昨天,蛋蛋姐在一个操场,坐了整整一下午。我的周围,是从全国各地赶来的人们,他们有人是老师,有人是程序员,有人是大学生。但在这里,我们只有一个称谓——航天爱好者。
整整14000多人,坐在文昌发射中心的操场上,等待着。不少人正在给同伴讲解着什么,他们的眼神里,充满了期待。以及,藏在眼底的一丝忧虑。因为我们面临的,中国航天史上从未有过的现状:把未来5-10年航天事业的兴衰,全部寄托在一枚火箭的发射上。说得委婉一点,叫做“毕其功于一役”,可说得难听一些,就是“走投无路式的赌博”。我们曾经历了,中国航天史上最惊心动魄的3分钟:在进入倒计时“-3分钟准备程序”后,指挥大厅指令不断——暂缓进入-3分钟准备程序、暂缓进入-2分钟准备程序、控制主控计算机出错……甚至传出了“01,中止发射”的口令。这句口令,在中国航天这么多年的历史上,仅此一次。
我们也曾见证了。中国航天史上发射现场最为“混乱”的时刻:多次重置“10秒倒计时”失败,姿控专业报告数据传输不稳定,所有人都站起来,不知道还能不能发射。种种情形,全部发生在一个系列的火箭身上——长征5号系列运载火箭。它是中国运载能力最大的火箭。天宫空间站、北斗导航系统、嫦娥五号、乃至载人登月、火星探测等等未来10年间中国航天的重大事件,都和它有关。除了长征五号,现在我们国家没有任何一款型号的火箭,能完成上述任务。
2017年7月2日19时23分,长征五号遥二火箭在中国文昌航天发射场点火升空。5分钟后,火箭出现异常,发射,失败了。中国航天,进入了长达89天的静默期。登月、空间站、火星探测,一切,都变成了未知。中国航天的前景,一片迷雾。012017年7月2日,文昌发射中心的食堂,没有一个人来吃饭。因为刚刚发射的长征五号遥二火箭,失败了。长征五号对于中国航天来说,真的太重要了。上世纪80年代,中国航天人开始发现,中国运载火箭的载荷能力,不够了。在美俄、欧盟、日本等国运载火箭的荷载能力不断攀升时,中国还在东风五号洲际导弹技术的基础上,进行着小打小闹的升级。
随着通信卫星以及各种探测器的发展,中国航天人开始发现一个十分尴尬的问题——自己的火箭,没办法把自己的卫星送上天。看到别的国家新型的运载火箭,中国航天人,决定来一波“绝地反击”。长征五号的方案,被摆上了桌面。设计方案里提到,长征五号要用120吨级的液氧发动机,箭体直径从3.35米变成了5米,整流罩也变大。按照运载火箭的行业惯例,新型号上的新技术比例,一般不超过30%,达到30%的,都可以称得上是“质的飞跃”。长征五号的新技术比例,达到了95%。除了名字相同,长征五号和之前的长征系列,完全不相关。
技术的提升,也让长征五号的性能,实现了大幅度的跨越——近地轨道最大有效载荷为25吨,世界排名第三;同步转移轨道的最大有效载荷为14吨,比之前提升了2.5倍,同样排名世界第三。但长征五号新技术的背后,也意味着高风险。1986年起,长征五号已经开始了前期的论证。可一直到20年后,国家才批准了长征五号的开发。原因无他,长征五号,真的太难了。所有的东西,都是从零开始。而且,长征五号要的,都是最好的。YF-77发动机,我国最大推力的氢氧发动机,长征五号需要2台;YF-75D发动机,我国首个采用闭式膨胀循环的高性能氢氧发动机,长征五号需要2台;YF-100发动机,我国推力最大的液体火箭发动机,长征五号需要8台。
单拎出其中任意一项,都是当时中国解决不了的难题,而这样的难题,长征五号要面临十多个。在此之后,有关于长征五号的消息,基本都是负面的。它的发射时间,也一拖再拖。从2014年首飞,变成了2015年,之后又跳票到2016年。甚至一度给人的感觉是,长征五号,要黄了。这批平均年龄只有30岁的新航天人,能抗住这样的压力么?在正式立项十年后,2016年11月3日,长征五号终于面世,它要在文昌发射中心首飞。早就得知消息的几万名观众,在沙滩上翘首以盼,等待着长征五号的首秀。可发射时间从下午的18点,一直在推迟。事实上那一天,是中国航天史上最为曲折的一天。早上10:30,发射塔架1、3助推火箭疑似液氧泄露,火箭暂不进入“-7小时“程序。经过一个多小时排查后,01指挥员胡旭东,将发射时间由18:00,改为19:01。
下午17时,现场报告,火箭一级循环制冷失败,暂不进入“-1小时”程序。暂停液氧排放,暂停煤油充填。30多分钟过去了,情况仍没有改善,胡旭东决定,等到19:30,倘若发动机预冷仍不正常,那就要终止发射。19点33分,一级氧泵轴温度终于下降,胡旭东下令,“设定点火时间为20:40:00”。20:38时,所有的工作人员都已经进入发射的最后准备中时,01指挥员胡旭东又一次下达了指令,“暂缓进入-3分钟准备程序,重新设定点火时间为20:41:17”。原来,火箭芯一级氧加连接器疑似脱落,需要确认。确认没有脱落的几秒钟后,火箭又发生故障,需要应急处理。“暂缓进入‘-2分钟’准备程序,重新设置点火时间为20:40:56”。
程序进入“-90秒”后,有人报告,控制主控计算机报错。话音刚落,120指挥员韦康报告,“01,终止发射”。这句话,也被不少人戏称为“中国航天史上,最为牛X的一句话”。01指挥员胡旭东也懵住了,他甚至说出了一句火箭发射中的“废话”——怎么搞得?韦康更着急,直接回了句,“稍等”。这完全不是火箭发射现场,该出现的对话。胡旭东和韦康就像两个就要交卷的学生,在铃响的最后一刻,还在试图对答案。全场的工作人员都站了起来,伸长脖子望向主控台,所有人都不知道发生了什么事情。十几秒后,韦康给出了确认的答复。还没等在场的人松口气,问题又出现了。胡旭东在倒数10秒时,制导专业还没开始数;胡旭东重新数了一次,姿控专业又报告,姿态角偏差还没有;胡旭东又数了一次,120韦康又喊了一句,“01,稍等”。一分钟之内,“10秒倒计时”中断了3次。值得庆幸的是,长征五号遥一运载火箭,发射成功。
但这看起来,更像是一次侥幸的胜利,用120韦康的话讲,“卧槽,这也能成功”?也正是因为这次的成功,让一些问题没有及时暴露。而苦果,也从这一刻种下。2017年7月2日,长征五号遥二火箭准备发射。有了遥一的胜利,这一次,大家都信心十足。发射完,后厨的人,已经在准备成功宴了。但5分钟之后,有工作人员通知,成功宴取消。发射,失败了。那一天,食堂里没有一个人来吃饭。所有的试验人员,都把自己关在机房,呆了整整一晚。同样失望的,还有关心中国航天的同胞们。他们认为,长征五号项目,就是来骗钱的。
自此以后的89天里,我们没有进行任何发射活动,中国的航天事业,陷入了停滞。02这不是中国航天第一次面对这样的局面,早在1992年,中国航天就曾遭受到毁灭性的打击。故事的开始,也很美好——1988年,是中国航天人意气风发的一年。那一年,澳大利亚卫星公司与美国休斯国际通信公司签订了一份价值高达3亿8000万美元的合同。合同规定,由中国为澳大利亚卫星公司发射2颗卫星——第二代通信卫星澳普图斯-B1(澳星B1)和澳普图斯-B2(澳星B2)。卫星,是美国最新研制的,这无疑是对中国运载火箭极大的信任。当然,中国的运载火箭,不但稳定,还很便宜。彼时美国的大力神火箭发射一次,要花费1-1.25亿美元,宇宙神火箭需要4000-9000万美元,德尔塔火箭需要4000-5000元美元,法国的阿丽亚娜火箭需要5000万美元。而中国,只需要2500万美元。
就这个价钱,我们都有的赚——中国航天人太需要这笔钱了。改革开放以后,所有的企业都需要自寻出路。专门负责研究运载火箭的国防部第五研究院也不例外。五院的这些人,拼起命来都是个顶个——在新中国刚成立的那段时间里,由于缺少经验,每一次的火箭试验,五院总是会先找一辆吉普车,车尾对着火箭。情形不对,立马加速逃离。说是要跑路,可五院的这群“疯子”,为了拿到一手数据,离试验场地一次比一次近。五院在永定路,离八宝山不远,那时他们的口号就是,“心系航天,生在永定路,死在八宝山”。
搞研究可以,但轮到赚钱,五院的人两眼一抹黑。中国的运载火箭在世界市场性价比高,可五院的人连标书都不会写,根本没办法同别的国家参与竞争。在日内瓦国际空间商业会议上,更是有外国媒体称,“中国人只能带着耳朵来”。而出去谈业务的长城公司,每谈一次,对方就要求他们交100万,因为在外国人眼里,我们不是在和你谈事情,而是在给你们中国人上课。被逼无奈的五院人,只能织毛衣、卖汽水维持日常的开销。甚至有人建议,帮有钱人送骨灰盒上天,赚取经费。
好在拿到了合同,凭借着这份合同,航天部向国家贷了4.5亿人民币的研究经费,为“澳星”研究合适的运载火箭。当时中国的运载火箭根本不足以将这么大的卫星送上去,所以五院人研究了一款新型火箭——长征二号捆绑运载火箭。合同签订后,留给中国航天人的时间,只剩下两年。也就是说,他们要在三个月内,拿出20万张图纸;在100天内解决火箭捆绑、连接等20项技术难题;在180天内做完300多项地面试验;在400天内生产出几十万个零件。按照正常的流程,完成上述工作,需要6年的时间。但这是中国航天难得的,在世界舞台证明自己的机会,中国航天人,没有退路。
等到美国专家来到“长2捆”的研究中心时,他们都惊呆了——眼前的这群人,研究的是火箭这些高新技术,但放下图纸后,他们和农民没什么区别。不但要自己做饭,还要上山去砍柴,甚至给北京播一通电话,都需要一上午。更重要的是,这里经常发生泥石流,研究人员的生命安全,时常受到威胁。
就是在这样的情形下,两年后,1990年7月9号,“长2捆”火箭,准时的伫立在西昌发射中心,准备进行试验发射。所有的测试数据,全部正常。正当研究人员准备填充燃料时,意外出现了。7月份的西昌,正是炎热、潮湿的时候,但加注的液体燃料,一般都只有10度左右。40多米的大“桶子”,突然装了几百吨冰冷的水,周围空气中的水,突然凝结了。整个火箭,顿时像从水里捞出来的一般,就连插头,都能倒出一大滩水来。
火箭已经立起来了,没有什么更好的解决办法,工作人员只能采取最“笨”的那一种——用毛巾,给火箭“擦汗”。高达95米的发射台上,到处都是拿着毛巾的人。最后,不仅把西昌的毛巾买脱销了,就连基地的被褥、毯子,都被拿了过去。由于只擦了箭体表面,水还是在不停的流。没多久,更多的故障发生了。7月12日,助推器上的脉冲压力传感器失灵,开始飘黄烟。这种飘出来的黄烟,叫做四氧化二氮,是“长2捆”的燃料,有毒,并且带有腐蚀性。
工作人员只能轮流进入火箭尾仓,更换压力传感器零件。很快,23名工作人员被送往抢救,其中5人被连续发出病危通知。工人魏文举因中毒严重,经抢救无效后死亡。医生说,因为吸入四氧化二氮,他的肺,就像豆腐渣一样。别再出任何差池了,这是西昌发射中心,所有工作人员的想法。1990年7月16日,“长2捆”,终于进入了发射程序。尽管发射过程中没有出现问题,但由于火箭内部线路错误,卫星没有送入既定轨道,火箭发射,还是失败了。问题解决后,三方专家决定,在1992年,正式发射“澳星”。1992年3月22日,央视主持人张宏民站在西昌发射中心的控制大厅,为全国数亿观众,带来“长2捆”发射的直播画面。
与此同时,五院北京的同事,鞭炮、横幅、彩旗、标语已经准备就绪,只等捷报传来。在场的美澳相关负责人的口袋里,已经准备好了发射成功的讲话稿。点火指令下达后,亿万观众看到了这样的画面:巨大的浓烟升腾起来,火箭并没有发射,底部的火光,已经蔓延开来。
在场的工作人员全都惊呆了,人们从未在火箭发射场遇到这样的情况——即使是失败,要不然是没点着火,要不然是火箭升空后爆炸了,这种点着火,却没飞起来的情形,全世界都没见过。工作人员做了充足的预案,但没有关于这种情况的。更重要的是,火箭点火后,还是产生了一定的推力,使它发生了偏移。“长2捆”,要倒了。这种程度的晃动,势必会引起爆炸。而“长2捆”的200多吨推进剂,相当于万吨级TNT。一旦发生爆炸,整个发射基地都会被瞬间夷为平地。不由分说的,工作人员拔腿就跑——不是往出跑,是往发射台上跑。他们要把火箭,重新固定起来,同时进行灭火。
万幸的是,火箭没有发生爆炸,但发射,还是失败了。这次失败,仿佛给中国航天下了诅咒。1992年,澳星B2发射,卫星发生爆炸,发射失败。1995年,“亚太二号”发射时发生爆炸,星箭俱毁。1996年,长征三号乙在发射国际通用卫星708时发生爆炸,造成8死57伤,星箭俱毁。
中国航天,迎来至暗时刻。事实上,中国运载火箭的每一步,都伴随着失败,只是这些,都不被人知晓。中国运载火箭的基础,来自于导弹技术——我国第一枚国产运载火箭“长征一号”,是在东风三号导弹的基础上研制的。而早期的东风系列,则是靠着拆苏联导弹和苏联专家的帮助研制的。可随着中苏关系的恶化,中国运载火箭,只能靠自己。不少人建议暂停运载火箭的研制,中国的工业基础,太过于薄弱,离开了苏联的帮助,基本没有能力自主研究。
老一代的航天人知道,如果这时候下马,那再次上马,不知要拖到何年何月。他们当即表示,没有苏联专家,就用自己的人顶上,哪怕用命去填,也要填出个运载火箭来。为了用最少的钱,办最多的事,还要提高成功率,中国航天人,只能在一次次的实验失败后,用最快的时间,重新投入到工作中。他们的工作强度,是其他国家航天工作者的几倍。倘若按照这样的速度,终有一天,我们国家的航天水平会超越别国,成为世界第一。可世界航天技术的发展,也从未放缓脚步。03在我们鼓足了气力追赶时,长征五号遥二运载火箭,发射失败了。焦急、不安、失落、迷茫,笼罩在每个中国航天人的身上。回到北京后,所有的试验人员都没有回家,他们直接跑到了会场,开了整整48小时的会。按照中国航天惯例,出现问题时,整个项目需要“归零”。
在这期间,火箭的研发人员也见不到火箭,他们只能靠数据去分析。一次又一次,直到找到问题所在。那么大的火箭,那么多年的努力,怎么说没就没了呢。这是所有航天人,藏在内心最深处的一句话。自我的怀疑与无助充斥着整个团队,他们能做的,只有熬。凭着内心最后的一份信念感,熬下去。故障调查,进行了100天,故障归零,进行了180天。整整280天,中国航天人终于看到了一丝曙光。长征五号,找到问题了。
能不能解决问题,航天人内部,也出现了分歧。在长征五号遥二运载火箭发射失败后,“921火箭”作为备份启动预研。921火箭,有点类似于马斯克猎鹰火箭的思路,用多个现有成熟的小煤油机作为发动机,来实现高载荷。这样确实很省事——不用研究大小氢氧机、大煤油机,也不用担心大箭体带来的各种麻烦。但这也意味着,长征五号乃至长征九号的研发体系,将在一夜之间,全部作废。同时相较于长征五号,921火箭可能需要两到三发来对接登月。而航天人谈的登月、探测火星,在未来十年间,也都成为一句空话。中国能否赶上世界航天这一波的窗口期,全部取决于长征五号的速度。
用时短,中国航天还有机会,用时长,中国航天将失去未来。各方的压力已经压得人喘不过气来,但没过多久,“压死骆驼的最后一根稻草”,似乎出现了。2018年,马斯克的“重型猎鹰”火箭发射了。它的有效荷载,达到了63.8吨。这又一次引发了大众对于火箭发动机的讨论——日本在90年代就研制出了100吨级的氢氧发动机,美国的德尔塔火箭,使用的是290吨级的氢氧发动。我们的长征五号,就算研制出来,也比人家落后了这么多。那它的研制,还有什么意义?一时间,舆论的声音,开始一边倒。没有人知道,这里边的压力,到底有多大。也没有人知道,长征五号的研发团队,还能不能顶得住。人们再一次收到长征五号的消息,是908天后,它又一次伫立在文昌发射中心。同时,这也是文昌发射中心两年多以来的,第一次发射。
所有人,所有事,都在等着长征五号。中国航天的未来和命运,也在等着长征五号决定。2019年12月27日20时45分,随着一声“点火”口令,长征五号遥三运载火箭,在文昌发射中心点火升空。2220秒后,星箭分离,发射任务取得圆满成功。
能预料到的是,接下来的2020年,将会成为中国航天的“超级大年”——空间站核心舱的发射、嫦娥五号月面取样返回、首个火星探测器的发射,都将紧锣密鼓的进行。我们将会抓住未来10年中,世界航天的“窗口期”。中国航天,也将跨越大大的一步。尾声火箭升空的那一刻,蛋蛋姐就在现场,和14000多名小伙伴一起,见证了这一历史性的时刻。得知火箭发射成功的消息后,不少人拿出了准备已久的灯牌,大家更是一起合唱《我和我的祖国》《五星红旗迎风飘扬》。喜悦的氛围,充斥着整个文昌发射中心。下午两点,蛋蛋姐就赶到了文昌发射中心。因为我知道,这次的发射,对于中国航天,有着特殊的意义。在我和一名长征五号的研发人员交流时,我不经意间说出了这个想法——这是我第一次来现场看火箭发射,因为我知道这次的发射很重要。
这位工作人员笑了笑,说了一句,“每一次的发射,对于我们来说,都很重要”。27号,文昌是阴天,所以在火箭升空不到十秒钟后,我们基本就看不到火箭了。据工作人员说,如果天气状况好,大概可以看个将近一分钟。但也仅仅只有一分钟。对于我们而言,火箭发射,只有这短短的一分钟。可对于中国航天人来说,这是他们的全部。在中国,有两件事情是大家默认会成功的——一个是乒乓球,另一件,就是火箭发射。但实际上,中国航天人,真的没有我们想象的那么容易。
他们没什么研发经费。早在20世纪60年代,美国研究土星五号火箭,花了64亿美元。当时的1美元,大抵相当于如今的12美元。2018年,美国在航天上的经费支出为401亿美元。而中国,花费了58亿美元。他们收入也不高,工作强度还是别国同行的好几倍。996,对于他们来说,甚至都算是轻松的工作氛围。这些,我们其实都没办法知道。我们唯一能知道的,只有火箭发射后的,成功与失败。可无论成败与否,每一次发射的背后,都是无数航天人的心血。
在长征五号发射成功后,我看到了这样一个小故事:北航的一对儿好基友,大学毕业后,一个去一院搞了火箭,一个去五院做了卫星。两人工作都很忙,一年大概只能碰一次面,喝一顿酒。他们上一次见面,是在两年前。那一次吃饭,五院的让一院的买单,“因为长征五号遥二运载火箭发射失败,你们一院,欠我们五院一颗卫星”。在这两年间,五院的一直没有约一院的哥们儿,因为他知道,他一定很忙。就在长征五号遥三运载火箭发射时,他看到了自己一院的哥们。镜头一闪而过,他却清楚的看到,自己哥们的头发,少了不少。
蛋蛋姐相信,这样的故事还有很多,就如同那个上一秒还在大笑,但下一秒却忍不住眼泪的研究员小姐姐一样。
我想,这些故事里的人,才是中国航天,最为宝贵的财富。在去海南的路上,当得知我要去看火箭发射,滴滴师傅随口提了一句,“国家每年花这么多钱,就像放炮仗一样地发射火箭,有什么意义”。那一刻,蛋蛋姐不知道该解释什么。说我们现在用的导航,就是火箭发射卫星带来的便利,说我们的微波炉、纸尿裤,都是首先运用于航天,然后才成为生活不可或缺的一部分?但现在,蛋蛋姐有了答案:我希望有一天,他也能听到中国航天人的故事:这个故事很长,长到故事的开端,是629年前,一个叫做万户的明朝人,他把47个自制的火箭绑在椅子上,双手举着大风筝,坐在椅子上让人点火发射。这个故事很长,长到629年后的今天,它还在继续。