问题

我国航天事业可否参考 SpaceX 通过试错炸火箭的迭代模式快速发展?

回答
在中国航天领域,借鉴 SpaceX “试错炸火箭”的迭代模式来加速发展,这个思路非常有意思,也值得深入探讨。咱们就来掰开了揉碎了聊聊,看看这条路怎么走,有什么讲究。

首先,得明白 SpaceX 那套模式的精髓在哪儿。简单来说,就是“快迭代、低成本、敢冒险”。

快迭代: SpaceX 不像传统航天机构那样,一个项目要规划十年八年,经过层层审批,反复论证。他们有一个项目,就快速设计、制造、测试。能飞就不错了,飞不飞都是宝贵的经验。
低成本: 这是他们颠覆性创新的核心。他们敢于把昂贵的火箭发动机、箭体结构、甚至回收技术,通过一系列创新,成本降下来。比如用商业化供应链、简化流程,甚至把测试本身都看成一种学习成本。
敢冒险: 就是不怕炸。炸了?好!知道问题在哪儿了。一次爆炸的经验,可能比无数次成功的模拟来得更直接、更深刻。他们把失败当作学习的催化剂,而不是项目结束的终点。

那么,我国航天能不能照搬呢?理论上讲,借鉴是肯定的,但“照搬”就有点复杂了。

为什么可以借鉴?

1. 缩短研发周期: 我国航天虽然发展迅速,但很多关键技术、特别是可重复使用运载器等前沿领域,与国际顶尖水平相比,还有追赶的空间。通过快速迭代,可以更快地验证技术可行性,抓住技术窗口。
2. 降低创新门槛: 传统的航天研发流程通常非常严谨、审慎,这确保了成功率,但也可能抑制了大胆的创新。如果能够容忍一定程度的“试错”,可以鼓励科研人员跳出思维定势,尝试新的技术路线。
3. 积累实战经验: 纸上得来终觉浅。火箭发射的每一个环节,从发动机点火到级间分离,都充满了未知和挑战。通过更频繁的试验发射,即使是失败的,也能获得最宝贵的实操数据,这比任何模拟都来得真实。
4. 培养创新文化: SpaceX 的成功,很大程度上在于其企业文化。埃隆·马斯克本人就是敢于挑战权威、不怕失败的代表。这种文化能够激发团队的创造力,让每个人都敢于提出设想,并为之负责。

但是,为什么“照搬”会很难,甚至不合适?

这涉及到我国航天事业的体制、目标和风险承受能力。

1. 体制与使命不同: 我国航天事业承载着国家战略、科技实力展示、国家安全等多种使命,其项目通常肩负着国家层面、甚至是政治层面的期望。与一个商业公司以盈利为主要目标的定位,有本质区别。商业公司炸了火箭,可能损失的是投资人的钱,影响的是市场份额;而国家航天项目出现重大事故,则可能牵扯到国家声誉、政治影响,甚至引发国际关注和担忧。
2. 安全与可靠性要求极高: 我国航天目前承担的任务,有很多是载人航天、空间站建设、重型卫星发射等,这些任务对可靠性和安全性要求是“百分之百的容忍度”,不能有丝毫闪失。比如载人航天,一旦发生事故,后果不堪设想。SpaceX 早期也进行了多次失败尝试,但大多数是在技术验证阶段,或者发射无人飞船,失败的风险和影响范围相对可控。
3. 成本控制的逻辑不同: SpaceX 的低成本很多是建立在“商业化运作”、“成本削减”、“重复利用”的逻辑上。我国航天,尤其是在早期,很多技术研发是为了打破国外垄断,实现自主可控,保障国家安全。在这个过程中,成本的考量固然重要,但技术的成熟度和可靠性往往是第一位的。如果为了“快”,牺牲了技术攻关的深度和可靠性,反而可能导致更大的投入和更长的周期来纠正错误。
4. 试错成本与试错对象: SpaceX 的“炸火箭”大部分是在技术验证阶段,或者发射商业载荷。一旦涉及到国家级的战略任务、国家安全、甚至载人航天,这种“试错”的成本和风险就会被无限放大。我国的航天发展,是在一个相对封闭的环境中起步,很多关键技术都需要从零开始攻关,容错空间比已经有成熟技术体系的国家要小得多。
5. 公众认知与社会影响: SpaceX 在美国,其“炸火箭”虽然也引起关注,但更多被视为一种企业家精神和科技创新的表现。在中国,如果类似的事件发生,可能会面临更复杂的舆论环境和公众认知挑战。

那么,我们该如何“借鉴”而不是“照搬”?

这需要智慧,需要在坚持高可靠性原则的基础上,找到更灵活、更高效的创新路径。

1. 区分不同层级的项目:
关键技术验证阶段/新型号研发初期: 可以在这个阶段,适当增加试验的频率和大胆性,鼓励“小步快跑”,以较低成本的测试件或验证星来验证核心技术。比如,对于新一代运载火箭的发动机,或者可回收火箭的关键技术,可以采用类似SpaceX那样,先进行大量的地面测试,甚至发射简易的飞行器进行飞行测试,允许失败,快速迭代。
国家重大任务(如载人航天、探月工程等): 在这些核心任务上,仍然需要遵循极其严格的论证、评审和测试流程,确保万无一失。不能因为追求“快”,而牺牲国家的根本利益和人民的生命安全。

2. 创新测试方法和手段:
仿真模拟的深度和广度: SpaceX 在实际发射失败后,会进行非常详细的仿真分析。我国也可以投入更多资源,提升仿真技术的水平,让仿真能够更精确地预测潜在问题,减少实际试验的次数,但每次试验都要确保“试”在点子上。
模块化与标准化: 将火箭的各个子系统进行模块化设计,并尽量标准化。这样,某个模块出现问题时,可以快速更换并进行局部试验,而不必牵一发而动全身。
陆基/海基试验平台的多样化: 除了常规的发射试验,可以考虑更多样化的试验平台,比如在地面进行大规模发动机联合试车,或者利用大型试验设施进行部件级、系统级的强化测试。

3. 强化“学习型”失败文化:
建立透明的复盘机制: 即使是失败的试验,也要建立一套公开、透明的复盘机制,让参与的科研人员能够充分暴露问题,深入分析原因,并形成可行的改进方案。这种复盘不应是“追责”,而是“找规律”。
激励机制的调整: 可以探索设立一些“创新奖”或“技术突破奖”,奖励那些在技术攻关中大胆尝试并取得重要进步的团队,即使过程中有波折。同时,也要有相应的机制来保障科研人员在探索过程中合理的试错空间。

4. 引入市场化机制和竞争:
鼓励商业航天发展: 像SpaceX这样的公司,本身就是市场竞争的产物。我国也可以通过政策引导和技术支持,鼓励更多民营航天企业参与到火箭研发和发射中来,形成良性竞争。商业航天公司为了生存和盈利,本身就会有更强的动力去寻求低成本、高效率的迭代模式。
科研院所与企业之间的合作: 打破体制壁垒,让科研院所的深厚技术积累与企业的市场化运作、快速迭代能力相结合,形成优势互补。

举个例子来对比:

想象一下,要开发一个能载人的火箭,这绝对是国家级项目,不允许“炸”。

SpaceX 的模式(如果它做载人): 可能会先用货运飞船进行多次无人发射,反复验证生命保障系统、应急逃生系统等。一旦发现问题,立刻修改,再次无人发射。到了关键节点,可能才会进行载人飞行测试,但之前可能已经积累了无数次的无人发射经验。
我国航天早期的模式: 可能会在一个项目立项后,进行非常详尽的论证,然后设计、制造、测试,每一步都力求完美,直到最终发射。这保证了成功率,但周期会比较长。
借鉴SpaceX的中国模式: 针对运载火箭的动力系统,可以先研发一系列验证发动机,进行大量的地面高强度试车,甚至用小型验证火箭进行多次试飞,专门测试发动机在不同工况下的表现,哪怕失败了,收集数据,改进,再飞。但到了载人任务的测试阶段,则会非常谨慎,可能参考SpaceX的无人飞行验证思路,确保关键系统可靠性。

总结一下,我国航天事业完全可以从SpaceX的迭代模式中汲取养分,尤其是在技术验证和前沿技术探索方面,可以尝试更灵活、更快速的迭代方式,以应对日益激烈的国际竞争。但关键在于“借鉴”而非“照搬”,要根据我国航天事业的特殊国情、任务性质和安全要求,找到最适合自身的创新路径。这意味着,我们要区分对待不同的项目层级和技术攻关阶段,在确保国家安全和任务成功的前提下,大胆创新,拥抱更有效的迭代模式,让中国航天飞得更高、更远、也更快!

网友意见

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我觉得这个问题接近于是个伪命题,因为spacex并不是靠狂炸火箭才能取得进步的。

我们以最近100次航天发射来看,

中国的近100次火箭发射是从2018年到现在的2021年完成的,总共“炸“了9次,

2018.10.27朱雀一号(朱雀 · 南太湖号) • 未来号卫星 • 首飞入轨测试 • 发射失利

2019.03.27:我国零壹空间 OS-M 火箭发射灵鹊一号B星失败(零壹空间首型运载火箭首次入轨发射)。

2019.05.23:我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭发射遥感三十三号卫星,任务失败。

2020.03.16:我国在海南文昌航天发射中心使用长征七号甲运载火箭发射新技术验证卫星六号时火箭飞行出现异常,发射任务失败,该型号火箭首飞。

2020.04.09:我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭发射印尼 PALAPA-N1 星时火箭飞行出现异常,发射任务失败。

2020.07.10:我国航天科工在酒泉卫星发射中心使用快舟十一号运载火箭执行首飞任务时失败,任务搭载长光卫星公司一颗 (B站视频星)、微厘空间一颗卫星。

2020.09.12:我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭发射“吉林一号”高分02C卫星,火箭飞行出现异常,发射任务失利。具体原因正在进一步分析排查。

2021.02.01:中国星际荣耀公司于酒泉卫星发射中心使用双曲线一号(SQX-1)运载火箭发射未知载荷时疑似火箭一级飞行出现异常,发射任务失败

2021.08.03:中国星际荣耀公司于酒泉卫星发射中心使用双曲线一号(SQX-1)运载火箭执行长光魔方01A卫星发射任务时,火箭整流罩未能正常打开,发射任务失败

这其中有4次失败是民营火箭公司的试验性发射,有两次是国家队航天科工的快舟固体火箭,还有3次是国家队发射的长征系列主力火箭,既有老将长征4,长征3,也有新秀长征7A。 新老,官民,都在炸,接近于十发一炸。可见,只要是探索前进,就可能会炸,和你是不是迭代方式没关系。

再来看spacex,最近这100次火箭发射中炸了几次?

1次,就是2016年9月1日一枚猎鹰9火箭在地面做测试时忽然发生爆炸,而要找猎鹰9火箭发射过程中爆炸,那就得上溯到2015年6月的一次发射,而那也是从2010年以来猎鹰9火箭所有发射中唯一一次发射过程中爆炸。

除此之外,spacex还炸了什么呢?龙飞船有一次,那也是地面,那是一艘使用过后又返回地面的二手飞船,因为阀门发生了以前人类没怎么遇到过的材料之间的反应而出事,炸一次怎么也算不上多吧,而且别人家的飞船都是用一次就扔的,spacex炸一艘二手飞船能算多大事? 之后龙飞船一直很顺,到现在已经几次载人,把波音都远远甩在后面。

至于飞船逃逸试验,那个是必然要炸的,不管什么公司只要做这个测试,火箭就要炸。

其它还有什么呢? 就是星舰了吧,可星舰本身是个全新的概念,所以才要采取快速开发和迭代的方式,全新的飞船,全新的降落方式,全新的发动机,靠几次“炸”就全面摸清,并可以大踏步前进,赚大发了。


也许还有人会说猎鹰9火箭尝试火箭回收时的炸,但请注意,那些不搞火箭回收的公司,他们的火箭就不炸了么? 不一样炸?那是绝对的发射一枚“炸“一枚,spacex是在发射完任务载荷时以废物利用的模式进行的测试。

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如果大家对外国航天的宽容心态,哪怕有一点点能投射到我国航天领域,那我想还是可以的。

还记得去年中国长三乙连续发射失败的时候,推特的评论区一片的谩骂嘲讽,怕是过春节都没这么欢乐。

SpaceX的独到之处在于,每一次发射不论成功还是失败,都是一次正面宣传,都要力图把自己塑造成一个向困难攀登的不屈斗士。成功是英雄的成功,而失败则被认为是英雄在成功路上必不可少的磨练。

而发生在诸如NASA,或者其他国家看待自己国家航天部门的时候。成功是理所当然的,而失败则是不可原谅的浪费。

我觉得这个心态的转变是比较重要的。




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炸的背后是先进的材料制造业,让人恐怖的航天爱好者基数,先进的设计软件,先进的模拟器。

尤其是模拟器。

没准叫“起源”。

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SpaceX也不是靠着炸火箭发展吧

SpaceX的猎鹰9快速迭代发展,靠的不是炸,而是回收

早期猎鹰9发展的摸索阶段,各种设计上的不足只能靠炸火箭才能发现并改进,搞定回收之后安全性大幅度提高。炸火箭是高成本低回报,炸一次火箭获得各种遥测数据,再根据遥测数据进行改进,得到的信息非常有限。而回收成功后,SpaceX可以将完成任务的猎鹰9彻底拆解,获得大量一手数据进行研究,数据的可靠性、全面性、准确性大幅优于炸火箭的遥测数据(当然逃逸塔那次是迫不得已),依靠这些大量的全面系统的精确数据进行改进,而且SpaceX火箭自己造,产品迭代供应链的时间和金钱成本很小,这才是猎鹰9迅速迭代的关键。二手火箭还能复用,比炸火箭不知道高到哪里去了。

SpaceX也不是神,即使猎鹰9现在迭代的这么快,在研发starship这种不同于传统概念的航天器时,进展依然不算迅速,前期依然需要大量的试错投入让火箭炸进行摸索。等到starship回收也能稳定下来,说不定发展速度才会加快。

对于cnsa这种试错压力非常大的环境,单单是长五遥二之后解决YF-77发动机的问题,就因为各种原因搁置了两年,所以炸火箭试错并不现实。所以我非常看好未来长征八号的回收型,可能会成为一个绕开大量炸火箭而快速迭代发展的突破口。

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当然可以,问题在于我国的这些私人航天企业和国企愿意吗?

我们发射只会失利不会失败,SpaceX的火箭没能降落都要说是失败,问题从来都不是能不能而是愿不愿意。

更何况,这都还没步入稳定发射呢就想着去搞花里胡哨,快速发展从何谈起?

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