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殆剜狼
見習騎士 | 2011-10-1 18:27:28

意識形態主導的早期航太競爭



爲了實現載人登月,美國研製了土星5號巨型運載火箭,其起飛重量達到3000噸,相當於一艘護衛艦。



爲了與美國爭奪載人登月頭把交椅,前蘇聯研製了重量比土星5更大的N1運載火箭,但未獲成功。

載人登月源於意識形態競爭

1957年蘇聯發射第一顆人造衛星,深深的震撼了美國。1961年4月12日蘇聯太空人加加林乘坐東方號太空船從拜科努爾航太發射場升空,108分鐘後返回地面完成了首次載人太空飛行,同樣領先了美國一步。

冷戰時代,美蘇雙方在力所能及的所有領域進行競賽,用勝利標榜己方制度的優越性和光明前途。航太技術尤其是載人航太作爲最尖端的技術領域,作爲經濟、軍事和技術的第一大國,美國無法容忍競爭對手蘇聯的領先,於是對航太工業大量投資奮起直追,並集中民用部門的資源建立了美國航空航天局(NASA)全力展開航太競賽。美國載人航太的水星計劃中實現了首次載人航太飛行,隨後在雙子星計劃中開始趕上和超越蘇聯。

美國總統甘乃迪1961年5月25日正式批準載人登月的阿波羅計劃,指出“在未來10年內,把一個美國人送上月球,並使他重返地面。整個國家的威望在此一舉”,提出要“把蘇聯人摔倒在月球上”,一雪前恥。蘇聯在這個時代也開始了登月計劃,雙方展開針鋒相對的登月競賽。爲了實現登月的宏偉目標,美蘇雙方都先行進行了出艙行走和太空交會對接等實驗,雖然太空出艙行走上美國略微落後,但雙子星系列飛船很快完成交會對接實驗,大大領先於蘇聯,爲阿波羅計劃的成功鋪平了重要的一步。



1970年9月15日,乘坐阿波羅11號飛船登上月球的3名宇航員在華盛頓受到美國民衆英雄式的歡迎。那是一個爲航太瘋狂的年代,NASA預算曾占到美國聯邦預算的4.41%

抱怨:一次發射打掉半艘航母

1969年7月20日,土星5號火箭發射阿波羅11號飛船完成了首次載人登月。第一個踏上月面的太空人阿姆斯壯留下“這是我個人的一小步,但卻是全人類的一大步”的名言。此後,阿波羅13號任務失敗未能登月,其他都成功登月,截止1972年12月7日的阿波羅17號任務,總計12人完成登月。阿波羅登月計劃是冷戰期間航太競賽的最高峰,爲了執行阿波羅登月計劃美國集結舉國之力,NASA的預算在高峰期的1966年占到了美國聯邦預算的4.41%,是近些年NASA預算所占比例的將近8倍。在不計成本不惜代價的投入下,美國贏得了登月競賽的偉大勝利,在載人航太領域徹底擊敗了蘇聯。

正如甘乃迪所言,到達月球的是人而不是儀器,才能激發世界的熱情與夢想。載人航太計劃的一個重要原因是國家聲望,這直到今天也是支援載人航太的最主要動力之一。但既然徹底擊敗了對手、捍衛了國家榮譽,那還有什麽必要不惜代價地投入載人航太事業呢?畢竟阿波羅登月並沒有爲美國帶來什麽實實在在的收益,倒是很多人痛心疾首於耗費的巨大,抱怨一次發射打掉了半艘航母。所以,在隨後的1970年代,NASA就迎來了預算大削減,被迫取消此前已列入計劃的3次載人登月發射,黃金時代一去不返。

載人航太的軍事應用早已被放棄



美國空軍MOL/KH-11載人偵察空間站的3D構型圖。其相比後來的偵察衛星並沒有多大優勢,但研發費用遠遠超出,在花費13億美元後專案取消。

支援載人航太的另一個重要因素是潛在的軍事應用。早期載人航太所用的運載火箭,無論美蘇都脫胎於洲際彈道導彈,不過後來洲際彈道導彈轉向維護簡單可靠性高的固體燃料,很早就和航太發射的運載火箭分道揚鑣,因此早已不存在通過發展載人航太的運載火箭發展洲際彈道導彈的可行性。美蘇兩國軍方在人類進入太空時代之初曾極力證明將人送入太空有助於執行太空軍事任務,但這些努力均以失敗告終,最終放棄載人航太的軍事應用。

美國軍用載人航太專案均胎死腹中

美國空軍曾提出Dyna Soar X-20A載人太空飛機方案並進行了深入的研究,計劃使用波音公司的X-20A進行武器投放、偵察等多種任務。由於X-20A進度緩慢而且耗資巨大,最終完成了一個全比例模型後就被取消,沒能進行實際發射。在DynaSoar專案中,美國空軍提出了過高的要求,如再入後氣動輔助變軌這類直到今天也未能實現的技術;同時美國空軍還缺乏對Dyna Soar的實際需求,無法證明載人飛行的必要性,因此胎死腹中也就不足爲奇了。

1963年美國空軍得到在人軌道實驗室(MOL)專案作爲取消X-20A的補償。MOL又被稱爲KH-10,編號很明顯的說明了它作爲對地偵察的主要用途。20世紀60年代美蘇雙方偵察衛星能力都很有限,缺乏高清晰度、即時回傳判別的太空偵察工具,於是MOL/KH-10應運而生。MOL比原有的返回式偵察衛星要大得多,可以裝備更大口徑的相機獲得更高的解析度,同時作爲一個載人軌道空間站,可以由太空人靈活掌握拍攝的角度、位置和時機,必要時還可以變軌進行更靈活的偵察,同時回傳拍攝的照片。不過MOL同樣陷入進度拖延之後和經費超支的困境,最大問題是性能對比新型KH-9偵察衛星並沒有多大優勢,而在研製和使用費用上遠遠超出。1969年MOL在花費13億美元之後被取消。考慮到1972年尼克松批準太空梭專案時,研製合同不過是26億美元,MOL實在是一個太過奢侈的專案。



前蘇聯禮炮一號空間站也有相當任務爲軍事偵察,但蘇聯軍方對其作用並不滿意,還是大量發射返回式膠片偵察衛星執行戰略偵察任務。

蘇聯軍用載人航太也未獲成功

雖然MOL同樣出師未捷身先死,但MOL專案極大地刺激了蘇聯人。蘇聯同時代載人航太除了登月大業外,近地軌道上可以說是完全出於軍事目的的。OKB-1設計局空間站專案是聯盟R軍用空間站,這是兩個聯盟飛船的對接體,廉價簡單、但對比MOL性能實在太差。與此同時,OKB-52設計局則提出了更龐大的鑽石空間站計劃,鑽石空間站設計上包括載人軌道站(OPS)和貨運補給飛船(TKS),計劃使用質子火箭發射。鑽石空間站攜帶了大型光學偵察系統,對地解析度可以達到1米級別。

爲了搶在美國人之前發射空間站,蘇聯OKB-1和OKB-52設計局合作,以鑽石空間站的載人軌道站設計爲基礎,最終將禮炮一號空間站搶先一個月發射上天,隨後蘇聯發射了衆多的禮炮和鑽石空間站。但蘇聯載人空間站對地偵察的效果很值得懷疑,因爲即便缺少美國KH-9/KH-11那樣的高性能偵察衛星,蘇聯仍然大量使用返回式膠片偵察衛星執行偵察任務。載人航太偵察任務,在美蘇兩國都沒有顯示出對無人資料傳輸型偵察衛星、甚至返回式衛星的優勢。

回顧美蘇冷戰期間的軍事航太發展史,可以發現,雙方軍事力量都不需要、更不要說依賴於載人航太,軍事人員在太空的作用還在”開發中”。

民用載人航太産業受到廣泛質疑



目前國際空間站已達重400噸的龐大規模,花費超過1000億美元,但缺乏有價值的科研成果,被人諷刺爲作用主要是“證明人類可以合作建成400噸的空間站”。



截至今天,對人類經濟發展最具促進作用的應該是美國空軍GPS衛星定位專案。GPS定位系統爲人們帶來實實在在的便利,這是載人航太專案目前所不具備的。

對空間科學研究作用有限

推動載人航太發展的理由還有空間科學研究。太空軌道具有微重力、高真空、太空輻射等諸多特點,是開展空間科研專案的良好場所。不過載人航太工程在科研領域上並沒有取得令人震撼的成果,更尷尬的是實際上並沒有那麽多的太空科研專案。蘇聯曾在禮炮空間站與和平號空間站進行了一系列的科研活動,在空間材料、太空環境對人體影響、太空生物學等領域取得了一些成果,但對比空間站的鉅額投資,這點收益實在是不值得一提。

20世紀80年代美國開始自由號空間站的研製前,曾有一群科學家聯名呼籲取消空間站的開發,他們指出當前並沒有多少空間科研專案,更不要說需要太空人參與的載人航太科研專案,他們認爲應該20年後再考慮是否啓動空間站專案。不過部分科學家的呼籲遠遠無法與NASA的雄心抗衡,在空間站專案在60年代爲登月、70年代爲太空梭兩次推遲後,80年代自由號空間站終於得到批準,並最終在冷戰結束後發展成爲國際空間站。國際空間站同樣面臨科學價值不大的問題,在2010年11月2日國際空間站完成人類不間斷太空飛行10周年之際,space.com網站發表了《國際空間站是否值1000億美元》的質疑文章,批評者們指出太空微重力環境對於科學並非必不可缺。生物化學家Gregory Petsko說,他所瞭解的空間站唯一成果是在太空微重力環境下蛋白質分子形成的晶體優於地球上形成的晶體,在最理想的情況下這項發現能用於製造效果更好的藥物。

在這種情況下,載人航太的尖刻反對者們諷刺說:“和平號空間站證明人類可以建設百噸級空間站並在太空長期生存,國際空間站最主要的作用是證明人類可以合作建成四百噸的空間站。”

廣義收益難掩實際收益缺失的尷尬

長期以來我們耳濡目染的宣傳不斷的強調航太技術尤其是載人航太工程對新技術的推動作用,以及新技術擴散對國民經濟的推動作用。我們經常聽到所謂航太投資廣義帶動率高達10甚至更高的報道,也就是說一塊錢的投入廣義的帶來十幾塊錢的收益,似乎航太投資是一本萬利的生意,至於阿波羅計劃帶動美國國民經濟發展和技術産業升級的佳話也被屢屢提起。

不過較真起來,如果回報如此豐厚,如何解釋阿波羅計劃之後NASA預算的大削減呢?事實上強調廣義收益的本身,已經難掩缺乏直接受益的尷尬。美國研究航太計劃的學者多數認爲,耗資巨大的載人航太工程並沒有取得實際收益,這也是載人航太迄今爲止完全由政府出資的最根本原因。發展載人航太技術的確推動了工業水平的提高,獲得了一系列經濟收益,但這是間接經濟收益。如果考慮機會成本,把載人航太數十年累計投入的數千億美元用於其他投資,完全可以直接獲得更多的收益。

結語



這是目前流傳最廣的地球照片,也是第一張地球全景照片——由美國阿波羅17號登月飛船上的宇航員在距離地球45000公里處拍攝所得。這枚藍色星球是人類的搖籃,但人類不會永遠呆在搖籃�。

在軍事、科研和經濟上,載人航太工程現在缺乏有效性和必要性,但並不意味著載人航太一無是處。航太先驅齊奧爾科夫斯基說:“地球是人類的搖籃,但人類不會永遠呆在搖籃�。”,堅定的表達了人類征服太空的決心和信心。或許有一天,我們普通人也能駐足太空回望美麗的地球,這種質樸的願望是人類支援載人航太的根本動力之一。活生生的人而不是冰冷的探測器,能最大限度的激發了國民對航太事業的關注與支援。載人航太有助於提高國家聲望和國民凝聚力,這是任何無人航太專案都無可比擬的。

對於世界其他國家,載人航太是一個國家最好的宣傳舞臺。當我們感受美國先進的技術和強大的國力時,阿波羅登月和太空梭是揮之不去的畫面,其中剛剛退役的太空梭更是作爲這30年來美國高科技與征服太空的象徵。載人航太領域所取得的進步,是一個國家最重要的軟實力之一。

1969年,美國威爾遜教授作爲費米實驗室的創始人,被要求報告實驗室對增強國防的作用。威爾遜回答:“我們的實驗室將給國家帶來榮譽,但不會對國防有任何實際作用。不過我可以肯定一點,建造它可以使這個國家更值得保衛。”對於現在只是爲未來積累技術和經驗的載人航太工程來說,再沒有其他語句更能說明它的意義。
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