為什麼全球航天科技進展比預計緩慢?

約50年前人類已在月球上行走,40年前人類已實現火星探測,並向太陽系外發射深空探測器,當時幾乎所有科幻小說影視都斷定半個世紀後人類能邁出太陽系,激進一些的認為人類將能跨星系航行,即使保守些的也認為人類至少能建立長期月球基地。現在回過頭看,人類最低估的是網路技術的發展,最高估的可能就數太空航天了。


關於航天發展的「減慢」有很多原因:

1. 時代已經變了

當年重大的航天突破都發生在冷戰期間,是美蘇爭霸,是軍備競賽,是別人家發展你不發展你就可能被玩死,所以哪家不勒緊褲腰帶?當時一個核武器對世界產生了這麼大震撼,一顆軍事衛星獲得了所有U2偵察機獲得情報的綜合,一顆洲際導彈隨隨便便飛到你頭上,無論是美國還是蘇聯,哪個能預測航天能給這個均勢的局面帶來什麼,所以雙方玩命花錢投入啊。

看看NASA占聯邦預算總比例有多恐怖?阿波羅登月的錢在70年代夠把美國所有的航母重造一遍了。蘇聯也只差不好,畢竟國力有限。

到後來為啥驟減?阿波羅登月之後發現航天並沒有帶來太大軍事回報,雙方握手言和,1972年尼克松訪問蘇聯,雙方一致同意「停止」軍備競賽,開始合作,人類航天發展就「緩慢」下來了。

阿波羅-聯盟測試計劃(ASTP)為何而提出?其歷史背景、目的是什麼? - 知乎

如今時代的主題,提醒你回憶一下中學政治書,關於當今世界的主題,是不是有幾個關鍵詞?和平與發展,我國也以經濟建設為中心

為啥?蘇聯垮了啊,現在生活的環境是美國霸權主義主導下的政治格局,各國都得看美國臉色生存。而對美國而言,更是獨孤求敗了,就算極大削減了航天預算,依然吊打全世界加在一起,保持極大優勢。即便我國這些年航天發展很快,但比起美國遠不可同日而語,更何況其他國家了。

航天燒錢,而且越到後來越貴,錢少了,肯定會慢下來。


2. 人類的本性是貪婪和恐懼,於國家而言亦是如此

人類有兩種情況下所有潛力都能被激發,一種是因為恐懼而求生,一種是因為貪婪而捨命。

在恐懼和求生情況下,日耳曼蠻族都可以把沼澤遍地鳥不拉屎的西歐改造成城市和農田;在貪婪和金錢誘惑下,這群人轉眼就可以在大西洋上冒著生命危險販賣奴隸。

冷戰期間為啥雙方這麼不計成本,那是恐懼啊,恐懼被擊敗,恐懼成為戰敗的那一方。而現在美國主導下的世界和平,各大國都沒有生存壓力沒有恐懼,小國沒有議價能力命運不由自己決定。即便大國有恐懼的情況下因為相距美國甚遠,發展航天也沒有意義了。畢竟,別人手裡有槍的情況下,你首先得努力讓自己手裡有個弓箭對不?這是恐懼。

所以得先把自己提到跟美國類似的位置,比如同樣的經濟體量(目前中國狀態)、同樣的軍事實力(曾經蘇聯的狀態)、同樣的科技水平(未來的理想狀態),大家再分庭抗禮,人類再次進入科技的頂級競爭-航天競爭中去,然後才能主導世界格局,獲得巨大的收益。這是貪婪。

而現在,除非是太空中有重大發現,一者是外星生命,激活人類的恐懼;二者是海量資源,激活人類的貪婪。否則,航天的投入肯定越來越少,發展也自然不會快起來,直到有像美國這麼大體量的國家再次崛起,或者美國衰落,人類再次進入競爭狀態。

3. 人們的期望在上升關注度在下降

楊利偉、費俊龍、聶海勝、翟志剛、劉伯明、景海鵬、劉洋、劉旺、張曉光、王亞平、陳冬

這些都是中國進入太空的航天員,知名度是不是越來越低?

但他們每個人付出的努力有差別么?神舟十一號造起來就比神舟五號容易么?

主要是人們的關注度也在下降,阿波羅11號1969年登陸,全世界三億多電視都在直播,當時全世界總共才多少台電視?而現在,國際空間站每天做視頻直播,艙外行走艙內工作都可以看,YouTube上也就幾百人看一看而已。

而且看NASA最近這些年的形象,過了阿波羅登月之後就開始驟降,下圖是1990年代後,是不是還在繼續下降?

人們的期望高了,自然會不再關注,也會認為你們做的越來越慢。

從0到1,每造一個都是首次,都是驚天大新聞,但後面的大家也就沒反應了。


4. 事實上真的在減慢么?

現在航天雖然投入越來越少,但由於錢少做科研的科學家要比以往小心很多,每個任務都設計地極端複雜。現在的每個航天任務性價比都極高。

你讓阿波羅(登月飛船)的設計師看看現在的獵戶座飛船?

你讓土星五號(登月火箭)的設計師看看現在的太空發射系統?

你讓先鋒十號(太陽系探測器)的設計師看看現在的伽利略、卡西尼、朱諾?

你讓海盜(火星探測)的設計師看看現在的機遇、勇氣?

你讓太陽觀測望遠鏡的設計師看看現在的哈勃、廣外巡天、詹姆斯韋伯?

你讓禮炮一號的設計師看看現在的國際空間站?

那個年代實現了從無到有的突破,但現在的發展已經遠不是他們能預測的高度。

現在420噸的國際空間站已經在天上待了20年,卡西尼號在圍繞土星做最後的炫麗謝幕,羅塞塔剛剛結束了在幾十億公里外彗星著陸光榮使命,隼鳥二號在飛向小行星登陸取樣返回的途中(一號已經成功),這樣的例子不勝枚舉。

更何況,像Space-X、Bigelow、Orbital ATK、Blue Origin、Virgin Galactic、Oneweb、Planet Labs這些商業航天公司的崛起,已經把航天技術逐漸商業化,開始盈利並最終走進每一個人的生活。

所有現在取得的進步依然非常大,的確沒有當年顯眼,也確實由於資金投入會緩慢進步,但並不代表真的就那麼「緩慢」了。


1 當年解決的是有沒有的問題,解決有無的問題往往面對的是經驗缺乏,有太多的未知,當年為了搞競賽搶奪第一,部分航天項目在現在看來顯得很瘋狂、很冒險,某種程度上以犧牲可靠性、安全性來換取項目的推進,加加林上天之前的1960.5-1961.3幾個月間蘇聯發射的七艘無人飛船,有二艘發射失敗、二艘回收失敗、幾艘在太空中沒能正常工作,這麼高的失敗率下,蘇聯為了爭奪第一,毅然在4月發射東方1號送加加林上天。

其後的蘇聯第一次太空出艙,為了搶在美國前面進入太空,蘇聯的艙外行走設備總設計師塞弗林直接採取了簡易氣閘艙方案,僅僅花了幾個月時間就研發出來,但其後的試驗連續失敗三次,氣閘艙直接在太空爆炸,就是在這種情況下,蘇聯為了趕時間直接在第四次實現太空出走。

美國的航天項目相對蘇聯比較靠譜,但當年的阿波羅登月所用到的航天科技在當年也是黑科技,阿波羅登月飛船用的導航控制系統,都是IBM和其他公司第一次參與,導航軟體都是用彙編語言「編織」出來的,NASA說自己當年是坐著洗衣機過大西洋的,可以想像當年的阿波羅登月項目是有多冒險。

也就是說當年的很多航天項目,尤其是蘇聯的航天項目,為了實現政治任務,往往存在沒有按照正常的科學項目周期來走,不經過充分驗證就直接冒險發射,美國的阿波羅登月項目本身就是為了和蘇聯爭航天第一啟動的瘋狂計劃,當年沒有人知道登月是否可行,冒著很大風險才最終把人送上月球。

但是當人類對航天的認識越來越充分,沒有了當年的那種瘋狂競爭的大環境,航天項目回歸冷靜後,用不著像當年那麼瘋狂和冒險,安全性和可靠性放在了很重要的位置,也完全可以充分利用當年的航天科技積累,航天項目的發展在不需要冒很大風險後推進速度自然會相對放緩。

作為比較可以看看中國的載人航天,從1992年開始正式啟動載人航天項目,99年實現第一次無人飛行,直到03年楊利偉才上天,花了11年時間,經歷了大量的論證試驗才成功。

如果中國也有那種競爭因素,冒險發射,或許用不著花了11年就能送宇航員上天。

2早期航天科技也是因為解決有無的問題,目標單一,這些航天器往往比較簡陋,功能相對現在的複雜的航天設備還是較為簡單。

例如,60、70年代初期的美國蘇聯火星探測項目,美國探索金星、火星的水手系列探測器,就裝備了 紫外線分光儀,磁力計,粒子計數器等科學儀器,蘇聯的火星探測器也裝備了 磁場、光譜分析、火星大氣成分質譜儀、溫度、氣壓、風力感測器等。

代表70年代最先進的海盜號火星探測器, 攜帶的科學儀器:採樣臂、溫度感測器、磁體、風向、風速感測器、地震感測器、磁體感測器、氣像色譜 分光鏡和X射線熒光分光鏡等。

而到了2000年後的美國勇氣號火星探測器上, 顯微鏡成像儀、穆斯鮑爾分光計和阿爾法粒子X射線分光計 ,機遇號火星探測器上: 微熱放射光譜儀 、穆斯堡爾(M?ssbauer)光譜儀 、 阿爾發粒子X光光譜儀 、顯微圖像器 、全景相機等。

早期受制於時代因素,航天科技只能做到那個級別,航天科技發展了這麼多年,能做到太多當年想做卻又遠遠不能做到的事情,僅僅以火星探測器的科學儀器為例,可以看出其背後的科技水平進步。

假如現在的航天科技項目,不用為了攜帶如此複雜的科學儀器,只要能獲取一些基本的科學數據,那項目難度會輕鬆許多,如今的航天項目其背後的科技複雜程度遠超當年。

拿中國的第一艘載人飛船神舟1號和蘇聯第一艘航天飛船東方1號比較,二者背後的技術複雜程度完全不在一個檔次上,假如我們也只要能夠發射當年東方1號級別的飛船,項目難度會低很大,進展速度也會相應快很多。

3 時代變了,航天科技的發展點變了

也是因為當年解決的是有無問題,對航天項目本身能帶來的價值缺乏足夠認識,在太空競賽的大環境下,都是不計代價和回報去發展一項航天項目,多少是為了政治服務,而經過60.、70年代後的太空競賽後,對航天的認識加深了,回歸理性後開始追求項目本身能帶來的實用價值,航天項目本身的關注點更集中在與民生、科研相關。

70年代,我國曾經啟動過載人航天項目(曙光一號),但毛的意圖很明確:先解決好地球上的事,後來曙光項目下馬

80年代我國的航天項目發展,鄧小平曾經這樣說,我們先把精力用來發展對民生有用的衛星上面,而不是實現載人航天上面。

以現在的航天科技,如果不計較宇航員的生命,也許可以把人送到太陽系外,但是這樣子的航天項目意義何在?僅僅證明人類可以飛出太陽系?證明了又有多少實用價值?

建立月球基地?人類連地球上的事還沒研究明白,就跑到月球上?意義何在?

(我不是反對發展這些項目,也支持人類走向太空,但應該按照實際情況一步步去發展,而不是為了證明能做到而去做,跟我提大航海的,請出門左拐不送)

實際上,人類的航天科技一直在明顯進步,但是很多科研用途和國防用途的航天項目,實際上集成了很多人類最新的頂尖科技,但又有多少普通人去關注?不關注,當然感覺好像進步很緩慢。

4 國家和國民的重視程度不一樣了

60/70年代的航天項目,能夠引起高度重視的一個原因,是因為當年對於全人類來說,航天項目完全是一項全新的未知領域,上到政府、下到普通民眾,有著廣泛的群眾基礎,對未知領域群眾又普遍充滿好奇心,在這種廣泛的群眾基礎上,美國、蘇聯能夠投入瘋狂的資金到航天項目中,動用整個國家和社會的力量去發展某個航天項目,尤其是蘇聯,赫魯曉夫和勃列日涅夫都高度重視和關注,蘇聯的航天項目都是蘇共中央直接關注的,科羅廖夫可以和蘇聯領導人直接請示彙報情況,整個社會的輿論也相當的關注航天項目。

但是經過那個時代的狂熱後,當人類進入了太空甚至登上了月球,民眾的好奇心很大程度上消失了很多,政府也發現全力投資航天也並不能取得理想的回報,不再像以往瘋狂投資,社會的關注程度也下降很多。

回歸理性和平靜的背景下,航天科技大躍進式發展的社會背景不存在了,諸多航天項目也不再是普通人的關注點了,即使是許多突破性的航天科技,普通人又不是很關心,自然覺得航天科技進步很慢

分割線:

2003年的時候,我曾經買過一本書,如下圖,這本書對全球航天科技的發展有個大概介紹,通過這本書並且結合其他資料來看看,全球航天科技的進展情況究竟如何

科學衛星

「哈勃」太空望遠鏡:1990年升空,長13.3米、直徑4.3米、質量11.6噸, 採用卡塞格林式反射系統,由兩個雙曲面反射鏡組成,一個是口徑2.4米的主鏡、口徑0.3米 副鏡,觀測距離140億光年。

2018年將發射韋伯太空望遠鏡

60、70、80年代並無相關的空間望遠鏡項目

「康普頓」伽馬射線望遠鏡:1991年升空,質量近7噸,把對伽馬射線的觀察範圍提高了300倍

國際伽瑪射線天體物理實驗室 :2002年,由美國研製,俄羅斯發射升空

費米伽瑪射線空間望遠鏡 :2008年升空

70年代有小型伽馬射線天文衛星

人造月亮:1993年由俄羅斯發射,由進步號貨運飛船攜帶太陽傘升入太空

60、70、80年代並沒有相關項目

紅外天文衛星:1983年升入太空,有美國、荷蘭、英國共同研製

紅外空間觀測平台:1995年升空,由歐洲航天局研製

空間紅外望遠鏡:2003年升空,由美國研製

60/70年代並無紅外衛星

羅西X射線計時探測器 :1995年由美國發射升空

錢德拉X射線空間望遠鏡:1999年由美國發射升空

X射線天文巨星:1999年由歐洲航天局發射升空,靈敏度是錢德拉X射線望遠鏡的5倍。

60/70/80年代情況:1962年發射第一枚X射線衛星、1977年發射 HEAO-1 X射線望遠鏡

錢德拉X射線望遠鏡靈敏度和觀察能力是60/70年代的X射線衛星的30-50倍


氣象衛星:

1960年,美國發射第一顆試驗性質氣象衛星「泰羅斯」1號

1964年發射第一顆「雨雲」系列氣象衛星


航天技術的本質是什麼?
航天技術是走出地球,尋求星際生存空間的基礎能力。
與之相類似的,海洋生物向陸地進軍的進化中進化出肺和腿的能力。
別想得太容易,人類還在依賴化學能飛翔就意味著航天技術不會有革命性的進步。這和信息技術不一樣,這需要基礎物理的突破,全看機緣,人類現在的能力如同剛登上陸地的彈塗魚,等待著肺的出現,可能是幾十年,也可能是幾百年。


只有虛擬現實與人工智慧迅猛發展人類才可以殖民太空,vr技術可以模擬外星環境,人工智慧可以自動化建造外星球基地。當人們地球練習好了才會去外太空。老實話,地球上還有那麼多無人區,跑到外星球建造城市還不如把地球資源規劃好。


因為缺乏競爭,所以發展緩慢。
如果那個戴森球得到證實,應該會刺激航天事業大發展。
或者再爆發一次冷戰、太空競賽,人類應該可以登陸火星。


多努力多投入就會進步快。那怎麼樣就多努力多投入呢?
可爭之利益,必爭之生死。
但這兩條目前都沒有很緊迫出現在眼前。
可爭之利益,航天總體上還是個吞金獸而不是印鈔機。
必爭之生死,現在不是那種對打大戰的心理門檻很低的冷戰時代。


為什麼海底探險現在才達到凡爾納幻想的水平?為什麼地心探險連影兒都沒有?為什麼心靈空間探索從70年代MKUltra計劃擱置後就裹足不前?航天有什麼特殊性?

講真,人類科技水平連在自己星球上70%的表面都不能建城市定居,搞外星殖民?拉倒吧。


一戰前的飛機什麼德行,一戰後飛機坦克發展成什麼樣了?
二戰前航母飛機什麼德行,二戰後航母飛機發展成什麼樣了,甚至連原子彈這種大殺器都出來了
戰爭,是科技的催化劑。人在生死存亡的時候會有巨大潛能,國家也如此


利用能源的能力沒有明顯進步

指導理論沒有突破性進展

計算機,互聯網等行業的高速發展分流了大量高智商人才

資本主義的本質決定了經濟資源難以流向航天這種收益慢且不可預見的領域

能集中力量辦大事的社會主義體制未能成為世界主流,其自身能力/優勢被制約(戰爭威脅/動蕩/解體/工業欠發展/貧窮)

民眾缺乏信仰/人生目標的物質化

最後腦洞YY一下航天大發展,技術大躍進的時代吧:


人們以成為科學家為榮,以錢學森為代表的那類男人成為了以蔣英為代表的女神們趨之若鶩的對象,個人能支配的社會資源以「幫助推動人類文明進步」為衡量標準,只有藝術但無娛樂,明星八卦淡出茶餘飯後,取而代之的是數學,哲學和參考文獻。。。。


人類生命長度已經制約到一些科技的發展了


0到1是奇蹟,1到10卻只是增加的數字,大概就是這個原理吧。。。現在的航天,只是沒有大量能讓普通人理解的0到1,可是1到10卻不斷的進展努力著。。。


葡萄牙亨利王子官方主導的航海活動之後就是商業利益推動的大航海時代。現在已經能看到太空商業開發時代的黎明曙光了。Space X獵戶座飛船的發明無疑是一場革命,近未來會有更多的商業機構加入太空開發。


最本質的原因,還是技術瓶頸,或者說基礎理論瓶頸。

化學火箭的原理還跟它一百年前誕生時一樣,只是技術層面更好,燃燒效率更高,控制更精細而已。

基於這種科技樹,航天領域不可能有大的突破。想像一下如果我們做出了達到光速1/4的飛船,超光速的通信系統,可以實際去宜居的星系考察,會是怎麼樣?


我覺得他們都在擠牙膏


因為投資高,回報慢不說,說不定還血本無歸,當年冷戰時期,蘇聯探測金星,可以說是血虧,但就是為了壓美國一頭,前前後後幹了二十幾次這種血虧的買賣,可那時候的政治意義十分可觀。而現在缺乏競爭環境,美帝一家獨大,航天的政治意義也大大減弱了,NASA的經費被砍了又砍,所以進展才這麼緩慢,要解決這種困境,就目前看只能靠中國了,不是中國有多麼強,而是只有中國才能把美帝的黑科技逼出來。


點歪了科技樹


因為智子鎖死了地球基礎科學的發展啊


沒有戰爭核能得不到全面開發利用,發動機沒有各種鋌而走險的測試,沒有新能源代替傳統能源的情況下,沒有各種戰爭帶來的各種黑科技,傳統燃料又能支持太空飛船飛多遠。
如果有核動力超級發動機,即使飛出銀河系不能回歸也會有人冒險一試。沒有戰爭,星辰大海才是人們最終的出路,不然這個世界每天不是在割羊毛,就是在去割羊毛的路上。


沒錢啊,要是gdp排名前10的國家每年花2%的gdp,現在應該有永久性火星殖民地了吧


打一場世界級別的戰爭就好,人不逼一下就不知道努力


推薦閱讀:

現有的商業太空旅遊,流程大致如何,會有怎樣的體驗?
最早一批太空移民的將會是權貴還是難民?
宇宙飛船(聯盟號飛船)怎麼克服太空垃圾?

TAG:科幻 | 科技 | 太空 | 太空旅行 | 航天 |