作者 | 白玉京

28年磨一劍，中國(guó)新一代載人飛船“夢(mèng)舟”閃亮登場(chǎng)，走向未來。

6月17日，“夢(mèng)舟”飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心完成零高度逃逸試驗(yàn)，這是繼1998年“神舟”飛船后，我國(guó)再次進(jìn)行此項(xiàng)關(guān)鍵逃逸驗(yàn)證，標(biāo)志著中國(guó)載人探月系統(tǒng)取得重要進(jìn)展。

不過“夢(mèng)舟”飛船頭頂一根醒目的逃逸塔，被個(gè)別網(wǎng)友質(zhì)疑為古董設(shè)計(jì)：不是美國(guó)“阿波羅”飛船用過的嗎？美國(guó)的載人“龍”飛船早就用會(huì)噴火的推進(jìn)器代替了，取消了這根長(zhǎng)長(zhǎng)的塔，怎么我們還在用這種上世紀(jì)的思路？

“夢(mèng)舟”落后了的聲音，在社交平臺(tái)擴(kuò)散開來，甚至配上了載人“龍”飛船噴火逃逸試驗(yàn)的照片，形成了“美國(guó)先進(jìn)VS中國(guó)守舊”的直觀對(duì)比。但事情真有這么簡(jiǎn)單嗎？

現(xiàn)實(shí)是，就在這場(chǎng)爭(zhēng)議發(fā)酵的同時(shí)，“夢(mèng)舟”飛船的零高度逃逸與最大動(dòng)壓逃逸試驗(yàn)，進(jìn)入逃逸系統(tǒng)驗(yàn)證的關(guān)鍵階段。在這個(gè)生死攸關(guān)的系統(tǒng)上，先進(jìn)從來不是噴火好不好看，而是出事那一秒，誰能把航天員活著拉出去。

噴火很酷，一根塔卻更穩(wěn)——我們需要重新認(rèn)識(shí)逃逸系統(tǒng)的技術(shù)真相。

美國(guó)當(dāng)年的“阿波羅”載人登月任務(wù)，選擇了逃逸塔

“拔蘿卜”式保命

如果把這場(chǎng)爭(zhēng)論從感官拉回工程現(xiàn)實(shí)，答案會(huì)反轉(zhuǎn)得很快。

“夢(mèng)舟”選擇逃逸塔，不是因?yàn)樽卟怀雠f路，而是因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)在最關(guān)鍵的瞬間，提供的是目前技術(shù)條件下最迅速、最直接的逃生方案。在火箭地面故障或飛行中段爆炸前的極短時(shí)間內(nèi)，它像拔蘿卜一樣將飛船從火箭中拔出來，以最快速度飛離危險(xiǎn)區(qū)。

這不是中國(guó)一家的選擇。過去的“阿波羅”飛船用了逃逸塔，美國(guó)NASA最新一代“獵戶座”飛船（Orion）同樣繼續(xù)采用了逃逸塔，并且設(shè)計(jì)推力高達(dá)40噸量級(jí)，逃逸塔高度接近5米。“獵戶座”之所以沒有學(xué)SpaceX噴火，也不是能力不足，而是因?yàn)镹ASA深知登月任務(wù)容不得一點(diǎn)不確定性。一次失敗，就可能是一個(gè)時(shí)代的終止。

“夢(mèng)舟”進(jìn)行的“零高度逃逸試驗(yàn)”，是在火箭尚未起飛，甚至可能剛剛點(diǎn)火即發(fā)生故障的情況下，驗(yàn)證飛船能否在爆炸發(fā)生前的幾秒內(nèi)完成一整套緊急撤離動(dòng)作。這是一種幾乎貼地面的原地逃生——逃逸塔需要在極短時(shí)間內(nèi)拉脫火箭、完成轉(zhuǎn)向、打開降落傘、控制姿態(tài)并軟著陸。哪怕主火箭已失控、燃料正在泄漏，只要逃逸塔接收到引信信號(hào)，就能獨(dú)立執(zhí)行逃生任務(wù)。這對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)速度、分離機(jī)構(gòu)可靠性和最低限度冗余提出極高要求，任何耦合設(shè)計(jì)、任何指令鏈上的延遲，都會(huì)讓整船無法逃出爆炸沖擊波的殺傷范圍。

“土星五號(hào)”搭載的“阿波羅”載人飛船，

采用逃逸塔是穩(wěn)妥之舉

而在“最大動(dòng)壓逃逸試驗(yàn)”中，“夢(mèng)舟”要面對(duì)的是另一種極限：高速穿越大氣層、飛行中段推力最大、氣動(dòng)力最強(qiáng)的時(shí)刻。如果在這一階段發(fā)生火箭結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或動(dòng)力系統(tǒng)故障，一旦此時(shí)失控，不是飛不出去的問題，而是飛著飛著就散架了。這時(shí)，逃逸系統(tǒng)面臨的壓力不光是反應(yīng)夠快，還要姿態(tài)夠穩(wěn)。

技術(shù)發(fā)展不是線性的，也不是競(jìng)賽型的。在載人航天這種以“失敗=死亡”的任務(wù)體系里，優(yōu)先級(jí)排在第一位的從來不是造型，也不是復(fù)用，而是分秒之間能不能救命。“夢(mèng)舟”沒有選擇更酷的噴火，也沒有為了未來感而拆解成熟系統(tǒng)，它只是選擇了一個(gè)工程上最穩(wěn)妥的逃逸方式——而它恰好長(zhǎng)得像六十年前的那根塔。

事實(shí)上，“夢(mèng)舟”比網(wǎng)友想象的更先進(jìn)。以往的模式是“火箭負(fù)責(zé)逃逸，飛船負(fù)責(zé)救生”，而“夢(mèng)舟”載人飛船系統(tǒng)承擔(dān)逃逸抓總職能，全面負(fù)責(zé)逃逸與救生兩項(xiàng)任務(wù)。

載人“龍”飛船的8臺(tái)“超級(jí)龍”推進(jìn)器噴火，

視覺沖擊力非常強(qiáng)

“噴火”背后的代價(jià)

載人“龍”飛船的逃逸系統(tǒng)在視覺上確實(shí)震撼：8臺(tái)“超級(jí)龍”推進(jìn)器（Super Draco）分布在服務(wù)艙側(cè)壁，一旦觸發(fā)，即可噴射出深紅色的火焰，在幾秒鐘內(nèi)將飛船拔升脫離故障火箭。但如果只看到“噴火”的酷炫，而不探究它所背負(fù)的工程代價(jià)，便無法理解SpaceX這套方案背后的系統(tǒng)代價(jià)與設(shè)計(jì)博弈。

首先必須指出，“超級(jí)龍”推進(jìn)器是一整套與飛船綁定的、重度集成的主動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)。這意味著：無論任務(wù)是否發(fā)生故障，逃逸系統(tǒng)都必須跟隨飛船進(jìn)入軌道、再入大氣層、落地回收。從飛船點(diǎn)火到任務(wù)結(jié)束，整套逃逸推進(jìn)系統(tǒng)始終處于“掛載+待命”狀態(tài)，既無法拋棄，也無法減重，相當(dāng)于是一坨沉甸甸的死重。

這與夢(mèng)舟那種“一旦任務(wù)正常，逃逸塔自動(dòng)分離”的邏輯截然不同。前者是全程背負(fù)，后者是一次性冗余。必須指出，載人“龍”飛船采用8臺(tái)“超級(jí)龍”推進(jìn)器的另一個(gè)主要原因：原始設(shè)計(jì)用于從太空返回時(shí)的推進(jìn)著陸，后來NASA和SpaceX認(rèn)為技術(shù)不成熟，暫時(shí)封印了這個(gè)功能，改為常規(guī)的降落傘回收。

注意，SpaceX執(zhí)行的載人航天任務(wù)，

火箭和飛船的頭上沒有長(zhǎng)長(zhǎng)逃逸塔

SpaceX選擇的，是一條設(shè)計(jì)高度耦合的路線。

這種耦合意味著什么？意味著任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問題，都可能波及飛船的其它系統(tǒng)。2019年4月的一次載人龍飛船地面逃逸測(cè)試，原本只是一項(xiàng)例行點(diǎn)火驗(yàn)證，但在推進(jìn)劑管路增壓階段發(fā)生了泄露，導(dǎo)致“超級(jí)龍”推進(jìn)器劇烈爆炸，整艘飛船被摧毀。雖然事故發(fā)生在地面，并未造成人員傷亡，但它讓NASA和SpaceX都意識(shí)到：在高集成度系統(tǒng)中，任何細(xì)節(jié)上的冗余缺失都可能在最壞的時(shí)間引爆最致命的問題。

此外，“超級(jí)龍”推進(jìn)器使用毒性較高的四氧化二氮與偏二甲肼作為推進(jìn)劑，在加注、運(yùn)輸與存儲(chǔ)環(huán)節(jié)的安全壓力也大得多。這也是為什么NASA至今仍在載人登月的“阿爾忒彌斯”計(jì)劃中堅(jiān)持使用逃逸塔——哪怕看起來不酷，但使用固體推進(jìn)、結(jié)構(gòu)解耦，整體風(fēng)險(xiǎn)鏈更清晰。

當(dāng)然，從商業(yè)航天角度來看，載人“龍”飛船的方案確實(shí)更符合SpaceX的邏輯。它強(qiáng)調(diào)復(fù)用——一次發(fā)射不丟掉一克金屬，一套推進(jìn)系統(tǒng)盡可能多次使用。它也強(qiáng)調(diào)緊湊性——省去逃逸塔，有利于整流罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、減小發(fā)射負(fù)擔(dān)。“龍”飛船配合“獵鷹”9號(hào)火箭，構(gòu)成了一個(gè)適合高頻率發(fā)射的低軌航天卡車，與中國(guó)“夢(mèng)舟”所面向的登月、天地往返邏輯完全不同。

美國(guó)當(dāng)下的“阿爾忒彌斯”載人登月任務(wù)，

新一代的“獵戶座”飛船也采用了逃逸塔

問題在于，這種高集成、高復(fù)用的架構(gòu)，是否適合當(dāng)前中國(guó)的航天節(jié)奏和技術(shù)積累階段？

“夢(mèng)舟”飛船考慮復(fù)用能力，更需要復(fù)用火箭的支持構(gòu)成閉環(huán)，每次任務(wù)都被視為國(guó)家級(jí)行動(dòng)，在全新技術(shù)尚不成熟，風(fēng)險(xiǎn)容忍度為零的前提下，采用一套響應(yīng)快、可拋棄的逃逸塔，并不是技術(shù)上的保守，而是戰(zhàn)略上的克制。它允許設(shè)計(jì)者把系統(tǒng)拆開設(shè)計(jì)，分開測(cè)試，獨(dú)立冗余。逃逸塔只在最需要的那一刻介入，完成救生任務(wù)后悄然離場(chǎng)，不拖累飛船，不參與其任何主要流程。

從這個(gè)角度說，“夢(mèng)舟”并不是沒跟上潮流，而是清醒地知道自己當(dāng)前在哪個(gè)技術(shù)階段，正做怎樣的任務(wù)，愿意承受多少失敗的代價(jià)。它沒有選擇把所有功能集成在一個(gè)系統(tǒng)里炫一把，而是選擇讓關(guān)鍵系統(tǒng)保持距離，在有限信任與系統(tǒng)隔離之間求得生存概率最大化。

是的，“龍”飛船看起來未來感，甚至更像一艘太空戰(zhàn)機(jī)。但“夢(mèng)舟”的逃逸塔，站在那兒，不是為了炫耀力量，而是為了在最危險(xiǎn)的時(shí)候，用最簡(jiǎn)單的方式拉你一把，然后默默脫離，不拖累飛船、不增加額外故障面。它的任務(wù)不是表演，是保命。

“夢(mèng)舟”載人飛船的發(fā)展要循序漸進(jìn)，

有一個(gè)成熟的過程

逃逸系統(tǒng)不講浪漫

輿論容易被圖像帶節(jié)奏，會(huì)噴火的載人“龍”飛船給人以視覺上的未來感，而“夢(mèng)舟”那根冷靜豎立的逃逸塔，則顯得老派、沉默，甚至有些不上鏡。可是真正的航天工程不是舞臺(tái)，不拼造型，更不比誰炫酷——它只回答一個(gè)問題：如果火箭出事，你的飛船，能不能把人安全帶走。

“夢(mèng)舟”船塔組合體，充分體現(xiàn)了中國(guó)式創(chuàng)新，在一次性任務(wù)中，把風(fēng)險(xiǎn)盡可能降到最低。它背后體現(xiàn)的是一種中國(guó)式的工程哲學(xué)：穩(wěn)、冗余、可控。它不是時(shí)代的倒退，不是技術(shù)保守的象征，而是強(qiáng)大系統(tǒng)能力的組成部分，而是現(xiàn)實(shí)條件下的最優(yōu)解。

未來也許會(huì)改變。也許“夢(mèng)舟”的后繼型號(hào)會(huì)采用集成式推進(jìn)器，也許中國(guó)也會(huì)研制出更輕、更復(fù)用的飛船。但那應(yīng)建立在系統(tǒng)成熟、風(fēng)險(xiǎn)閉環(huán)的基礎(chǔ)上，而不是為了看起來像未來而拿航天員的生命試水。逃逸系統(tǒng)不講浪漫，只有一道隱形的問題：萬一失敗，你靠什么活下來？

>End

本文轉(zhuǎn)載自“底線思維”，原標(biāo)題《“夢(mèng)舟”飛船頭頂一根逃逸塔，證明了美國(guó)先進(jìn)中國(guó)守舊嗎？》。

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