陳藍：美國登月，怎么不行了？

【文/觀察者網(wǎng)專欄作者 陳藍】

一

2024年1月19日，當?shù)貢r間早上9時（北京時間5時）左右，在南太平洋島國斐濟南部的天空中，出現(xiàn)了一個亮點。它若隱若現(xiàn)，快速劃過天空，不久便消失在藍天里。

其實它并不是來自天外的隕石，而是一個從38萬公里外返回的人造航天器。它本該在月球著陸，但無奈它的宿命卻是返回地球、燒毀在大氣層內(nèi)。

十多天前的1月8日，跳票多年的美國“火神”火箭終于發(fā)射成功，成為繼中國藍箭航天“朱雀二號”后第二款液氧甲烷火箭。它搭載了由商業(yè)航天公司Astrobotic研制的“游隼號”（Peregrine）無人月球登陸器，將對月球中緯度著陸點進行實地探測，為美國的載人登月計劃收集數(shù)據(jù)、積累經(jīng)驗。

“游隼號”登陸月面效果圖（圖源：Astrobotic）

但器箭分離三小時后，“游隼號”便出現(xiàn)太陽能電池板無法穩(wěn)定指向的問題。分析表明，是推進劑嚴重泄露導致了一系列問題，原定的月面軟著陸任務(wù)已無法完成。1月12日，“游隼號”越過距地球38萬公里的月球軌道，不久后便調(diào)頭返回地球。至15日，登陸器泄漏停止，但早已錯過目標，Astrobotic和NASA只能著手制定再入地球大氣層的方案。

“游隼號”12日軌道示意圖（圖源：Astrobotic）

“游隼號”不僅是美國52年來第一次月面軟著陸，也是NASA商業(yè)月球載荷服務(wù)（CLPS）計劃中第一次無人探測器登月行動。作為阿波羅時代落幕后第一個無人月球登陸器，它被寄予了很高的期望，結(jié)果卻出師未捷身先死，和12年前NASA的空間站商業(yè)補給服務(wù)（CRS）和4年前商業(yè)乘員服務(wù)（CCP）成功前往國際空間站的首次飛行形成了鮮明對照。

NASA希望通過這個商業(yè)月球計劃來復制CRS和CCP的成功，僅用“阿爾特彌斯”重返月球計劃大概3%的費用為后者打前站。到目前為止，已經(jīng)有14家公司獲得了CLPS資格，4家公司（Astrobotic、Intuitive Machines、Draper、Firefly Aerospace）拿到了9次飛行的訂單，為NASA運送多個科學探測載荷到月面，包括月球南極地區(qū)。沒想到剛開始就遇到麻煩，首戰(zhàn)即失利。

小任務(wù)受挫，大任務(wù)也不順。就在“游隼號”發(fā)射的第二天，NASA宣布了“阿爾特彌斯”登月計劃新的時間表。原定今年下半年發(fā)射的“阿爾特彌斯2號”載人繞月飛行推遲到2025年，“阿爾特彌斯3號”登月飛行則推遲到2026年或更晚。這不是第一次推遲。和特朗普當政時的時間表相比，載人登月已經(jīng)晚了至少兩年。

SLS登月火箭和頂部的“獵戶座”飛船（圖源：NASA）

雖然NASA是跳票專業(yè)戶，但“阿爾特彌斯3號”延遲還真不能讓NASA背鍋，因為登月艙和月面宇航服的任務(wù)交給了SpaceX和公理航天兩家商業(yè)公司。SpaceX的登月艙直接采用星艦飛船（即第二級）修改而成。星艦火箭的軌道試射到目前為止兩發(fā)兩敗，首次載人飛行仍遙遙無期，星艦登月艙還未露面，公理航天負責的宇航服進度也不斷推遲，原定2025年登月的時間表已絕無可能實現(xiàn)。此次推遲也是無奈之舉。

“阿爾特彌斯”計劃月面航天服（圖源：Axiom Space）

美國無人和載人登月兩大計劃齊頭并進，并且都引進了商業(yè)航天公司深度參與。原本是希望花小錢辦大事，加快進度，最終能在和中國的登月競賽中勝出，重現(xiàn)帝國輝煌。但讓NASA失望的是，和先前兩個成功的空間站商業(yè)計劃相比，兩個月球計劃中，包括SpaceX在內(nèi)的商業(yè)公司表現(xiàn)得都不理想，讓美國重返月球計劃陷入困境。

二

對美國來說，一個殘酷的事實是，從2004年小布什政府提出重返月球的目標至今，20年過去了，美國在月球上連一次無人軟著陸都沒成功過，只能眼巴巴地看著中國不斷發(fā)射探測器著陸、釋放月球車、采樣返回。現(xiàn)在，連印度也走到了美國前面。NASA甚至還提出使用中國的“鵲橋”月球中繼衛(wèi)星來幫助美國登月。這是從來未出現(xiàn)過的窘境。

那么，是什么原因?qū)е铝诉@個結(jié)果？

有人認為是NASA的設(shè)計思路和技術(shù)路線有問題。NASA為了減少風險，采用了盡可能利用現(xiàn)有資源和成熟技術(shù)的策略。

比如，SLS登月火箭直接使用了改進的航天飛機固體助推器和軌道器主發(fā)動機，性價比極差。又如，星艦衍生的登月艙是個大家伙，需要十多次發(fā)射和在軌推進劑轉(zhuǎn)移才能送到月面。因為很高，還不得不弄了個奇葩的外掛吊籃式電梯。這么大的登月艙有必要嗎？是否用力過猛？月軌空間站則一看就是國際空間站縮小版，就是為合作伙伴參與硬塞進來的。

總之，“阿爾特彌斯”計劃不是一個為登月優(yōu)化的方案，看上去更像是一個東拼西湊的大雜燴，不出問題反而奇怪。

“星艦”登月艙（圖源：SpaceX）

也有人認為過于依賴商業(yè)航天就是一個錯誤。NASA因扶植SpaceX成功而過于自信，導致冒進。

商業(yè)航天固然能鼓勵創(chuàng)新、降低成本，但月球計劃技術(shù)難度高、前人經(jīng)驗少、資金需求大，完全依賴商業(yè)公司風險巨大。SpaceX在空間站補給和人員運輸項目上獲得成功，是因為采用了相對成熟的技術(shù)，也給予了足夠的時間，還有一定偶然因素。而“星艦”集大量創(chuàng)新于一體，規(guī)模巨大，技術(shù)復雜，前所未有。要在短時間內(nèi)快速迭代到安全載人的成熟度，難度極大、風險極高。

還有人認為這是NASA的資金不足的結(jié)果。

無論是采用成熟技術(shù)還是依賴商業(yè)航天，都是NASA在資金壓力下的無奈之舉。由于美國政府預算削減、NASA官僚主義、攤子太大等原因，NASA的預算一直是捉襟見肘的。在NASA，低效導致項目延遲是家常便飯，延遲提高了成本，造成了超支，吃掉更多預算。這已經(jīng)是個積重難返的問題。

事實上，上述原因都有一定道理，但又都不盡然。美國重返月球的困境也許是這些因素疊加的結(jié)果，但如果我們擴大視野，對美國航天航空業(yè)和其他重要行業(yè)進行考察，會發(fā)現(xiàn)，上面分析的其實也都是表面原因，更有可能是出現(xiàn)了深層的系統(tǒng)性問題，而這更值得關(guān)注。

其實“游隼號”并不是最近一年來美國航天遭受的唯一挫折。在SpaceX不斷提高發(fā)射頻率的同時，2023年美國航天發(fā)射失敗次數(shù)也達到了6次，其中3次是首飛，創(chuàng)數(shù)十年來最高記錄。如果不計商業(yè)航天公司，2023年NASA和美國傳統(tǒng)承包商只進行了4次航天發(fā)射，創(chuàng)歷史新低。NASA已經(jīng)完全失去了往日的輝煌。

不僅航天，美國的航空工業(yè)也不斷出現(xiàn)狀況。

波音737 Max 8的軟件問題剛剛解決，Max 9就發(fā)生了飛行中艙門脫落事故，另一型號737擋風玻璃破裂。波音已經(jīng)15年沒有推出全新客機機型，鑒于大型客機78年的研制周期，波音的新機空窗期大概率將持續(xù)25年以上。

軍機方面，F(xiàn)22臨近退役期限，F(xiàn)35天生不足。B2養(yǎng)不起，B21無突破，美國軍機也面臨青黃不接或升級停滯的問題。

如果將視野放到整個美國，你會發(fā)現(xiàn)美國的技術(shù)神話正在不知不覺地褪色。

福特號航母電磁彈射問題多多，民船生產(chǎn)能力完全喪失。能源落后于中國大陸、芯片落后于臺韓。電動汽車特斯拉獨虎苦斗中國群狼。更不用提基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加州高鐵爛尾多年、波士頓“大開挖”延期超支驚人、拜登視察橋梁倒塌、得州極寒天氣大停電，等等等等，數(shù)不勝數(shù)。

美國基礎(chǔ)科學、高等教育和創(chuàng)新能力全球最強毋庸置疑，在軟件、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、生物醫(yī)學等戰(zhàn)略性行業(yè)仍然獨步天下，更不用提金融咨詢等服務(wù)性行業(yè)。但你有沒有注意到，這些行業(yè)更接近于所謂軟產(chǎn)業(yè)，對工程和制造能力并無太多要求。事實上，美國不僅制造業(yè)在衰落，將科學理論和技術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的工程化能力也在降低。這恐怕就是返回月球計劃頻頻出現(xiàn)問題的深層原因，也是跨行業(yè)的系統(tǒng)性問題。

一旦問題具有普遍性，航天也無法獨善其身。只是因為過去美國航天太強大、太亮眼，早期出現(xiàn)的問題不會被關(guān)注。當光環(huán)褪去，問題就都冒了出來。其實在1990年代，NASA的系統(tǒng)性問題就初露端倪了。當時X30、X33、X34、X38等一連串高大上的項目花費了巨資但最后都無疾而終，問題都出在工程實現(xiàn)或預算控制上。

當時美國不少有識之士已經(jīng)意識到這個問題。也因為如此，才有了大力推進商業(yè)航天的動因，以及后來商業(yè)航天的成功和SpaceX的橫空出世。但這并沒有解決NASA的問題，反而進一步削弱了它的能力。

有人可能要說，NASA失敗不等于美國航天失敗。SpaceX創(chuàng)新能力極強，“獵鷹”可復用火箭、“星鏈”、“星艦”都取得了巨大成功，馬斯克以一己之力改變了世界航天的格局，怎么能說美國的航天工程能力在下降？

“星艦”第二次試飛（圖源：SpaceX）

不錯，SpaceX作為商業(yè)航天先驅(qū)，打破了政府對航天的壟斷，突破傳統(tǒng)、大膽創(chuàng)新，加快了航天技術(shù)的發(fā)展和人類走向星辰大海的步伐。馬斯克對航天的貢獻怎么評價都不為過。但我也要說，SpaceX的成功也不等于美國航天的成功，SpaceX的成就并沒有改變美國航天工程能力降低的整體趨勢。

其實這不難理解。行業(yè)發(fā)展離不開大環(huán)境，任何單一企業(yè)都無法改變導致大環(huán)境變化的內(nèi)在因素。

還是以馬斯克為例。特斯拉電動車在十年前可以說是一枝獨秀，無論是先進的電池管理系統(tǒng)和自動駕駛軟件，或是簡約的設(shè)計理念，都沒有對手。但現(xiàn)在特斯拉似乎失去了原來的勢頭，電池和壓鑄機等關(guān)鍵技術(shù)開始依賴中國供應(yīng)鏈，甚至北美工廠的生產(chǎn)管理也需要中國高管參與。除了自動駕駛系統(tǒng)還稍稍領(lǐng)先，中國電動車已經(jīng)全面趕上甚至超越了它，比如800伏高壓系統(tǒng)、半固態(tài)電池、智能座艙和智能底盤等。

這不是特斯拉不努力，或者喪失了創(chuàng)新能力。真正的原因就在于，中國擁有美國無法匹敵的市場規(guī)模、完整的汽車供應(yīng)鏈和豐富的工程經(jīng)驗，以及龐大工程教育體系培養(yǎng)的源源不斷的人才，再加上長期一貫的政策支持，使得中國車企的工程化能力超過了特斯拉——雖然，他們的創(chuàng)新能力可能還落后于特斯拉。雖然他們大多還是以跟隨戰(zhàn)略為主，但在市場占有率上對特拉斯有著壓倒性優(yōu)勢。

商業(yè)航天大概率也會走上這條道路。

SpaceX目前發(fā)展勢頭依然很猛，但登月艙進度已經(jīng)拖累了NASA的登月計劃，“星艦”的迭代試飛也充滿不確定因素，入軌時間表已經(jīng)比2016年計劃發(fā)布時延后很多年。隨著規(guī)模的擴大，美國整體工程化能力的降低或多或少也會影響到SpaceX的競爭力。不過由于政治因素，中美商業(yè)航天不會出現(xiàn)直接競爭。未來SpaceX能不能繼續(xù)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，也許十年之后再來判斷更好。

相比之下，中國商業(yè)航天已經(jīng)開始起飛。

“朱雀二號”和“引力一號”一出場便拿下世界第一。今明兩年有數(shù)款對標“獵鷹九號”的可復用火箭將進行試飛。對標“星鏈”的星網(wǎng)（可能還有G60）巨型星座即將開始規(guī)模化組網(wǎng)發(fā)射，將為中國新勢力航天提供充足的需求。國家隊對標星艦的“長征九號”已經(jīng)預研多年，但民商航天的星艦級火箭也許來得更早！中國采用吸氣式高超音速發(fā)動機的空天飛機目前領(lǐng)先美國，有條件先于美國商業(yè)化。

挾市場規(guī)模、政策穩(wěn)定性、產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢、人才經(jīng)驗儲備等優(yōu)勢，中國商業(yè)航天十年內(nèi)整體超越SpaceX不是夢。

美國航天及整體工程能力的降低，可能是一個無法逆轉(zhuǎn)的趨勢。原因很多，比如服務(wù)業(yè)尤其是金融業(yè)過度發(fā)展帶來的泡沫和產(chǎn)業(yè)空心化、全球化導致的制造業(yè)外遷及產(chǎn)業(yè)鏈缺失、選舉政治造成的政策短期化、政治正確形式主義泛濫、低素質(zhì)移民的大量涌入、工程教育不受重視，等等等等。要改變這些，需要美國做出徹底的變革，但實際上非常困難。不過這已經(jīng)超出本文討論的范圍，這里就不展開了。

三

未來十年，中美登月競賽將成為全球關(guān)注重點。我們來展望一下。

2024年，美國將繼續(xù)發(fā)射商業(yè)月球載荷服務(wù)計劃中的無人登陸器。“星艦”將繼續(xù)進行入軌發(fā)射。如果成功，將在下半年進行在軌推進劑轉(zhuǎn)移試驗。中國將發(fā)射新的月球中繼衛(wèi)星 “鵲橋二號”并實施“嫦娥六號”月背取樣返回任務(wù)。“鵲橋二號”搭載的兩顆月球通導遙一體化星座試驗小衛(wèi)星將為未來月球版“星鏈”和“北斗”鋪平道路。

2025年，美國將在9月進行“阿爾特彌斯2號”載人繞月飛行。這個任務(wù)除了載人，其他和已完成的“阿爾特彌斯1號”無人繞月任務(wù)完全相同，相對容易實現(xiàn)。真正挑戰(zhàn)的是“星艦”登月艙的無人登月測試。它需要至少10次發(fā)射，將液氧和甲烷運送到軌道補給站，最后發(fā)射登月艙，經(jīng)在軌補給推進劑后飛往月球，完成登陸后再從月面起飛回到月球軌道。

2026年，如果此前的測試一切順利，美國“阿爾特彌斯3號”載人登月將在9月實施。中國“嫦娥七號”將實施南極登陸，將使用飛越器進入終年不見陽光的洞穴中找水。

2027年，中國“長征十號”火箭將攜帶新一代載人飛船首飛。這很可能是一次類似“阿爾特彌斯1號”的無人繞月飛行。

2028年，按現(xiàn)有計劃美國將發(fā)射“阿爾特彌斯4號”，實施第二次載人登月。中國“嫦娥八號”將登陸月球南極，和“嫦娥七號”一起構(gòu)成月球科研站基本型。

2030年左右，中國將使用兩枚“長征十號”火箭分別發(fā)射載人飛船和無人的登月艙，使用月軌交會對接、人員轉(zhuǎn)移方式實現(xiàn)載人登月。在這之前，至少會有一次完整的無人登月演練，全面驗證火箭、飛船、登月艙和月面航天服的功能和安全性。

“長征十號”火箭

中國新一代飛船和登月艙

不難看出，美國重返月球計劃環(huán)節(jié)繁多、技術(shù)復雜、風險極大，只要一個環(huán)節(jié)出錯就會導致整個任務(wù)的失敗，而中國的方案更為保守穩(wěn)妥。“星艦”已成為美國重返月球最大的瓶頸。鑒于它目前的進展，美國的登月時間表大概率還會推遲。只要導致美國工程能力下降的根本問題不解決，可能出現(xiàn)的問題就會越來越多。預測誰將贏得登月競賽現(xiàn)在還為之過早。

越來越多的跡象顯示，到這個十年末，中美航天實力對比很可能會出現(xiàn)歷史性逆轉(zhuǎn)。載人登月競賽的結(jié)果應(yīng)該具有標志性意義。讓我們拭目以待。

不過，在指出美國存在問題的同時，我們也不能低估美國的強大實力和優(yōu)勢。

正如前面已經(jīng)指出的，美國的基礎(chǔ)科學、高等教育和創(chuàng)新能力依然最強，而且這種狀況可能會維持很長一段時間。中國的優(yōu)勢在于全球最大市場、制造業(yè)規(guī)模和工程化能力，能將最新的科學突破和技術(shù)創(chuàng)新迅速轉(zhuǎn)化為具有最高性價比和最強競爭力的產(chǎn)品，讓全世界所有人都能享受科技發(fā)展的好處。

所以，未來一段時間很有可能出現(xiàn)的情況是：美國負責創(chuàng)新，中國負責工程化和產(chǎn)品化。如果有人非要把它理解成“美國栽樹，中國乘涼”，那也未嘗不可。這是全球資源優(yōu)化配置的結(jié)果，公平合理，是雙贏。全球化是文明發(fā)展內(nèi)在規(guī)律所決定的，不會因短期地緣政治動蕩而改變。

還是那句話，中美合則兩利、斗則俱傷，合作是唯一的正確選擇。

最后再說個事。“游隼號”攜帶了62個裝有名人生物樣本的小容器，其中包括前總統(tǒng)肯尼迪的頭發(fā)。當年，這位意氣風發(fā)的年輕總統(tǒng)發(fā)出了美國要在十年內(nèi)登上月球的宣言，八年后美國果真擊敗蘇聯(lián)贏得了登月競賽。“游隼號”本意是向肯尼迪致敬，也希望冀此重現(xiàn)阿波羅登月的榮光。結(jié)果呢，樣本非但沒有到達月球，反而陰差陽錯地燒毀在南太平洋上空，令人唏噓。

今天，新的登月競賽已經(jīng)開始。月球還是那個月球，但美國已經(jīng)不是那個美國。

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