中国航天失败率上升？改进火箭的自然后果

　　2017年7月2日，我国在中国文昌航天发射场组织实施长征五号遥二火箭飞行任务，火箭飞行出现异常，发射任务失利。后续将组织专家对故障原因进行调查分析。这当然是一件憾事，不过对我来说，在某种意义上也完全在预料之中，所以没什么值得大惊小怪的。

　　7月2日19时23分，我国在中国文昌航天发射场组织实施长征五号遥二火箭飞行任务，火箭飞行出现异常，发射任务失利。后续将组织专家对故障原因进行调查分析。

　　什么意义呢？就是我们在试验大运力的新型火箭，采用了很多新技术，所以失败率上升是理所当然的。我们以前经常宣传中国的航天发射成功率世界最高，这当然很了不起，不过这是建立在火箭运力较小、型号较老的基础上的。把低水平的任务成功重复再多遍，意义也比不上高水平的任务。打个比方，把江南七怪的武功练得滚瓜烂熟，固然是好的，但相比之下我们还是更推崇六脉神剑，即使它时灵时不灵。

　　去年，我就奥巴马宣布登火星和中国第一次发射长征五号等航天问题接受《环球时报》等媒体采访时，就表达了这层意思。现在回顾一下当时的文章，是有益的。

　　首先应该看到，地球的资源和太阳的寿命都是有限的，人类要想超越这个大限生存下去，就必须移民其他星球。因此，太空探索是全人类共同的事业，担负着人类存续的重任。

　　只有从这个根本点出发，才能理解宇航员为什么甘冒生命危险。由于我国的载人航天发展得比较顺利，许多人大概没有意识到太空探索是多么危险的活动，只把它看作大国竞争或者劳民伤财。实际上，美苏都曾付出过生命代价。例如1967年1月27日，阿波罗一号指令舱失火，三名美国宇航员格里森、怀特和查菲丧生。同年4月24日，联盟一号降落伞无法打开而坠毁，苏联宇航员科马洛夫殒命。

　　1969年美国登月时，尼克松为失败的可能准备了一份讲稿：“命运注定，这两位来到月球进行和平探索的人将在月球上安息……别人将会跟随他们，而且必定找到回家的路。人类的探索不会停步。然而这些人是第一批，他们将在我们心中永生。在今后的夜晚，每个人仰望月亮的时候都会想到，另一个世界的一角永远属于人类。”

　　中国的宇航员也曾多次遇险。将来我们的航天活动也可能遭遇失败，比如太空行走时失事，甚至登月后无法返回。我们应该做好心理准备，理解伟大的人类共同事业难免牺牲，以尊敬和宽容的态度对待失败。即使奥巴马的火星计划有明显的私心，开一张空头支票，功劳归自己，风险推别人，那也只是政客的问题，我们对科学家和宇航员还是应该致以崇高的敬意。

　　又如2016年11月4日《环球时报》的社评《长征五号是一场超级稳健的“冒险”》中，包含了一部分我的观点：

　　这枚被研制人员昵称为“胖五”的大推力火箭直径5米，为原有中国运载火箭直径的1.5倍，推力是过去的2.5倍，可以将25吨和14吨有效载荷分别送入近地轨道和地球同步转移轨道。这一全新能力必将为中国宇宙探索开辟出更大空间，支持中国人新的想象力。进一步的探月工程和火星探索都将建立在长五运载能力的基础上。

　　更为难能可贵的是，长五使用247项新成果，它的新技术使用率几乎达到100%，可以说它是“完全新造出来”的火箭。通常情况下，火箭新型号只会使用不超过30%的新技术。把如此多的技术创新汇集到长五身上，这看上去是有些冒险的。人们都知道，研制运载火箭是个大系统工程，任何一个小毛病都有可能导致发射失败，给航天事业造成打击。

　　然而长五非常稳健地实现了首飞成功，虽然3日晚上有技术原因导致了推迟发射，但是非常圆满的结局，总体上显示了箭上所用各项新技术的可靠性，以及整个中国运载火箭研制套路的高度成熟。中国航天人来到敢于设立新目标，并且有能力驾驭研发路上各种困难和复杂性的阶段，他们造就了一个强大的机制，就像一个超级流水线一样可以把种种梦想奇迹般地变成现实。

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　　全世界的运载火箭发射成功率为91.5%，俄罗斯是94.9%，美国是93.1%，而中国的长征系列火箭发射成功率高达97%。诚然，美俄的发射中包括不少重型火箭，技术难度更大，失败率更高些也情有可原。然而，中国航天在质量问题层出不穷的同一个社会里创造了世界最优的质量记录，还是具有特殊意义。中国航天不仅带给我们更大的宇宙探索雄心，还让我们看到“质量中国”崛起的希望。

　　关于长征五号的技术特点以及在世界航天界的地位，可以参见加州大学洛杉矶分校物理系徐令予研究员的文章《长征五号首飞——今日长剑在手，明朝青天揽月》：

　　中国无疑是三强俱乐部中的小弟，液氧煤油发动机不如俄罗斯，而液氢液氧发动机又不如欧美，但是这两种发动机技术中国都有，而且火箭的整体综合技术能力一点不输欧美，中国运载火箭的发射成功率一直稳居榜首。总之中国的运载火箭技术比较全面平衡，中国虽然不是尖子生，但也不是偏科生，是从农村中出来的努力上进的好学生，班上最后成功的很可能就是他。长征五号火箭是中国进入三强集团的入场券，从今以后，世界航天业界的三国鼎立正式开始。

　　长征五号是中国目前运载能力最大的火箭，它首次采用5米直径箭体结构，首次使用无毒无污染液氢液氧与液氧煤油发动机组合起飞方案，起飞推力超过1000吨。有了长征五号后，中国在空间站的建设上就有了得力的运载工具。但从长远来看，可能对中国的登月工程的意义更为重大。

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　　西方媒体对长征五号的报道指出，长征五号的试飞和投入应用，不仅填补了中国重型运载火箭的空白，同时也为中国进一步研发超重型运载火箭打下了稳实的基础。现在一千吨推力的长征五号已经有了，三千吨推力的长征九号离开中国还会远吗？重要的是，在接下去的几年中，造好用好长征五号，在后续的大量发射中发现问题、改进技术、精益求精，把长征五号打造成世界重型运载火箭的金牌，并为长征九号的研发积累更多更宝贵的经验。

　　对于有一定科学或工程基础的人来说，以上这些道理是很容易理解的。由此我们也可以对中国将来的航天活动做一个预测：现在相当于系统的调试阶段，技术问题都需要在实践中暴露出来，所以会有一个失败率上升的阶段，当系统调试成熟、技术问题解决之后，失败率就会下降。即使是六脉神剑，也是可以纯熟掌握的！

　　还有朋友问我，为什么网友们对这次发射失败大都是鼓励和安慰的态度，充满了善意？

　　我回答，这是理所当然的。首先，这是我们多年科学教育的成效，大家都知道既然是科学实验，当然有失败的可能。虽然我们自己经常对中国的教育口诛笔伐，但那是因为总有更高的目标，实事求是地说，中国的科学教育还是相当深入人心的。我们有重视教育和世俗主义无神论的文化传统，这对科学教育很有帮助。相比之下，美国许多州不断掀起神创论进课堂的诉讼（这边否决了那边又来，跟打地鼠似的，令人不胜其烦），土耳其最近废止了中小学的进化论教学，就是宗教干涉教育的反面例证。

　　其次，即使一个人完全没学过科学，单纯出于朴素的同理心，他也会对航天界表示鼓励和支持。当然，如果出现长时间、连续多次的系统性失败，网友就会呼吁调查体制问题了，不过现在还没有。好比我们有一个朋友创业失败，正常人的反应都是安慰和支持，而如果有人在这种时候幸灾乐祸、落井下石，那道德品质得低劣到什么程度啊！

　　所以，中国人民群众总体上是成熟的，素质是很高的。成问题的反而是一些监管部门，总把群众当成不懂事的小孩，以为他们脆弱得不得了，给自己设置种种不必要的限制。这种“奶妈主义”的心态，未尝不是我国前进的障碍。

　　总而言之，一次发射失败阻止不了中国航天前进的步伐，这相当于系统升级过程中必不可免的调试实验。让我们重温这两段：

　　中国的宇航员也曾多次遇险。将来我们的航天活动也可能遭遇失败，比如太空行走时失事，甚至登月后无法返回。我们应该做好心理准备，理解伟大的人类共同事业难免牺牲，以尊敬和宽容的态度对待失败。

　　地球的资源和太阳的寿命都是有限的，人类要想超越这个大限生存下去，就必须移民其他星球。因此，太空探索是全人类共同的事业，担负着人类存续的重任。

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