中国航天工业是如何在艰难中起步的?

从1957年苏联第一颗人造卫星成功发射算起,地球人的太空技术已经发展了65年,拥有独立发射人造卫星能力的国家有14个;能够独立发射卫星探测器的国家和地区不过6个,其中欧盟搞的还是个集体项目;
但能够把宇航员送上太空的国家只有3个;能够建造空间站、载人空间实验室的国家只有3个;拥有在轨交会对接能力的国家也是只有3个。
他们碰巧都是美国、俄罗斯和中国。
到目前为止,能够把人类送上其他星球的国家只有一个,那就是美国。
对于世界上绝大多数国家来说,太空技术看得到却摸不着,它属于人类科技树上最高的果子,是众多尖端科技的底层逻辑,打开太空科技的封印就相当于打开了未来科技升级的钥匙,在这个过程中不仅需要一个国家敢于烧掉天量资金的资金,还要拥有庞大的科技人才储备。
如果把当今各国的太空技术进行分类,大家就会发现,西方国家能够发射卫星主要依靠美国的技术扶贫;剩下的像伊朗、俄罗斯、乌克兰、朝鲜主要依靠的是苏联遗产。
中国的太空技术虽然多少都有些美苏的影响,但发展到今天已经可以独立于两个体系之外,并且还在不断追赶、甚至超越美国,显然已经成为未来的太空竞赛中不可忽视的力量。
那问题就来了,新中国成立之初还是个半农社会,吃饭问题还没解决,为什么却要勒紧裤腰带研发“两弹一星”?
在美苏停止探月半个多世纪后,中国为什么又开启了月球、火星探测计划,花费巨资也要独立打造自己的太空实验室?
太空科技对于中国的未来又意味着什么?
01
中国航天工业如何艰难起步?
众所周知,“两弹一星”是中国航天工业的起点,“两弹”指的是原子弹和导弹,也就是毁灭能力;而“一星”可不是指人造卫星,而是发射人造卫星的能力,因为能够发射卫星,就意味着可以把核弹头送到对方家里。“两弹”配合“一星”的技术,中国才真正拥有了核打击能力。
从1952年提出想法,到1955年1月15日中国正式决心研制核武器,中间经历了3年时间,之所以这么难下决定,主要还是当时的国情太过艰难,各方面条件不允许。
大家要知道,1953年咱们刚和老美在朝鲜战场上比划完,虽然3年打下来双方平分秋色,由于咱们的装备差了好几代,所以伤亡人数达到了几十万,经济损失也超过百亿,这就造成国内的生产力大幅降低,大部分财政都用在了朝鲜战场上,工业和技术研发也只能按下暂停键。
不过话说回来,正是这场战争,我们拿到了苏联156个援助项目,这是一个完整的工业体系,也是人类历史上唯一一次两国之间转移全套工业体系的案例。
要知道这里面的任何一个项目的知识产权都有几十万项,这些项目的价值不是拿钱可以衡量的。
最直接的例子就是,今天我们拿着大把美元也不可能买到美国的高新技术。苏联援助中国的工业体系,是靠志愿军战士在朝鲜战场上拿命搏杀换回来的。
那问题就来了,在如此困难的情况下,中国为什么还要咬着牙去研发“两弹一星”呢?
原因其实也不复杂,那就是美国威胁要对中国使用原子弹,还是3次。
第一次是1950年,美军在长津湖战役中遭到志愿军暴击,时任美国总统的杜鲁门就在记者会上公然表示,美国一直在积极的考虑使用原子弹,来应对目前的军事局势。
麦克阿瑟还计划把30到50颗原子弹投到中国的空军基地和敏感地区。
从五角大楼后来解密的文件中显示,美国曾将一批还没装配好的原子弹运送到了停泊在朝鲜半岛海域的航空母舰上,同时还将一批装有核弹头的导弹送到了日本的军事基地,核爆的目标就是中国。
艾森豪威尔曾明确告诉印度总理尼赫鲁,他打算对中国使用原子弹,还是两次:第一次是板门店谈判前,美国希望一对一交换战俘,中国则希望双方打包交换,也就是不按数量来。
当时美国手里有11万中国战俘,而中国手里只有一万多的美国人,美国政府自然不会答应,艾森豪威尔就偷偷把原子弹运到了冲绳,随时准备对朝鲜和中国进行核打击。
另一次是在1954年,美国宣布要向台湾提供军事援助,并准备签订军事同盟条约。这就触碰了中国的底线,随即解放军开始炮击金门。
美国那边首先想到的又是原子弹,时任美国国务卿的杜勒斯在窜访台湾的时候就表示,美国必须使用原子弹。
美国军方还流传过一句话,“厦门将是第二个广岛”。
大家看出来了吧,在上世纪50-60年代,美国对中国的核讹诈、核威胁就没停过,虽然美国由于各种原因没有实施这些丧心病狂的想法,但中国的神经一直紧绷着,那种随时可能要面对蘑菇云的心理暗示,现在的国人是感受不到的,如果长期生活在核威胁、核讹诈的阴影下,中国还谈什么和平发展?
所以毛主席他老人家高瞻远瞩,即便在国家还是个半农社会,老百姓普遍还在温饱线上徘徊的阶段,也要集全国之力把“两弹一星”搞出来。而且此时中国也有了制造原子弹和火箭的基础。
首先,从1953年起,苏联开始援助中国156个工业项目,这是一套从低端到高端的完整工业体系,包括钢铁、煤炭、电力、石油、汽车、造船、飞机、生物制药等一个工业国家所必须的所有产业,甚至还包括原子弹的草图,还在后来接收了苏联援助的P-2导弹样品。
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P-2导弹
这个P-2导弹就是苏联在V-2导弹的基础上改进的地对地导弹,射程大约590公里。虽然当时苏联最先进的导弹是P-12,P-2属于被N代淘汰下来的老旧产品,但对于中国来说仍然是个宝,中国的火箭和导弹技术的起步就来自对P-2导弹的仿制。
其次,中国发现了铀矿,没有这个玩意儿就造不出原子弹。
最重要的一点是,各领域的尖端科技人才回到国内,让中国有了科技理论的基础,攻克“两弹一星”这样的天顶科技也就成为了可能。
02
中国的航天工业基础离不开苏联的援助,不过苏联人也不是免费赠送,中国也付出了相应的经济和情绪价值,也就是你得在国际上承认自己是苏联的小弟,大哥骂谁你骂谁,大哥指哪你就得打哪。
后来中苏一言不合闹翻了,很多援助项目进行了一半,苏联人就撂挑子不干了,一些关键技术环节还是需要中国人自己来。
苏联对中国的工业援助也更好地应证了一句老话,师父领进门,修行在个人。中国能在航天技术上实现跨越式发展,关键离不开一个人,那就是钱学森。
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钱学森
关于钱学森的地位以及如何回到祖国怀抱的故事咱们就不展开说了,毕竟网上和影视剧里都有。
中国当时不仅要搞导弹技术,还要发射火箭。
1956年10月8日,中国国防部第五研究院正式成立,这是中国第一个导弹研究所,钱学森任院长。
在研究院成立的仪式上,钱学森为参会人员讲解“导弹概论”, 然而那时台下坐着的一百多名年轻科研人员,绝大多数压根儿就没见过导弹实物。
咱们这么说吧,对于当时的中国本土科技人才来说,导弹技术就只限于钱学森带来的理论,也就是听说过没见过,更谈不上什么制造环节了。
在这种情况下钱学森认为,要想快速建立新中国的国防航空工业,除了积极争取兄弟国家援助外,生产,设计和研究三个方面要一并重视,也就是“三面并进”。
这套理论倒不是钱老拍脑门想出来的,而是在美国人的实践中得到证实过的。当时鼎鼎大名的JPL(喷气推进实验室)采用的也是这种研究方式,而钱学森正是JPL的创始人之一。
钱学森最初设想是:中科院这样的科研机构,负责基础学科和长远战略研究;国防部五院这样的机构负责工程设计;高等院校负责培养输送人才。
这就有点像前几年大家常挂嘴边的商业闭环,逻辑其实并不复杂,也最符合中国的长期发展利益,对于当时中国的国情也非常匹配。
但问题是,那个年代不允许中国一步一个脚印慢慢来啊。
中国航天工业的起步阶段正是大跃进最热闹的时候,当时工农战线都在放“卫星”,弹道导弹研究院里也不甘寂寞,看到苏联的导弹样品表示这玩意儿简单,用不了几天就能搞出一个,结果东西倒是搞出来了,但其实就是个铁皮壳子,根本发射不了;
还有人觉得不能仿制,直接自行设计就行;甚至还有人要“三年打到太平洋,五年放个小月亮”。
所以钱老的那个“三面并进”的建议并未得到完全落实,当时整个科学界的共识就是唯结果论,如果做不出产品,在基础研究方面做的贡献再大,也很难得到荣誉,甚至会失去资源。
再加上大批科学家被打成右派,青年人才培养严重断层,力学所已经开展的“有关工程的长远及基本研究”几乎全部中断。
其结果就是,基础研究被忽视,而且这一中断就长达二三十年,对后来中国航天事业的影响极大,有些甚至到今天都还在回头补课,只能说是时代留下的遗憾。
大家可以想象一下,在那个特殊的年代研发火箭是一件多么艰难的事?当时国家拨给卫星运载火箭项目的经费非常少,参与研发的人员平均只有21岁,放在今天也就是个大学科研小组。
研制条件就更加惨不忍睹了,甚至有一台试验设备安装在单位的一个厕所隔出来的小天井里,面积只有5平方米,在这么一个重口味的地方做实验,获取数据是一种什么体验?
那个时候全国也就一台电子计算机,这么精贵的东西自然轮不到研发卫星运载火箭的团队去用,他们就只能用电动和手摇计算机进行计算,通常一条弹道算下来,计算纸码得和人差不多高,而且还要全天24小时人工计算,差不多要用40多天才能算完。
火箭发动机试车需要防爆、防火、放毒,这玩意儿需要钱也需要时间,研发运载火箭的没时间更没钱,所以就把日本人留下的一座就碉堡改成了试车台。
等到火箭运到了安徽省广德县山区的发射场,没想到那里的条件更差。没有吊车就只能用民国时代的绞车把火箭吊上发射架;
没有燃料加压设备,就用自行车打气筒把气压打上去;通讯基本靠吼,天线测定基本靠手;所谓的指挥所也就距离发射架100米,而且是用沙包垒起来的,一旦出事,可是会闹出人命的。
1960年1月,第一次发射失败。
一个月后,也就是1960年2月19日,中国第一枚完全自己设计制造的液体探空火箭发射成功。虽然火箭的直径只有250毫米,起飞重量190公斤,发射高度8公里,看起来像是一个大号的二踢脚,但毕竟是中国人研制出的第一枚探空火箭。
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就在中国的航天事业看到一丝曙光的时候,苏联全部撤出了在华专家,三年自然灾害的经济影响也开始显现,国防尖端项目也只能“缩短战线”,中国的人造卫星研究所先是悄悄地退到了一边,然后就淡出了人们的视线。
当美苏两国在太空领域争得头破血流时,中国却还在努力从仿制苏联导弹向国产化迈进,那时候中国能拿得出手的导弹就是东风一号,但这种导弹还是个二战版本,早就落后美苏几个代差,而中国自己研制的东风二号导弹还在1962年发射失败了,差距之大可想而知。
1964年,随着三年自然灾害的影响过去,我国的经济形势也有所好转,6月份,中国首枚国产导弹“东风”二号发射成功后,把人造卫星送上太空的计划也提上了日程。
1970年的4月24日,经过6年的努力,中国用第一枚运载火箭“长征一号”将第一颗人造地球卫星“东方红一号”送入太空,中国成为世界上第五个用自制火箭发射国产卫星的国家,而这一天,在2016年正式被定为“中国航天日”。
两弹一星的成功确立了中国的大国地位,1971年联合国恢复了中国的合法席位;1972年美国总统尼克松主动来华示好;苏联在边境陈兵百万却始终不敢动手。
这一切都离不开两弹一星,因为当你有了足够的毁灭能力时,一切问题就都可以坐下来谈了。
后来在钱学森的主持下,曙光1号载人飞船工程也开始筹备,按计划,曙光1号飞船载有2名航天员,最长飞行时间为8天,运载工具采用东风6号环球运载火箭。
1971年4月,全国80多个单位400多位专家和科技人员全面展开了曙光1号飞船的论证工作。不过很快,中国又进入到一个更加特殊的时代,东风5号洲际导弹的研制计划也被迫推迟,东风6号环球运载火箭也因技术力量不足、研制经费不足被迫下马。
1975年3月,国防科委正式宣布曙光1号载人飞船工程暂停,只保留核心技术的跟踪研究,而下一次载人飞船提上日程,已经是17年之后了。
03
大家可以算一算,从1956年开始搞“两弹一星”,到1992年重新上马载人飞船项目,中间虽然经历了36年,但实际全力搞研发的时间也就10年左右。
虽然“两弹一星”工程最终成功,也为新中国科技发展完成了第一轮人才和知识储备,但基础问题始终没解决,等到了90年代,很多问题就集中爆发了。
上世纪90年代,中国第一阶段的改革开放效果明显,国内经济高速发展,企业普遍处于原始积累阶段,在那个“无论黑猫还是白猫”的年代,资本更愿意选择资金周转快的行业和模式。
在科技领域,由于自主研发投入大、回本慢、风险高,大家普遍觉得“造不如买,买不如租”,一切都围绕经济效益说话。再加上体制改革,科研人员待遇一落千丈,“搞导弹的收入甚至还不如卖茶叶蛋的”。
最典型的例子就是联想的“倪柳之争”,也就是要技术还是要市场,显然当年大部分行业都选择了后者。
于是在众多科技密集行业,高端设备大多靠进口,很多“自主研发”只不过是逆向仿制换张皮,大多数高校院所编制内的科研人员,则把写论文、评职称、要经费当成了主业。既然自主研发都不愿搞了,那着手基础放眼长远的技术科学,就更成了费力不讨好的事,毕竟科研成果一时半会儿看不着也摸不着。
在技术科学长期缺位的情况下,理论研究和工程研发之间出现了断裂,后来航空发动机、光刻机、工业软件等诸多领域被“卡脖子”其实就是都是当年留下的病根儿。
而靠技术科学和系统工程起家的中国航天,在那个时候也屡次遭遇滑铁卢。
80年代,返回式1-01号、东方红2-01、东方红2-02、风云1-01号相继发射失败,到了90年代,中国航天更是进入了至暗年代。
在80年代末,中美开始进入一段短暂的蜜月期,而那时欧美的航天事故频发,于是一些美国通讯公司就想到了中国,因为中国的报价只有美国的五分之一,这在资本家看来“有便宜不赚乌龟王八蛋”,中国航天也由此进入国际商业发射市场。
1992年3月22日,长征2号E准备发射澳星,中央电视台进行全国直播,那天无数中国人坐在电视机旁,翘首以盼地等待火箭升空,然而却迎来大型翻车现场。
那天发射指令下达后,火箭冒了一下火,却没了动静,现场指挥员高声大喊“关机、快关机!”,随后直播信号就断掉了。
当时的情况是火箭没飞起来,但是点火那一下却把支撑块推错位了,而且底部还着了火,火箭可是灌了200多吨推进剂,真要爆炸的话,整个发射基地都会被夷为平地。
于是火箭刚一关机,无数工作人员拔腿往发射台上跑,冒着毒烟把火箭重新固定,算是保住了火箭和卫星。
为了履行合同,五个月后,澳星B1再次发射并取得成功。
但是到了年底发射澳星B2的时候,本来火箭都顺利升空了,可是卫星分离后,却莫名其妙地爆炸了。
没办法,只能在1994年再发射一枚澳星B3做替代,美国的休斯公司对此表示满意,又签订了“亚太二号”卫星的合同。
到了1995年,“长二捆”发射“亚太二号”卫星时,火箭刚一升空,再次突然爆炸,造成星箭俱毁。
然而这还没完,次年2月15日,长征-3B在西昌卫星发射中心发射国际708通信卫星,火箭刚升空22秒,还没有完全离开脐带塔时,箭体就开始倾斜,然后突然转成横向飞行,直接砸在距发射塔架1.85公里的山坡上。
火箭坠毁的地方刚好在航天工程技术人员宿舍附近,满载燃料的火箭瞬间爆炸,强烈的气浪瞬间冲垮了钢筋水泥的建筑,造成了6人死亡,50多人受伤。一位专为火箭设计飞行弹道的高级工程师也当场牺牲。
这次“2.15事故”是中国航天史上最大的挫折,也是世界第五大航天事故,事故发生后,休斯公司立即停止了与中国的合作。
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2.15事故
在之后的整整10年中,中国再也没有进行任何国际商业发射,道理也非常简单,卫星发射这么高端的活儿,一次事故就要损失达几千万甚至上亿,更何况中国航天三年内连爆三次,无数人都在质疑,中国航天到底行不行?
大家要知道,发射火箭是一项巨大的系统工程,里面涉及到成千上万个零部件的组装工作,任何一个零件失效都会带来系统的故障。
“2.15事故”后,当时各系统都在查找事故原因,不放过任何一个事故数据,仔细回看过程曲线,经过全面复查与失效分析,控制系统发现了故障原因。
通过质量复查,质量整顿,针对薄弱环节按照难易程度,中国航天陆续出台了改进质量问题和 “双五条”归零标准等一系列规章制度。
也就是如果出现问题,那就技术归零和管理归零,一切工作回到原点。
在中国航天的低谷期,很多人来了又走,但是选择了坚守的航天人,在建立了对航天事业严苛的质量要求后,开始触底反弹。
进入21世纪,中国航天在确定载人航天“三步走”战略之后,誓将载人航天工程做成“不败的工程”,这看似不可能,但对于中国航天人来说,却是合情合理。
中国先是通过四次无人飞行任务,以及神舟五号、六号载人飞行任务,突破和掌握了载人天地往返技术,实现了第一步。
然后通过实施神舟七号飞行任务,以及天宫一号与神舟八号、九号、十号交会对接任务,突破和掌握了航天员出舱活动技术和空间交会对接技术,建成中国首个试验性空间实验室,实现了第二步。
2022年,神舟十三号载人飞行任务圆满成功,空间站关键技术验证阶段顺利收官,中国载人航天工程第三步—空间站在轨建造任务终于拉开了序幕,如此高密度的航天发射成功率还能如此之高,实属罕见,而这正是中国航天人呕心沥血、精益求精的结晶。
此文完。
参考资料:
《国家命运:两弹一星的秘密历程》,陶纯 、陈怀国
《如何离开地球表面:人类航空航天史》,卢西
《中国航天事业的60年》,刘纪原
《中国航天事业为什么能成功》,刘纪原
《长征新作:中国成功发射美国亚洲系列卫星》,王金峰
《中国航天技术的突破性发展》,李成智