光高度計(jì)解決月面拍攝難題,獲得了世界首幅三維立體全月圖。
由于嫦娥一號(hào)獲得了成功,原本作為其備份的嫦娥二號(hào),成為了探月二期工程的先導(dǎo)星。它不僅在探月成果上更進(jìn)一步,為后續(xù)落月任務(wù)探了路,還成功開展了多項(xiàng)拓展試驗(yàn)。其開展的日地拉格朗日2點(diǎn)探測(cè),以及對(duì)圖塔蒂斯小行星的飛越探測(cè),取得了珍貴的科學(xué)數(shù)據(jù);最后飛至1億公里以外,對(duì)我國深空探測(cè)能力進(jìn)行了驗(yàn)證。
可以看出,雖然中國也注重節(jié)約成本,但該花的錢并未盲目節(jié)省,而是把每一分錢都花在刀刃上,通過技術(shù)創(chuàng)新謀求效益最大化。
如果將中、日、印三國同期發(fā)射的月球探測(cè)器進(jìn)行對(duì)比,月船一號(hào)耗資最少,探測(cè)器體積最小、重量最輕,廣泛采用了國際合作方式;月亮女神一號(hào)最貴、最大、最重,技術(shù)含量最高,與嫦娥一號(hào)同為自主研制。從任務(wù)完成情況來看,月船一號(hào)“提前退場(chǎng)”,而中日月球探測(cè)器均超期服役,圓滿完成了任務(wù)。
龐之浩表示,所謂節(jié)約成本,并不能只看眼前利益,一味求便宜,而要從任務(wù)全局考慮算總賬。例如在載人航天領(lǐng)域,我國天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器跨越“登場(chǎng)”,直接跳過了國外先發(fā)射兩艘飛船驗(yàn)證交會(huì)對(duì)接技術(shù)的過程。又如貨運(yùn)飛船,俄羅斯的做法是將聯(lián)盟號(hào)飛船改成進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船,我國天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船則是在“天宮”基礎(chǔ)上改進(jìn)而成,雖然研制經(jīng)費(fèi)較多,但運(yùn)輸能力比進(jìn)步號(hào)多出將近2倍,后期運(yùn)營成本可以大大節(jié)省。
綜合來說,無論是火箭、航天器還是人工成本,都不可能無限制的降低,何況還要付出犧牲任務(wù)目標(biāo)的代價(jià)。真正有“科技含量”的節(jié)約,是花該花的錢,辦更多的事,但這需要以技術(shù)創(chuàng)新為基礎(chǔ)。
(責(zé)編:趙竹青、呂騫)