虽然他们都晓得今年是人类文明太空梭50十周年(当然,与此同时也是网络发明者50十周年),不过两个诡异的统计数据是:人类文明的太空梭史只维持了短短五年(1969~1972)。此后连续47年,再无任何一位人类文明荣凸轴火星。
这就导致了一种声音在全球广为流传:50天前的那个太空梭神话,那些问世于新闻媒体和网络都不完善年代的国家级工程,是不是压根都是假的?
别笑,随着时间推移,这种批评不仅未见消失,反而还愈演愈烈——1979年只有6%的英国人相信“朱诺11号”飞船航天太空梭是骗子,到了1999年,相信“太空梭论调”的英国人增加到了11%,2009年时这一统计数据上升到了22%。而最近的调查表明,10%的英国人,16%的英国人和20%的意大利人,都觉得50天前的那场太空梭不可信赖。如果你关上中国宇都宫网络采用者比例最高的chan,搜索“太空梭”,所以关联的词汇自动就会显示“骗子、作假、是真的吗”。而在豆瓣的“太空梭50年专题”中,采用者们自发上传的内容中,也不乏大量批评太空梭作假之声。
关于“太空梭论调”相关的讨论早已Bouzemont,常见的批评和谣言也都早被驳斥不知多少遍(比如火星上的英国国旗被吹动等),不过这似乎并没有打消社会公众的广泛疑虑。
难题出在哪里?显然,大多数人是不可能将具备足够多知识贮备和逻辑素养,更没时间去详细查证的,这是其一。更关键性的是,权威科学机构或新闻媒体们,在此之前很少从采用者心理出发,沿着他们朴实的知觉推测,去找到批评发生的根本原因。而唯有解释清楚这些根本原因,才可能将真正动摇社会公众的观点。
所谓朴实的知觉推测,大致有以下三类——
一是“50天前控制技术所以落后,怎么可能将把人送上苍?”;
二是“你说能把人送上苍,为何1972年之后40多年来,再没人类文明凸轴月?”;
三是“太空梭肯定没什么价值,否则除了英国其它国家为何不太空梭?”
本文将就这三个难题,逐个聊一聊。
为何50天前的信息技术能把人送上火星
这是大部份批评的原点之一,正如英国的“上海体育馆杂志”《史密森尼》撰文所述——
“当约翰·甘迺迪总统在1961年宣布英国将要太空梭时,他正致力于让国家做一些根本无法做到的事情。他们缺乏工具或设备——推进器、发射台,衬里、计算机系统或极热食物。而且他们甚至不晓得他们需要什么,他们没有目录,世界上没有人有目录……为了让他们荣登火星,必须解决一万个难题。”
不过事实上,情况远没有彼时和后人想象的那样糟糕。1960年代的英国,已经拥有了足以将太空梭梦想变为现实的基础信息技术贮备。
首先是运力,航天太空梭的基础,是能够把一百多重约的太空人、太空梭舱、生存补给、计算机系统等阻抗,送上探测车近地点。这就要求必须有强力且稳定的超大型推进器。
幸运的是,NASA在1960年启用了马歇尔空间飞行中心,而这个中心的主任,就是犹太裔推进器专家冯·汉斯——他在二战时结构设计出了著名的V2推进器,几乎是20世纪最出色的航天天才之一。
冯•汉斯在此之前结构设计洲际导弹的经验,已经成功将人造卫星送上苍。随后他又在此基础上,结构设计出了人类文明至今无法逾越的超大型推进器“土星5号”。这个高111米,总质量3000吨,能将118吨阻抗送入探测车近地点的巨无霸,几乎以零误判率圆满保证了朱诺系列的大部份任务。相比之下,与此同时代苏联N1推进器的试射,则每次都以误判和事故收场。
1969年7月16日,朱诺11号起飞图:NASA
第二个决定朱诺计划的关键性控制技术,也恰好问世于甘迺迪讲话的三天前——1958年,英国物理学家杰克·Sheffer完成了两个名为晶片(器件)的雏形产品。这种彼时还并不足够多成熟的控制技术,却是50年后每个地球人如同空气与水般不可或缺的产品。
1962年时,麻省理工学院的工程师正式采用晶片控制技术改进太空计算机系统,让计算机系统运行速度提升了2.5倍,所占空间减少了40%。1965年时,这一趋势被提出:每两年计算机系统晶片的能力增加一倍,即使成本在与此同时下降。
彼时,计算机系统还是重约几百公斤充满整个房间的庞然大物。在15重约的太空梭舱中,每减少一公斤质量,每降低一立方厘米体积,都是了不得的成就。晶片,让计算机系统进入天空成为可能将。
太空梭导航计算机系统的封装器件图:NASA
如果说前两项控制技术拓展了可能将性,关上了控制技术上限。所以第三项控制技术突破则是关键性的“控制技术兜底”,保证了太空梭工程的可行性,夯实了整个系统的下限。
早在朱诺计划的起初,NASA就已经开始考虑人类文明登陆火星所需的计算资源。这不仅仅是对宇宙飞船的计算资源,还需要两个复杂而强大的网络来处理火星任务的大部份统计数据,两个可以接收,管理,采用和转移大部份统计数据——发送到航天器的信息以及传回地球的信息。那个统计信息量对于彼时的计算资源而言,无疑是海量的。
更可怕的是,彼时人类文明采用计算机系统的习惯,是发送两个计算命令后,往往就去做其它事情了,因为计算机系统往往要几个小时甚至几天后才能得出结果。甚至于,彼时的计算机系统平均年故障率有几个星期。这对于要在火星实时接受地面命令,并事关生死的太空人来说,都是完全不可想象的。
好在1964年4月7日时,IBM推出了一款名为system/360的大型机,这个产品的结构设计融合了IBM从早期与航天局合作中汲取的经验教训——
首先,这个产品的兼容性是划时代的,人类文明可以从利用“计算机系统”实现特定任务的自动化,飞跃为通过“计算机系统系统”管理复杂的流程。朱诺控制中心利用五台System/360搭建了被称为RTCC(实时计算机系统综合系统)的大型机房,负责收集、处理并发送任务控制信息,并且计算速度之快几乎没有延误。
其次,IBM员工研制了微型器件,用于将System/360大型机从相当于电冰箱的尺寸缩减到公文包大小,并使其足够多坚固,能够进入太空。而系统的稳定性也远超NASA制定的标准。
此外,整个土星5号推进器的导向、指挥、遥测等功能,完全依赖于推进器第三级上安装的IBM计算机系统,其每秒发布25次信号,帮助推进器在发射过程中处于正确的路线。总计有四千名IBM 员工研制了相关计算机系统系统,并且为朱诺计划的启动和指导其安全登陆火星而编写了复杂的软件程序。
IBM程序员在查看太空梭计算机系统的方程式
1967年,在英国纽约州Owego的IBM办公室,阿姆斯特朗(最右)等太空人们参观了双子座宇宙飞船模型。Owego的测试采用了航天器模型和IBM 7090编程,就像一台机载计算机系统。两年后,阿姆斯特朗采用IBM Gemini计算机系统引导Gemini 8在太平洋安全着陆。
阿姆斯特朗在IBM参观飞船模型
1969年7月20日,就在距离阿姆斯特朗迈出“人类文明一大步”约122米的火星上空,太空梭舱里突然响起了刺耳的警报声。警报向NASA显示机载电脑可能将会随时停机并导致无法顺利太空梭。彼时,留给阿姆斯特朗决定是否继续执行太空梭计划的时间只有短短几秒钟。
严谨和可靠在此刻显得如此可贵,参与太空梭项目的IBM工程师团队在在此之前的模拟测试中对这一情况早有演练。他们迅速向NASA报告,这一警报不会导致电脑停机,可以继续执行太空梭计划。
几分钟后,背负着人类文明使命的阿姆斯特朗从太空梭舱走出,在火星上留下了那个载入史册的脚印。
朱诺11号的飞行指挥员Gene Kranz曾说过:“他们在做出继续还是停止决定时采用的系统信息由IBM开发,而当天的最终决定是由IBM工程师操作的计算机系统提供给我的。如果没有IBM及其提供的系统,他们就无法成功太空梭。”
IBM工程师在监控太空梭的发射
如上所述,总之在1961年5月至1969年7月期间,这些挑战中的每两个都得到了解决。太空人之所以能飞向火星,因为英国数十万科学家,工程师,管理人员和工厂工人解开了一系列谜题,也因为彼时的英国恰好已经具备了推进器、晶片、大型机等划时代的质变级信息技术贮备。
为何40多年来,再没人类文明凸轴月?
1972年12月14日,英国太空人尤金·赛尔南钻进了太空梭舱,身后是人类文明在火星留下的最后两个脚印。此后,再无人类文明荣凸轴火星。
“你说50天前就有人凸轴月,那为何随着控制技术进步,后来反而再没听说有人上去过?”这几乎大部份“朴实批评”中最核心,也是最强有力的两个。
而回答这个难题,首先要搞明白,50天前人类文明为何要上火星。上两个难题他们解决的是“为何能”,这个难题则是“为何要”。
上世纪60年代初,NASA局长曾经向政府要求拨款,用于太空环境的研究。甘迺迪总统打断了他:“他们所做的一切都是为了比苏联人更早荣登火星,否则绝不会花这么多钱给朱诺,因为我对太空不怎么感兴趣。”
现实的确如此,整个英国航天航天计划的初衷,就是冷战环境下为了打击对方气焰、彰显自身优势、占据战略高地的需要。这也就导致在开销上的经济不敏感,在目标和路线上显得不足够多理性(与此同时代的苏联只是有过之而无不及)。
有人估算,整个朱诺计划前后花费折合计价,相当于现在的2000亿美元。仅1966一年的费用,就相当于英国GDP的4.5%。再形象一些地说,每发射一艘用于太空梭的土星五号重型推进器,就相当于烧掉一艘航空母舰。上文提及的器件,麻省理工学院从德州仪器公司买一块就相当于如今的9000美元,每次都是一买几十块。
这种开销,对于任何两个国家都是不可持续的。
1965年的英国宇航局戈达德飞行中心
甘迺迪角,此刻人们在观看朱诺发射
甘迺迪航天中心,经费在燃烧……
再说控制技术路线上的不理性。实际上,很快就有人发现,太空梭的直接收益并不显著。火星基本上就是一片孤寂的荒漠,整个火星上最有用的氦三也无法开发。如果只是派人上去采采石头,拍个照,那还不如派机器人上去——这就免掉了大量的成本和空间,任务难度大幅下降。
尤其是“太空战”原本的军事目的,探测车空间争夺远比太空梭有价值多了。探测车卫星的收益大,成本低,空间站还可以加装武器。离地球几十万公里远的月亮,可起不到这些作用。
所以,当控制技术已经磨练打通之后,就没必要再一次次重复烧钱。这是英国之后不再太空梭的根本原因。
至于其他国家……就在前两天,印度的“月船2号”推进器发射因控制技术故障临时取消;中国和日本虽说要争夺太空梭机会,也都把日期设定在2030年左右。不得不说,在太空梭的这条路上,行者众多,但大都刚刚迈过起跑线。
太空梭没有价值吗?
正因为上述原因,才有人随之判断,“你看,太空梭劳民伤财,又没啥发现和可利用资源,所以除了英国没人搞”。
实际上,各世界主要国家都在搞航天和探月工程,如上文所述,只是和英国差距太大搞起来没所以快。至于有人批评太空梭没有价值,那可是完全说错了。
除了晶片和大型机的发展,朱诺计划为了在火星采集地表下面的岩石样本,最终推动了便携式无线吸尘器的发展;为了检查推进器与太空梭飞行器零部件的结构是否完整,最终推动了CT扫描控制技术的发展;为了创造出更能耐受撞击与压力的航空服,最终推动了NIKE的气垫式运动鞋;为了能够源源不断地从太阳辐射中获取能量,最终推动了太阳能电池的发展;为了能够控制火星着陆器与火星车,最终推动了鼠标的发展……这个长长的名单还包括脱水蔬菜、石英钟、软件工程、实时统计数据库,甚至于女性的平等就业权……
不过在这么多林林总总的时代进步中,我觉得最温馨的两个细节是这个——
“朱诺11号的三位太空人彼此个性不同,他们从未成为好朋友,只是工作伙伴。在不需要工作和直播的时间里,飞行器中保持着长久的沉默,三人之间并没太多交流。阿姆斯特朗和奥尔德林会研究火星表面照片,柯林斯则有时自说自话。三人有时会欣赏古典音乐,在静谧的氛围中奔向火星。”
这其实是一种非常有隐患的状态。因为科学家公认,人类文明未来最有可能将移民,获得航天大发现的地方,是火星,这也是人类文明的下两个控制技术攻关热点。不过火星是个距离地球往返600多天的星球,太空人在这漫长而孤独的旅途中,无论在心理还是生理上都会遭遇巨大挑战,漫长的任务时长,逼仄狭隘的空间,极易引发各种心理难题,这和几天就能到达的火星完全不同。
所以当年帮助朱诺太空梭的IBM,如今又研发了人类文明的第两个人工智能太空人助手CIMON,并已于去年进入太空,协助太空人工作。这种机器人不仅能对话,有表情,还可以帮助太空人工作,减轻其负担,并给太空人解闷。
第两个人工智能太空人助手CIMON
保持这些人类文明先驱的良好状态,也是人类文明航天从当年粗放驱动,到如今理性发展的两个转变缩影。
后记
让他们回到最开始的难题:50天前的那个太空梭神话,究竟是不是真的?它也有最简单直观的回答:数十万的亲历者,他们在年轻时投身于太空梭这项人类文明的壮举。IBM采访了五十天前参与太空梭项目的工程师们,亲述五十天前的太空梭故事。听听太空梭是如何投射在这些工程师身上,真真切切地影响了他们一代人。
【视频】IBM与太空梭50十周年https://v.qq.com/x/page/u0900fv4ssw.html
太空梭不仅仅影响了参与者个体,它也带动了人类文明信息技术进入信息时代。
英国几乎大部份的控制技术领域都从20世纪六七十年代的这笔投资中受益。有专家估算,政府每往NASA投入1美元,就会产生价值7至8美元的商品和服务。IBM、惠普、微软、英特尔、AT&T和高通等英国商业公司都是或多或少受此恩惠而发展起来的;而波音和通用电气等公司则直接受益于航天信息技术的发展。
更重要的是,如果没有朱诺计划,很难想象今天的人们会花大量时间用笔记本电脑或智能手机玩社交网络。“功耗、质量、体积和统计数据速率——大部份这些因素都对实现空间飞行至关重要,而它们又带来了控制技术的重大变革。”
下次再批评太空梭的真相或意义的时候,可以回想他们说过的话。或者最简单地,请低下头,好好看看掌中的手机。
特别策划
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