中國航天失敗率上升是改進火箭的自然後果：預料之中

2017年7月2日，我國在中國文昌航天發射場組織實施長征五號遙二火箭飛行任務，火箭飛行出現異常，發射任務失利。後續將組織專家對故障原因進行調查分析。這當然是一件憾事，不過對我來說，在某種意義上也完全在預料之中，所以沒什麼值得大驚小怪的。

7月2日19時23分，我國在中國文昌航天發射場組織實施長征五號遙二火箭飛行任務，火箭飛行出現異常，發射任務失利。後續將組織專家對故障原因進行調查分析。

什麼意義呢？就是我們在試驗大運力的新型火箭，採用了很多新技術，所以失敗率上升是理所當然的。我們以前經常宣傳中國的航天發射成功率世界最高，這當然很了不起，不過這是建立在火箭運力較小、型號較老的基礎上的。把低水平的任務成功重複再多遍，意義也比不上高水平的任務。打個比方，把江南七怪的武功練得滾瓜爛熟，固然是好的，但相比之下我們還是更推崇六脈神劍，即使它時靈時不靈。

去年，我就奧巴馬宣布登火星和中國第一次發射長征五號等航天問題接受《環球時報》等媒體採訪時，就表達了這層意思。現在回顧一下當時的文章，是有益的。

例如2016年10月23日發表於「風雲之聲」公眾號的《對中國趕超無比焦慮：如何正確看待美國重提登陸火星》：

首先應該看到，地球的資源和太陽的壽命都是有限的，人類要想超越這個大限生存下去，就必須移民其他星球。因此，太空探索是全人類共同的事業，擔負著人類存續的重任。

只有從這個根本點出發，才能理解宇航員為什麼甘冒生命危險。由於我國的載人航天發展得比較順利，許多人大概沒有意識到太空探索是多麼危險的活動，只把它看作大國競爭或者勞民傷財。實際上，美蘇都曾付出過生命代價。例如1967年1月27日，阿波羅一號指令艙失火，三名美國宇航員格里森、懷特和查菲喪生。同年4月24日，聯盟一號降落傘無法打開而墜毀，蘇聯宇航員科馬洛夫殞命。

1969年美國登月時，尼克松為失敗的可能準備了一份講稿：「命運註定，這兩位來到月球進行和平探索的人將在月球上安息……別人將會跟隨他們，而且必定找到回家的路。人類的探索不會停步。然而這些人是第一批，他們將在我們心中永生。在今後的夜晚，每個人仰望月亮的時候都會想到，另一個世界的一角永遠屬於人類。」

中國的宇航員也曾多次遇險。將來我們的航天活動也可能遭遇失敗，比如太空行走時失事，甚至登月後無法返回。我們應該做好心理準備，理解偉大的人類共同事業難免犧牲，以尊敬和寬容的態度對待失敗。即使奧巴馬的火星計劃有明顯的私心，開一張空頭支票，功勞歸自己，風險推別人，那也只是政客的問題，我們對科學家和宇航員還是應該致以崇高的敬意。

又如2016年11月4日《環球時報》的社評《長征五號是一場超級穩健的「冒險」》中，包含了一部分我的觀點：

這枚被研製人員昵稱為「胖五」的大推力火箭直徑5米，為原有中國運載火箭直徑的1.5倍，推力是過去的2.5倍，可以將25噸和14噸有效載荷分別送入近地軌道和地球同步轉移軌道。這一全新能力必將為中國宇宙探索開闢出更大空間，支持中國人新的想像力。進一步的探月工程和火星探索都將建立在長五運載能力的基礎上。

更為難能可貴的是，長五使用247項新成果，它的新技術使用率幾乎達到100%，可以說它是「完全新造出來」的火箭。通常情況下，火箭新型號只會使用不超過30%的新技術。把如此多的技術創新彙集到長五身上，這看上去是有些冒險的。人們都知道，研製運載火箭是個大系統工程，任何一個小毛病都有可能導致發射失敗，給航天事業造成打擊。

然而長五非常穩健地實現了首飛成功，雖然3日晚上有技術原因導致了推遲發射，但是非常圓滿的結局，總體上顯示了箭上所用各項新技術的可靠性，以及整個中國運載火箭研製套路的高度成熟。中國航天人來到敢於設立新目標，並且有能力駕馭研發路上各種困難和複雜性的階段，他們造就了一個強大的機制，就像一個超級流水線一樣可以把種種夢想奇蹟般地變成現實。

……

全世界的運載火箭發射成功率為91.5%，俄羅斯是94.9%，美國是93.1%，而中國的長征系列火箭發射成功率高達97%。誠然，美俄的發射中包括不少重型火箭，技術難度更大，失敗率更高些也情有可原。然而，中國航天在質量問題層出不窮的同一個社會裡創造了世界最優的質量記錄，還是具有特殊意義。中國航天不僅帶給我們更大的宇宙探索雄心，還讓我們看到「質量中國」崛起的希望。

關於長征五號的技術特點以及在世界航天界的地位，可以參見加州大學洛杉磯分校物理系徐令予研究員的文章《長征五號首飛——今日長劍在手，明朝青天攬月》：

中國無疑是三強俱樂部中的小弟，液氧煤油發動機不如俄羅斯，而液氫液氧發動機又不如歐美，但是這兩種發動機技術中國都有，而且火箭的整體綜合技術能力一點不輸歐美，中國運載火箭的發射成功率一直穩居榜首。總之中國的運載火箭技術比較全面平衡，中國雖然不是尖子生，但也不是偏科生，是從農村中出來的努力上進的好學生，班上最後成功的很可能就是他。長征五號火箭是中國進入三強集團的入場券，從今以後，世界航天業界的三國鼎立正式開始。

長征五號是中國目前運載能力最大的火箭，它首次採用5米直徑箭體結構，首次使用無毒無污染液氫液氧與液氧煤油發動機組合起飛方案，起飛推力超過1000噸。有了長征五號後，中國在空間站的建設上就有了得力的運載工具。但從長遠來看，可能對中國的登月工程的意義更為重大。

……

西方媒體對長征五號的報道指出，長征五號的試飛和投入應用，不僅填補了中國重型運載火箭的空白，同時也為中國進一步研發超重型運載火箭打下了穩實的基礎。現在一千噸推力的長征五號已經有了，三千噸推力的長征九號離開中國還會遠嗎？重要的是，在接下去的幾年中，造好用好長征五號，在後續的大量發射中發現問題、改進技術、精益求精，把長征五號打造成世界重型運載火箭的金牌，並為長征九號的研發積累更多更寶貴的經驗。

對於有一定科學或工程基礎的人來說，以上這些道理是很容易理解的。由此我們也可以對中國將來的航天活動做一個預測：現在相當於系統的調試階段，技術問題都需要在實踐中暴露出來，所以會有一個失敗率上升的階段，當系統調試成熟、技術問題解決之後，失敗率就會下降。即使是六脈神劍，也是可以純熟掌握的！

還有朋友問我，為什麼網友們對這次發射失敗大都是鼓勵和安慰的態度，充滿了善意？

我回答，這是理所當然的。首先，這是我們多年科學教育的成效，大家都知道既然是科學實驗，當然有失敗的可能。雖然我們自己經常對中國的教育口誅筆伐，但那是因為總有更高的目標，實事求是地說，中國的科學教育還是相當深入人心的。我們有重視教育和世俗主義無神論的文化傳統，這對科學教育很有幫助。相比之下，美國許多州不斷掀起神創論進課堂的訴訟（這邊否決了那邊又來，跟打地鼠似的，令人不勝其煩），土耳其最近廢止了中小學的進化論教學，就是宗教干涉教育的反面例證。

其次，即使一個人完全沒學過科學，單純出於樸素的同理心，他也會對航天界表示鼓勵和支持。當然，如果出現長時間、連續多次的系統性失敗，網友就會呼籲調查體制問題了，不過現在還沒有。好比我們有一個朋友創業失敗，正常人的反應都是安慰和支持，而如果有人在這種時候幸災樂禍、落井下石，那道德品質得低劣到什麼程度啊！

所以，中國人民群眾總體上是成熟的，素質是很高的。成問題的反而是一些監管部門，總把群眾當成不懂事的小孩，以為他們脆弱得不得了，給自己設置種種不必要的限制。這種「奶媽主義」的心態，未嘗不是我國前進的障礙。

總而言之，一次發射失敗阻止不了中國航天前進的步伐，這相當於系統升級過程中必不可免的調試實驗。讓我們重溫這兩段：

中國的宇航員也曾多次遇險。將來我們的航天活動也可能遭遇失敗，比如太空行走時失事，甚至登月後無法返回。我們應該做好心理準備，理解偉大的人類共同事業難免犧牲，以尊敬和寬容的態度對待失敗。

地球的資源和太陽的壽命都是有限的，人類要想超越這個大限生存下去，就必須移民其他星球。因此，太空探索是全人類共同的事業，擔負著人類存續的重任。

出品：科普中國

製作：中國科學技術大學袁嵐峰

監製：中國科學院計算機網路信息中心

「科普中國」是中國科協攜同社會各方利用信息化手段開展科學傳播的科學權威品牌。本文由科普中國融合創作出品，轉載請註明出處。

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