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天问一号成功登陆火星 该准备《星际战斗概论》了?

【文/ 观察者网专栏作者 席亚洲】

本周,我们的探测器“天问一号”成功登陆火星,虽然我们这次没有带着美国前几天在火星起飞的直升机,但是其实这事情已经不难了。可火星还是过于遥远,似乎除了振奋民心士气,和借此开发一系列相关技术,就没有什么“实际价值”,但是不要急,地球终究不过是人类的摇篮,人类终有一天要迈向那颗红色的星球。

不过在此之前,我们倒是可以说一下,中国飞向火星会意味着我们在地球附近的军事斗争中将会有什么新的能力。

本周,天问一号成功在火星表面着陆,中国成为第二个成功完成火星任务的国家。

说到这个“第二”,很多人就要开始酸,苏联当年也成功在火星着陆啊什么的。

但是呢,这事儿咱们航天科技集团还真没说错,苏联的火星计划一直被厄运缠身,1971年,苏联“火星2”号、”火星3号“和美国“水手9号”探测器几乎先后脚发射升空。

“天问”不是我们的加冕仪式,它只是我们进入太空的一个开始

这几个飞行器将第一次实现绕火星飞行(此前的探测器都仅仅是掠过火星,未进入环绕火星的轨道),而苏联的目标更雄心勃勃,要首先实现在火星着陆。

然而,”水手9号”首先抵达火星后就发现火星表面正在发生严重的风暴,这对于科学家们来说是一个非常难得的了解火星的机会,为此,三个探测器都将自己的大部分通信带宽用于向地面传回火星大风暴的相关图片。

而苏联方面等不及火星风暴过去,直接就让“火星2号“和”火星3号”释放了登陆器,结果,火星2号成为人类第一个在火星表面着陆的飞行器,不过是没有展开降落伞直接撞上去的。而火星3号虽然软着陆成功, 但因为火星风暴引起的闪电导致通信系统故障,没能传回信号,实际上也没有成功。

此后,苏联又在1973年连续发射火星4、5、6、7号,其中火星6号、7号也携带了着陆器,但这两次着陆也都由于对火星大气情况的理解不足,未能取得成功。

苏联登火计划一再饮恨,图为“火星3号”模型

1975年,美国”海盗1号”才首次成功着陆。

1988年,苏联“福布斯1号”和“福布斯2号”探测器再次尝试在火卫一上着陆,也都因为通信故障,未能成功。

苏联在火星任务上的反复失败似乎让俄罗斯也非常郁闷,即使在苏联解体后,俄罗斯还是坚持再次尝试登上火星,这就是1996年的“火星96”任务,这次他们干脆在一个探测器上携带了两个着陆器,可这次的结果还是令人失望,探测器未能离开近地轨道,发射失败。

再后面,2003年,欧洲空间局也进行了一次火星着陆任务,用俄罗斯“联盟”火箭发射欧洲空间局的探测器升空,但是在火星着陆器被发射出去后,就马上和轨道器失去联系,失败的路子和苏联的几次尝试相当相似。2016年欧空局再次尝试,发射了“火星探索2016”号探测器,这次着陆器下降过程中减速制动失败,坠毁。

而在中国这次成功之前,只有美国在2000年以后进行的几次火星探测成功完成在火星表面着陆和使用火星车在火星表面巡视。

2021年4月19日,美国“火星2020”探测器携带的小型直升机首次在火星表面起飞,让美国再次创造了一项人类第一。不过随着我们在火星着陆成功,对火星大气的了解也会更深入一步,下一次我们的火星任务完全可以进行新的尝试。

目前美国正在积极规划从火星取样返回的任务,这个任务将会比在火星上起飞直升机更难,毕竟虽然火星的引力还是不大,用小型火箭完全可以完成从火星起飞,但火箭要在火星表面停留几个月时间,等待探测器完成取样回收的工作,这就比较难了。而且这也意味着需要更大的火箭来将包含火星上升段火箭的载荷发射升空,这可能需要SLS火箭才能完成。

从上面列出的这一串失败中,我们可以看出,我们的这次成功是有多么来之不易。

我们天问一号的成功,最大的功臣,肯定是咱们的“胖5”运载火箭,“天问一号”总重量达到了5吨,并且着陆过程采用的不是苏联\俄罗斯和美国早期采用的用降落伞在火星大气内减速,着陆前再启动反推火箭的方式,而是更接近于美国“阿波罗”登月计划中使用的“鹰”号着陆器的方式,即在接近地面时用反推火箭实现悬停避障,最后再缓缓地落到火星表面。

这表明我们的地球-火星通信系统和自动化控制系统,都非常成熟,而更重要的,则是得益于我们的探测器够大、够重,能够携带足够多的燃料,实现这个降落的过程。

有这次成功,再加上此前我们已经非常成熟的在月球表面着陆的成功,其实这说明一件事——载人登月对于我们来说只是一个想不想的问题了。

其实航天领域,用强大的技术实力一步到位——比如美国当年的“土星5号”火箭和“阿波罗”飞船——当然是最好的,但是如果不足以一步到位,那么采取一些“小手段”也是一样的。

目前为止,深空探测的基础依然是更大的火箭

比如当年苏联和我国近年来航天单位都提出过,可以采取“人货分开”的办法来实现载人登月,也就是用一枚火箭将着陆器送到近地轨道,再用一枚火箭将轨道器、返回舱和宇航员带上去,在轨道上对接,最后再飞向月球。

我们知道,美国的“土星5号”之所以在70年代被废弃就是因为它除了能登月,对于地球轨道发射任务来说太大、太贵了。

而我国“长征9号”运载火箭,航天单位虽然已经多次提案和进行了宣传,但是一直没有正式立项,原因也是一样的, 它除了深空探测和载人登月外,也没有什么合适的新任务。

其实2000年前后,我记得当时的《科幻世界》就刊登过一篇翻译美国NASA科学家写的科幻小说,在那本小说里,中国和巴西、印度合作,使用多枚商业运载火箭实现载人登月。

在当时大家对此可能也就一笑置之,但现在回过头来看,这应该和当时美国正在兴起的“商业航天热”有关,今天商业航天已经成为一个热门话题,“猎鹰9”号火箭也已经成功执行了载人航天的任务。

其实说到这儿我们就得讲,“猎鹰9号“本身也是一个技术进步,让一些以前认为不切实际的技术方案变得可行的东西,毕竟在它之前,大家还是认为在一枚火箭上用那么多台发动机,危险性实在太大——毕竟当年苏联N-1的爆炸声还回响在全世界航天人的内心里呢。

但时代已经变了,美国SLS重型运载火箭现在的研制进度也是一拖再拖,真正能够执行飞行任务的时间完全没个准数。弄不好,它真正能执行发射任务的时间会和我们的长征9号最后差不多——当然了如果我们决定开始快速推进长征9号的话。

那么,之前航天科技集团曾经官宣过的,用“长征5号”、“长征7号”和新一代载人火箭共同完成登月任务的计划,是不是有可能实现呢?

那至少应该要等这三种火箭真正经过验证,我们真正信得过它们的可靠性以后吧。其实这个时间大概也就是在2030年前。

同样,如果美国那边做出决定,那么用多枚“猎鹰”和“重型猎鹰”配合,他们也能搞类似的登月方案。

“绕、落、回”之后,我们可以开始考虑载人登月了

当然了这场潜在的“新世纪载人登月竞赛”会不会真正开始,很大程度上大概要看太平洋两岸的政治态势了。

不过,我国航天“五朵云”计划或许更值得大家关注,而且这里面大家最近关注的“腾云”计划如果顺利,完全可能又一次改变游戏规则——“腾云”计划是基于我国先进的高超声速技术开发的空天飞机计划,它的“第一级”是一种大型的高超声速飞机,而它还可以携带小型航天飞机升空,并在大气层边缘发射小型航天飞机。

虽然它能够发射的载荷重量和尺寸可能没有当年美国人的航天飞机大,但是这事儿吧,一方面,当初钱学森早就预言过,航天飞机搞大了难度会大大提高,最后也验证了大佬当年的预测不是?另一方面,“腾云”能携带的载荷肯定还是大大超过现有的运载火箭,并且其发射成本远远低于其他航天发射方案。

航天科工3院网站公布的“腾云”工程机场示意图

虽然网上有乐观的分析认为“腾云”有希望在2030年左右成功,但这恐怕很难讲。我们还是拭目以待吧。

如果“腾云”计划能够成功,那么再配合上我们的空间站作为太空“加油站”,我们就有望在30年代使用“腾云”航天飞机实现载人登月,当然这需要一个更加小型和先进的登陆器,不过以我们现在的技术能力,搞一个应该难度也不大。而且总体的登月成本可以控制下来。

如果这样,那么我们在月球上建立一个长期有人值守的太空实验室的可能性就大增了——不过当然,如果要实现这一点,可能最后还是需要“长征9号”,或者更大的运载火箭来向月球上发射大量的物资建材了,否则就只能用多架“腾云”来“蚂蚁搬家”。

唉,上面这些也是看了NASA支持的美剧《为了全人类》(两季)之后产生的一些想象,现实世界中要实现这些,还是需要国家投入巨大的力量,而且在月球上建立永久基地什么的,很大程度上也是受到地球上国际政治环境影响的事情。我们只能这么说,如果我们真的去做这件事了,表明的事情就是,中国要去争取那个“代表全人类走向太空”的名义了,这就是我们当代世界的“九鼎”礼器,咱们现在,还是就想想便罢。

最后说说我们去火星,上月球会在军事领域带来的影响。

其实这主要就是“胖5”的影响,它的运载能力将可以实现很多以前实现不了的事情,最简单的就是把更重型的载荷送入轨道,这意味着中国的卫星功能将会更强。

相比之下,美国现在就已经仗着自己发射能力强、基础设施好的优势,大力推进太空军事化。目前已知的项目,重点是在低轨道卫星上。美国国防部已经推出了“黑杰克”低轨道卫星计划,马斯克的“星链”也已经接到美国军方的合同,要求在“星链”卫星基础上,开发一种能够用于跟踪探测高超声速导弹的低轨道卫星星座系统。

美国“黑杰克”低轨道卫星星座系统示意图

没错,现在大家都在谈论低轨道卫星,在轨道上发射成千上百的低轨道卫星,来让对手难以攻击。但是最近以色列的“铁穹”拦截火箭弹的画面大家也看到了,随着智能化武器的进一步廉价,未来能够自主寻的,短时间内快速摧毁几十乃至上百枚卫星星座,而且足够廉价的导弹,完全可能出现。那么实际上,在这种环境下,更重型、更大型的卫星,乃至载人空间站,反而可能意味着更高的安全性。

最简单的,这样的卫星和空间站燃料更多,可以更频繁和更大幅度地变轨,让敌人更难攻击。

甚至,苏联在冷战时期的“礼炮”系列空间站当中,“礼炮2、3、5”号在苏军中另有一个代号,就是“金刚石”军用空间站,这一系列产品中的最后一个,就是代号OPS-4的空间站,它上面装有3个合成孔径雷达天线,实际上它的任务很可能是用雷达天线来实时追踪美国航母。

而最近俄罗斯“红星”电视台还首次公布了为“金刚石”系列空间站研制的自卫武器,“盾牌1”和“盾牌2”。“盾牌1”是一种23毫米机关炮,“盾牌2”则是一种太空导弹,它们的外形长期以来都是苏联/俄罗斯高度保密的,而现在都已经公开。

曾在“金刚石”空间站上进行过实弹攻击卫星实验的“盾牌1”机关炮

“盾牌2”太空导弹结构示意图

“OPS-4”军用空间站

有了可靠的“胖5”,我们将可以发射类似“金刚石”那样的大型军用卫星或空间站,而上面也同样可以携带自卫武器,这生存力就会远远超过现有的各种军用卫星,在今天这个卫星安全性已经成为全世界担心的问题的时代,这将成为一种非常有实际意义的装备。

当然了,同样的事情肯定也不是我们一家在考虑,而这样的技术发展也必然会带来太空军事化的担心——但光担心是没用的,太空军事化已经是现实,今天的外空条约很可能会和当年日内瓦公约禁止从飞行器上投掷武器的条款一样,最终变得毫无实际意义。

最终,我们会看到地球轨道上的真正“太空战舰”,携带着令人胆寒的太空武器和对地攻击武器,就像今天的战舰在海上宣称自己的存在一样,成为漂浮的“太空国土”。也许我们所真正需要担心的,只是谁先拥有这种东西——“落后就要挨打”是中国近代以来总结出的血的经验,我们绝对不可以忘记这一点。

20世纪初的《日内瓦公约》规定不能从飞机和气球上投掷武器,但它未能阻止飞机成为当代决定性的武器系统,那么……太空战舰很遥远吗?未必

当然,这依然是一种幻想,但我们已经生活在一个我小时候大家一说起来还是觉得很遥远的科幻时代了,或者说,我们今天的世界对于20年前的人们来说已经够科幻的了——至少20年前还很少有科幻作品想象得到,中国会发展到今天这个程度,刘慈欣80年代的科幻处女作《中国2045》里,中国的综合国力依然排名在苏联,甚至日本的后面呢,是不是?

所以今天我们所设想的这些事情,都是未来的一种可能性而已,但为这一切做好准备,却是我们真正可以做的事情,钱学森大师早在20世纪60年代就撰写出了著名的《星际航行概论》,而今天,我们或许应该开始着手,准备《星际战斗概论》了——其实几年前就已经有朋友在网上写了类似的东西,虽然也许我们不如当年钱学森大师的作品那么富有现实指导意义,但这可能是一个无法避免的未来,我们,应该为此做好准备,毕竟我们的征途,是星辰大海。

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