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发帖数: 15246 | 1 本帖最后由 高凉陈君CT 于 2011-7-8 13:59 编辑
中间运力型火箭的缺失再次重创美国NASA旗舰宇航项目
近日传来美国航天局已经投入巨资研制的韦伯望远镜由于进度一推再推，预算
一再超支。现在已经被美国国会叫停。
这是自星座登月工程被美国奥巴马总统叫停之后，美国太空旗舰工程又一次滑铁
式失败的重大挫折。只不过这次韦伯望远镜的中途落马却是由美国国会首先发难。
其实韦伯望远镜并不是什么极其沉重的东西。净重才不过6吨多一点而已。计划
使用阿里安五火箭发射到地日拉格朗日区。
问题就出在这里。由于阿里安五火箭的运力有限，GTO运力才不过10吨而已，整
流罩直径也不过5米。因此在设计韦伯望远镜时为了在有限的重量限制区间范围内尽可
能多地扩大观察镜面直径（直径达6米左右，而哈勃只有2。4米口径）。NASA不得不冒
险在韦伯望远镜的制造上采用大量的创新设计与超前技术。由其是空间可展开式望远镜
镜面阵列技术研制难度极大。
结果由此陷入“技术研发黑洞”，预算一超再超，已经达65亿美元之巨（美国一
艘核动力航空母舰价钱也不过如此）。而发射时间也一推再推，由原计划内的 2011年
推到2017年，甚至2020年。前前后后投资达100多亿美元，用时30多年光阴，却只不过
为了研制一个区区重量只有6吨的望远镜。
如此一来只使是最乐观的政治家也开始担心了，结果就只能断尾求生，决定立即
中止韦伯望远镜研制。那怕为此已经花费了几十亿美元也有所不惜，以期尽快逃离没有
尽头的预算黑洞。
问题是6米观测直径的韦伯望远镜真的有必要搞得如此复杂吗？！答案是完全没
有必要。前提就是取消复杂的空间可展开式镜面阵列。直接采用帕落马山天文台，凯克
天文台望远镜之类的传统整体式镜片构造。说白了就是要研制一个超大号的，设计简单
的哈勃式圆柱桶型红外望远镜（巨型斯皮策红外望远镜）。如果采用这一方案，韦伯望
远镜大幅度超重四倍，甚至五倍，总重达到30吨就无法避免了。如此一来阿里安五火箭
与目前版本的EELV火箭都无法发射。
但极大的经济好处就出在这里边。让我们来做一次仅仅小学生水平级别的算术
题。当年美国空军研制两款EELV火箭总投资才不过20亿美元。EELV火箭研制费用如此之
低原因就是所要使用的发动机都是极成熟的RD180或者研制难度极低的RS68，而上面级
依旧使用原来大力神四H火箭的旧版上面级。所谓的研制实际上就是堆积木，组装而已。
因此再对比下目前韦伯望远镜高达65亿美元的巨大开支，如果我是美国NASA局
长，我宁可在空军EELV火箭的基础上再单独投资20亿美元研制一款升级版运力达LEO30
吨至80吨，芯级直径达8米（原始的战神四火箭设想，上面级就用四台RL10发动机研制
）的EELV中间运力型火箭，再用余下的40亿美元在斯皮策红外望远镜的基础上升级下搞
个超级版30吨级的韦伯望远镜。按如此方案进行，韦伯望远镜研制并发射成功的可能性
完全没有任何风险。最后还“纯赚”一款中间运力型火箭。
做大鞋买大鞋容易削足适履很痛也很难
事实上从美国星座载人工程开始我就一再指出研制中间运力型火箭的极其重要
性。
原因就是对于目前的人类技术而言，研制中间运力型火箭实在是太容易了，有RD180，
RS68，RD170之类巨型火箭发动机在手，研制中间运力型火箭实在是手到拿来，完全没
有任何技术风险。与星座载人飞船，韦伯望远镜之类复杂空间飞行器的巨量研制投资预
算相比，中间运力刑火箭的研制投资预算可以算是“极低”与“完全可控”，还真正达
到一次投资终身受益。
这是与阿波罗时代相比的极大不同，阿波罗时代研制土星五火箭的投资反而要
远远超过载人飞船的研制投资额，因为那个时期并没有现成的巨型火箭发动机。
因此，昨天有美国人的星座载人飞船因为超重导致到战神一火箭研制设想一改
再改，进度一拖再拖，最后预算一再超支，最终被砍掉（当然星座载人飞船现在改个马
甲又出来“混”世界了，但也算是死里逃生，而战神一火箭就死到底了）；今天再次出
现韦伯望远镜“画地为牢”，非要使用GTO运力只有区区10吨，整流罩直径只有5米的阿
里安五火箭来发射，最终设计与研制技术搞得极其复杂，生产成本极其昂贵，又是预算
大幅度超支，最后又被国会一枪打死的悲剧重演。
累次倒毙在同一条沟里，这说明了什么？！那就是美国航天局的决策人员的脑
袋已经生透了，思想已经僵化了，不可挽救了。每一任局长不求有功，只求无过，四年
任期一过那管后任洪水漫天。从来没有人为美国空间探测的长期规划日后所必须要用到
的中间运力型“火箭平台”做过有任何长远决定性作用的战略设想与行动。
如果说运载火箭平台是鞋子，星座载人飞船与韦伯望远镜，MSL火星车之类的有
效载荷就是脚。
而自从阿波罗时代之后F1，RD180，RS68之类巨型火箭发动机成熟之后，研制巨
型，中间运力型运载火箭的成本就越来越低了。而通讯卫星，深空探测器与载人飞船之
类空间飞行器的研制成本下降却相当缓慢。由其是那些有特定用途的深空探测器，卡西
尼就花了17亿美金，MSL花了20亿，这个韦伯望远镜 65亿美元结果还不能“包尾完工”。
这些深空探测器的研制成本之所以搞得如此极其高昂。最最重要的原因就是必须
“本着”基于现成火箭平台的运力区间，“画地为牢”来规划设计。
如这个韦伯望远镜，由于阿里安五火箭的运力与整流罩直径已经是固定的了。
因此，韦伯望远镜为了达到6米直径的太空观察能力水准，不得已搞了个极其复杂昂贵
的可展开式空间镜面陈列，单马达就用了几万个。而又由于运载能力不足，望远镜结构
平台的研制又不得不大量使用费用极其昂贵的“轻量化”材料，甚至是研制前所未有的
“不可得”的材料。如此削足适履，结果掉进了预算成本的黑洞，最后中途下马，一枪
毙掉的悲剧就无可挽回了。
与之相反，如果NASA决策人有足够的远见，完全跳出阿里安五火箭的“地牢”
，大幅度放宽韦伯望远镜的最终重量与体积的设计余度。并借此契机规划研制一款中间
运力型火箭，65亿美元连带研制中间运力火箭一并搞定韦伯望远镜项目绰绰有余。
要知道NASA为战神一火箭在卡纳维拉尔角搞的新发射场总投资才不过3亿美元而
已，洛克希德马丁公司新建设的生产宇宙神五新火箭的工厂建造价格也不过七亿美元。
与那些一开口就以十亿美元计算的昂贵的太空探测器相比，那些钢筋水泥建筑与火箭生
产线值多少钱？！
而且洛马与波音原本就有研制升级版EELV火箭的设想，只是找不能启动投资者
而已。
因此聪明的政治家在决策搞韦伯空间望远镜之类重大太空工程时首先要考虑到的问题就
是宁可让望远镜超重超体积，那怕最终从6吨超重到30吨也无所谓。因为与在保证观察
能力不变的前提条件下，实现大幅度减重所要导致到的研制经费暴涨相比较，研制一款
LEO运载能力达50吨到80吨的新火箭的成本还是“节俭得很”。
换车要远比大幅度减肥合算。如一个500斤大肥佬要坐车远程旅行，如果只有一
台小QQ选择，要坐上去就只有实施极度复杂昂贵，甚至还要冒巨大健康技术风险的减肥
计划了；与之相比，不如干脆买一台公交大巴，这可就要省时省力与省钱得多了，而且
也没有任何技术风险。更重要的是由于以后经常要进行长期长程旅行的大肥佬越来越多
，这样做就更合算了。
这个例子放于NASA就是如此，星座载人飞船超重，韦伯望远镜不想超重就“削
足适履”最终搞成残废。而新规划的大型广域红外太空望远镜也注定会超重（越是 “
短小精密”就越昂贵，这是机械工业的铁定规律，否则瑞士手表吃什么）。而未来的深
空旗舰项目如火星表面取样返回飞船，木星木卫二冰月探测器，土星土卫六登陆探测器
与天王星综合探测飞船（计划预算47亿美元）等等一大堆大肥佬都要依次出征。如果再
基于现有的GTO12吨运力水平的EELV火箭这个“地牢” 运载平台来规划研制，这实在是
要逼JPL与洛马，波音那些可怜的飞船工程师去自杀而已。
而且这样做也纯粹是要与钱财过不去。不就是个星际探测器？！只要能够达到
同样的探测目标又能够大幅度地节省钱财，韦伯望远镜重6吨与重30吨又有多大的差别
？！只要寿命不变，功能用途不变，航天器“重大笨（大的东西也可以做得很精密）”
又什么样，“短小细”又什么样，省钱才是硬道理，搞那么复杂与极其昂贵干什么，又
有什么用。
这可是个性价比的问题，航天器也到了必须讲究性价比的时代了，这是探测工
具而不是纯粹用于“摆阔”的工业奢侈品。
在今天人类成熟巨型火箭发动机大量存在的现实背景之下，研制一款“通杀”LEO30至
80吨的中间运力型火箭又值几个钱？！那些区区几艘油轮的液氢与煤油又值几个钱？！
NASA再这样死尖技术的牛角尖迟早会搞死害死NASA这个只会用钱却不懂“做事”的政府
部门。
钱都让你们拿去填耗子洞了，要你何用。
新时代航天器基本设计原则，超重宁可改动火箭而不改动飞船
因此，无论中国外国，这也是我一听到航天器超重，不得不想方设法更改设计，浪费大
量人力物力与钱财去减重之类的消息就越来越反感的核心根源。
在今天运载火箭生产成本（无论大火箭还是小火箭一概如此）相对于航天器价
格成本越来越“白菜价格”的现实背景下，象星座载人飞船与韦伯望远镜之类的航天器
单纯为与运载火箭运力匹配而花费巨资减重而进行的更改设计都是断然不可取的行为。
因为这才是真正的败家行为而不是节俭。
就象星座载人飞船，如果采用德尔塔四H火箭为运载平台，星座飞船重30吨就30
吨又什么了？！大不了再在德尔塔四H火箭的芯级上再捆绑上两枚300吨级固体助推器了
事（大力神四H的7节UA1207固体助推器的推力为700吨，取3节或者4节就是300吨级了，
这样让ATK公司也有油水可捞了，利益均沾）。这样全力赶进度，只要飞船首飞成功，
量他奥巴马总统再牛也不能拿星座载人飞船什么样了，之后再慢慢升级改进就是。这才
是真正的“政治技术”问题。
同样，我对于中国东方红五通讯卫星与风云四号气象卫星的研制态度也一样，
如果卫星平台要超重到8吨，甚至10吨，那么就由它重8吨或者10吨算了，完全没有必要
再“过多”投入巨资来搞什么“轻量化”设计，因为长五火箭大得很，加多几条助推器
又值不了几个钱，如果火箭生产线开工率只有30%至50%也一样是浪费。而且生产多几条
助推器也一样能够“促进就业”，闲着也是闲着，你让工人下岗也一样得发放“低补”。
但对于卫星工程师们设计工作的难度可就完全不同了，由于长五运载火箭运力
余地极大，整流罩直径也可以一举扩大到7米以上（参考大力神四H火箭，3米直径顶个5
米直径整流罩一样无事），如此一来东方红五与风云四卫星平台的设计难度可就要大大
地降低了，要使用复合材料的就可以降为使用铝合金，要使用铝合金的就降为使用钢架
结构；或者卫星体积扩大一倍到数倍，以装运更多的燃料。而卫星天线就直接使用5米
直径的大铝锅。安全又实惠。
这样的通讯卫星别人一颗卖2亿美元才够本，中国一颗仅卖1亿美元就有赚。
而运载火箭又值多少钱？！美国的航天飞机号称全球单次飞行价格全球最贵
，也不过6至8亿美元一次而已。却可以将重达80吨的哥伦比亚航天飞机送入 LEO。欧洲
的阿里安五一枚的价格也只有1亿至1。5亿美元。而中国的长五成本只会更低，0。8亿
美元就足够（日本的H2A就是0。9亿美元/枚）。因此未来的东方红五号通讯卫星搞什么
双星发射完全没有必要，双星发射要左等右等极不方便，倒不如干脆让东方红五卫星一
举重达到14吨以上，直接使用钢架结构，经久耐用，太阳能帆板单块面积5*12米，每边
4块，两边共和8块，总面积达480平方米，能源极度充足，太阳能帆板二次展开全免了
，安全性也更高。
这样的超级通讯卫星（包括衍生的导航卫星，深空探测器）或者气象卫星生
产一颗发射一颗，省时省事。一年发射15至20颗，火箭大规模化流水线生产，单价直降
到0。5亿美元完全有可能。而重型火箭价格的巨幅下降又将促使30至40吨“中巴”10座
级重型载人飞船大量出现，这样人类的载人航天事业才会真正进入“白菜价格”的商业
旅游时代。
一句人类的中间运力型火箭瓶颈一日不除，人类的航天事业的大发展就绝对
无出路，无可能。今天的韦伯望远镜就是前车之鉴，65亿美元还不能“完工包尾”的太
空望远镜，这样的太空奢侈品地球人你还玩不起。
2011，7，8
高凉陈君 | b*****n
发帖数: 6324 | 2 民主国家，多收点税养老黑劳模给工会成员提高福利待遇是王道 | l******t
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