我们应该如何纪念登月（四）冲出摇篮 | 袁岚峰

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导读刘慈欣在克拉克奖演讲中说：

“从长远的时间尺度来看，在这无数可能的未来中，不管地球达到了怎样的繁荣，那些没有太空航行的未来都是暗淡的。”

让我们铭记航天之父齐奥尔科夫斯基的一句格言：

“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远被束缚在摇篮里。”

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在上一期（我们应该如何纪念登月（三）带我去月球 | 袁岚峰）中，我们介绍了阿波罗计划登月的技术路线和详细流程。现在，让我们来看登月的核心技术，土星五号火箭。

土星五号在1973年以后就退役了，但直到现在，在所有曾经投入使用的火箭中，它都是运载能力最强的。土星五号分为三级，高111米，不包括鳍在内直径10米，总质量2970吨，起飞推力33000千牛。它可以把140吨的载荷送入近地轨道，把48.6吨的载荷送入月球轨道。

维基百科上介绍，跟土星五号相近的火箭，在历史上只有苏联的N1火箭和“能源号”（Energia）火箭，在未来包括中国的“长征九号”、美国的“太空发射系统”（Space Launch System，简称SLS）以及SpaceX公司的“大猎鹰”火箭（Big FalconRocket，简称BFR）。在这里终于出现了中国的火箭，令人激动！

N1火箭是苏联在60年代计划用来登月的，也就是说它跟土星五号是直接竞争对手。但天不从人愿，N1火箭的四次发射试验全都惨遭失败。因此，N1火箭从未投入使用，它的纸面参数再高也没有意义了。

美国的土星五号和苏联的N1-L3火箭的对比

能源号火箭1987年5月15日首次从哈萨克斯坦的丘拉坦发射场试飞成功，它能将270吨的载荷送入近地轨道，32吨的载荷送到月球轨道。能源号火箭甚至已经有了重复使用的理念，你看这是在SpaceX之前多久！

当时人们认为，苏联即将在工业开发太空方面居于领先地位。然而，随着苏联的解体，能源号的任务发射纪录固定在了两次。其中一次是1988年11月15日，成功地将“暴风雪号”（Buran）航天飞机送入轨道。

能源号火箭与背上的暴风雪号航天飞机

由于政治和经济原因，仅存的能源号火箭只能存放在哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场的库房中，任尘土飞扬，仪器老化。2002年，暴风雪号航天飞机中可以飞行的一架连同能源号火箭一道，因拜科努尔的厂房坍塌而被摧毁。至此，能源号火箭和暴风雪号航天飞机彻底终结。

暴风雪号模型机砸毁

下面我们来看长征九号火箭。它是我国正在论证的新一代重型火箭，预期直径为10米级，总长约100米，起飞质量超过4000吨，近地轨道运载能力140吨，月球轨道运载能力50吨。总之，长征九号的运力与土星五号相当。

外媒报道的中国各型运载火箭对比示意图

2019年3月24日，长征九号的一级发动机燃气发生器-涡轮泵联试成功（http://www.chinanews.com/gn/2019/03-26/8790617.shtml）。长征九号的第一次发射，预计将于2028年左右在文昌航天发射场进行。

事实上，土星五号的F-1发动机目前仍然是推力最大的发动机，但是在技术上已经有后来者超过了它。俄罗斯的RD-180、美国的航天飞机主发动机和中国的YF-100都是高压补燃式发动机，或者称为分级燃烧循环发动机（staged combustion engine），能够让燃料更充分地燃烧，在技术上比F-1先进。F-1大推力的奥秘在于尺寸，大流量加大燃烧室，也就是说“大力出奇迹”。它是燃气发生器设计，如果改成高压补燃式设计，推力可以进一步提高。

你可能会问，为什么中国的运载能力在50年以后还没有赶上美国当年的水平，还需要再过10年？

回答是：航天技术的进步，是用巨量的资金堆出来的。我们在第一期中说过，整个阿波罗计划的花费是254亿美元，折合现在超过2000亿美元，1万亿人民币。我们需要补充一下，其中用于土星五号火箭的花费就有64亿美元，折合现在的420亿美元。想想看，50年前中国的GDP才多少？

即使到了现在，每年NASA的预算在200亿美元左右，也比中国高一个量级。因此，中国还要花10年左右达到美国50年前的水平，这不是因为中国科学家太笨了，更不是因为登月是骗局，基本的原因就是氪金不够，——不充钱怎么能变强呢？！

充钱才能变强

如果说这里有个好消息的话，那就是美国的航天技术进步也很缓慢，所以我们只要努力，赶超的希望还是不小的。不过从整个人类的视角看来，这算不算好消息就不好说了，因为这反映的是能源动力技术的大停滞。将来中国领先了，同样也会面对这个问题。所以我们不只要发展化学火箭，也要寻求更基础的突破，例如可控核聚变。

回到登月这个“小目标”，如果你问：中国能不能登月？

根据前面讲的大图景，你就可以看出答案了：中国只要舍得投资，登月应该是完全可以做到的。问题只是，我们愿意以一条甚至更多航母舰队为代价，去开启登月的成就吗？

这个决断留给国家领导人。不过我想，许多观众在这里会喊：“我全都要！”

提到登月，一般人可能只知道阿波罗11号的成功以及阿姆斯特朗的名言：“这是个人的一小步，却是人类的一大步。”航天爱好者却会注意到，在所有航天成就背后的巨大牺牲。

第一个进入太空的地球人是苏联航天员加加林（Yuri Alekseyevich Gagarin，1934-1968），他在1961年4月12日驾驶东方1号飞船实现了世界上首次载人宇宙飞行。加加林1968年在驾驶战斗机时失事遇难，年仅34岁。

加加林

1967年1月27日，阿波罗1号指令舱在地面测试时失火，三名美国航天员格里森（Virgil Ivan “Gus” Grissom，1923-1967）、怀特（Edward Higgins White, II，1930-1967）和查菲（Roger Bruce Chaffee，1935-1967）遇难。其中，怀特还是美国第一个进行太空行走的航天员，他在1965年6月3日至7日驾驶双子座4号时出舱。

格里森

怀特

查菲

1967年4月24日，苏联的联盟1号飞船坠毁，航天员科马洛夫（Vladimir Komarov，1927-1967）遇难。他是第一名在执行载人航天任务时丧生的宇航员，也是第一名多次进入太空的苏联宇航员。

科马洛夫

科马洛夫和加加林是好朋友，他们二人被指派参与这项任务。他们都知道那艘飞船不安全。

距离发射不到一个月时，科马洛夫跟克格勃特工鲁萨耶夫见面，告诉他：“这次飞行任务我不会活着回来了。”鲁萨耶夫问他为何不退出任务，科马洛夫回答说：

“如果我不执行这次任务，他们就会让替补去。而加加林是我的替补，他会替我而死。我们说好要好好照顾他的。”

说完科马洛夫掩面痛哭。

果然，联盟一号进入太空后，故障就接踵而至。最终，在尝试返回地球时，降落伞没能打开。加加林对科马洛夫的死一直耿耿于怀，第二年他也在飞机事故中丧生。

2003年10月15日，中国飞天第一人杨利伟驾驶神舟5号飞船时，意外地遇到了10赫兹以下的低频振动，跟人体内脏产生共振，感觉要把五脏六腑都震碎。如果换一个身体素质没这么好的人，就已经死亡了。

1958年，美国的第一个载人航天项目“水星计划”（Project Mercury）在招募宇航员的时候，写了这样一则销魂的广告：

“自愿进入满载火箭燃料、高度易燃的宇航飞船之中，自愿飞往太空，但不保证回程。感兴趣者请将简历投至NASA，转水星计划。”

这些故事说明，当那些阴谋论者肆意贬低航天员的时候，他们没有意识到这是个什么样的职业。

因此，航天大国之间虽然存在激烈的竞争，但也存在一种惺惺相惜的感情。

1971年，阿波罗15号的船员们在月球表面留下了一块纪念牌，上面刻着14位在航天飞行或训练中牺牲的美国和苏联宇航员的名字。

1997年，在纪念第一颗人造卫星即苏联的“伴侣号”（Sputnik）发射40周年的时候，赫鲁晓夫的长子谢尔盖·赫鲁晓夫（Sergei Khrushchev）说出，肯尼迪曾经数次向苏联提议联合登月（http://www.spacedaily.com/news/russia-97h.html）。虽然赫鲁晓夫屡次拒绝了肯尼迪的提议，但在1963年底他改变了主意，打算接受这个提议。

如果此事成真，两个超级大国之间的关系有可能大幅缓和。苏联可能把军队从250万人削减到50万人，把大量的资源从军工转向民用。肯尼迪可望赢得第二个总统任期，勃列日涅夫等人把赫鲁晓夫赶下台的政变也可能不会发生。我们今天可能面对一个更加繁荣的世界。

然而，就在赫鲁晓夫打算接受联合登月的提议之后一个星期，肯尼迪在达拉斯被暗杀。人类历史再一次被扭转，就像前一次扭转从未发生过。

我想，如果苏联人率先登月，他们也会在月球上纪念在阿波罗计划中牺牲的美国航天员。将来中国人登上月球以及奔向更远的深空时，也会对整个人类负起更大的责任。

在我们纪念登月的时候，有一点令人遗憾的是，自从那时以来，人类对太空探索的注意力下降了很多。正如刘慈欣在2018年领取克拉克奖时的致辞中所说：

“在《2001：太空漫游》中，在已经过去的2001年，人类已经在太空中建立起壮丽的城市，在月球上建立起永久性的殖民地，巨大的核动力飞船已经航行到土星。而在现实中的2018年，再也没有人登上月球，人类的太空中航行的最远的距离，也就是途经我所在的城市的高速列车两个小时的里程。与此同时，信息技术却以超乎想象的速度发展，网络覆盖了整个世界。在IT所营造的越来越舒适的安乐窝中，人们对太空渐渐失去了兴趣。相对于充满艰险的真实的太空探索，他们更愿意在VR中体验虚拟的太空。这像有一句话说的：‘说好的星辰大海，你却只给了我Facebook。’”

我想在这里强调的，也正是刘慈欣在这个演讲中后面的一句：

“从长远的时间尺度来看，在这无数可能的未来中，不管地球达到了怎样的繁荣，那些没有太空航行的未来都是暗淡的。”

最后，让我们铭记航天之父齐奥尔科夫斯基的一句格言：

“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远被束缚在摇篮里。”

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致谢：感谢资深航天技术顾问王渤、航天科研工作者石豪在科学内容方面的指教。

背景简介：袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，科技与战略风云学会会长，青年科学家社会责任联盟理事，中国无神论学会理事，安徽省科学技术协会常务委员，微博@中科大胡不归，知乎@袁岚峰（https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）。

责任编辑：孙远