本人不是学航天航空的（大家都知道，我原来是学机床的，现在改行干软件电子工控之类的了），故而对于具体的航空航天知识并没有去深入了解，如火箭发动机的性能、轨道选择、变轨要求等就不能拍着胸脯向大家保证详细的性能对比情况，我只能将知道的东西大致向大家解说，感兴趣的童鞋可以用数学（不懂微积分的就不要去计算了）推算去了解到底各个方面有什么不同。本坑主要写的是中国航天(视角主要集中在火箭相关方面)在大时代背景下发生的一切，来说明中国航天工业之路的艰难和各种事情（过去、现在）和选择（我们现在觉得好的和坏的）的必然，以及我们如何去了解并对待。其中牵扯到的东西太多、太复杂，也许会让大家觉得我写的东西混杂一片，没有紧扣主题。但我个人觉得这些东西中有它的内在必然逻辑。其中重点的技术分析方面依靠的是本人经历中觉得重要的方面，因为其它方面有人比我高万倍，不是我的专长。
我本小人物，本没有资格来评价先贤们创立的中国航天，只是在这个时刻不知为何听到消息后心中有个声音说：去吧，将你多年的看法写出来。因此本文是本人多年对中国航天个人情结的一篇总结，仅为自己的内心做一个宣泄。
北京时间8月31日17时28分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭发射印度尼西亚“帕拉帕－D”（PALAPA－D）通信卫星，火箭一、二级飞行正常，三级二次点火后出现异常情况，未能将卫星送入预定轨道。
这是所有关心中国航天的人这两天获得的一个让人难以接受的消息，因为我们之前听到的消息都是“这是中国航天长征系列火箭第XX次连续发射成功”，XX 这个数字在本次发射失败前已经变成76了，一个让世人惊叹的数字。我们在10多年的时间中已经习惯了火箭发射成功，已经开始在脑海中潜意识的认为中国火箭的发射已经非常非常成熟，就像大白菜一样，不会有失败的。再加上最近几年，大家关心的是飞机、卫星，加上当年钱学森的那一句“火箭是一次性的，飞机是要反复使用，故而火箭比飞机容易”话被人反复提起，并且世界上能发射卫星的国家越来越多，大家开始认为火箭是低级技术，这样更加深了大家对长征火箭不败的信心。这次失败，自然让人难以接受。
一，火箭的难度
然而，仔细想来，事实却和我们大家的认为有很多偏差。
航天之父钱学森当年讲“火箭是一次性的，飞机是要反复使用，故而火箭比飞机容易”那句话，是在太祖问他到底搞火箭还是飞机时，背后的含义很明确，国家力量有限，无法全面铺开，只能重点投资一个，钱学森是当时中国最伟大的空气动力学专家，在米国也是这方面的顶尖专家，现在大名鼎鼎的NASA喷气试验室（你连这个都不知道？那还谈什么航天？）的第一任负责人，被米国海军次长认为能抵5个师的人，他的意见当然很重要，甚至极其重要。但是太祖忘了一点，钱学森在米国二战后干的就是航天，并没有参与飞机研制，而钱学森在米国那么多年，早就学会了当时国际最先进的项目规划管理方式，其中也包括如何向人争取项目那一套（现在中国的广大专家们也都学会了，这也是一种和世界接轨）。所以，钱学森说出了那句现在广为流传，但误人不少的话（现在钱学森在米国的同行玩的仍然是这一套，NASA向国会争取立项仍然是吹的天花乱坠，项目难度是一点没有，要有也是针对别人而言）。
仔细考虑来，火箭并不是那么简单的。虽然一次性，虽然工作时间短，但难度一点都不低。
想想吧，火箭工作的环境极其苛刻，要么高温到几千度（火箭发动机），要么低温到零下100多度（飞出大气层后），火箭发射过程中震动又很大，火箭发射中的力学模型极其困难（火箭百分之八十以上的重量中装的是液体燃料，又在不停燃烧，燃料箱又很薄，不能按刚体计算,就是后来有了弹性力学，但由于大量液体燃料的原因，也非常难建立模型），研制火箭的难度可想而之。就是在大气层内，由于火箭速度快，和空气的剧烈摩擦，火箭表面温度也很高，看过神6发射的人都知道，神6在抛下整流罩前（此时还在大气层内，不过已经是高空了）相当一段时间，火箭外表看已经变成火红色了，这个温度可不低。
就是火箭的控制电路，仅电子技术而言，看起来并不先进，甚至很落后，但它要求在极端环境下（包括要防止宇宙射线的干扰）要有极高的可靠性，不能有任何一点故障。学过电子的人都知道，电子原器件划分的级别为：商业级、工业级、军工级、宇航级。火箭上用的原器件就必须是最高的登级--宇航级。控制电路工作要极其稳定，不能有任何偏差，到什么程度呢，举个关于软件的列子：搞过工控的都知道，程序跑飞是必然，只是概率高低而以，出问题怎么办？重起。但火箭上不行，那么程序设计就必须能一旦跑飞就在极短的时间内纠正回来，还要沿着跑飞前的最后一个步骤正确的走下去。关于这一点，现在工业CPU都有一个中断叫系统异常中断，就是宇航部门要求必须有的。
再简单说一下，开发一款高性能火箭要多少钱，要多少时间？
首先，火箭是个很大的范畴，不先进的就不在我的讨论中。否则现在农民都造出飞机了，F22就是落后东西。
其次，研究新的火箭和火箭发动机难度大，费用高，时间长，而用已有的改进，尤其是大部分部件用原来的，则难度要低，时间短，费用要少。这是所有工业产品的通行情况。
依据以上两个原则，我们来看看一些可以对比的情况：
1、毛子在RD170/RD171系列发动机（800吨级）与其成果能源号火箭上总投入大约在140亿卢布。这可是70-80年代苏联时期的花费，当时官方汇价是0.86卢布对1美元。
作为对比的米国航天飞机系统，由于并不是像毛人那样将航天飞机当作火箭的一个载荷送入轨道，故而不好直接对比，但主发动机SSME氢氧发动机（210吨推力）研制花费25亿美元，5000万美刀/台。
2 、宇宙神(Atlas)5两级运载火箭是洛马公司“阿特拉斯”火箭家族的最新成员，研制费用超过10亿美元。但它是在成熟部件和产品上研发的，发展成本很低廉了。其中最重要的火箭发动机中，第一级芯级发动机是购买毛人的动力机器联合公司的RD-180煤油液氧发动机发动机。
米国人自认开发RD-180级别（400吨级）和性能（分级燃烧、高压补燃、膨胀循环）的煤油液氧火箭发动机要花费百亿美刀。而RD-180是毛人在 RD170/171上缩减的，有70％左右的组件都与RD－170相同，显著降低了研制新型发动机的成本（具体数据不知），缩短了研制周期，研制风险较低，也花了至少5年时间。。毛人对米国97年售价为1000万美刀/台（97年合同是10亿美刀101台RD-180，当时毛国的情况大家都知道）。
第二级用氢氧发动机RL10A-4-2，是米国50年代开始开发的RL10系列氢氧发动机的较新改进型号。
3、米国未来航天的主力战神五号火箭，主发动机的备用竞争者RS-68氢氧发动机（300吨推力，在SSME基础上开发的，目前用在德尔塔4火箭上，大量采用SSME的部件，并降低技术的先进性，即难度已经降低了很多，可以说是推力简单放大版），研制用了近5年时间，2000万美刀/台，没有公开过研制花费，但在卖剃须刀的广告上称研制花费5亿美元。
以上都是大推力的火箭发动机，不好和中国现有的长征系列火箭作直接对比。
和中国现在的长征系列火箭对比最直接的是当年欧空局的阿丽亚娜（Ariane）1-4系列火箭，其情况如下：
1、阿丽亚娜1型运载火箭，在“欧洲号”火箭和法国“钻石号”火箭基础上研制，研制工作历时6年时间（1973-1979），投资费用大约10亿美刀（1988年币值）。
第一级为四台欧洲社会推进公司(Societe Europeenne de Propulsion)的维京(Viking)发动机，第二级使用一台维京发动机。第三级是一台氢液氧发动机。此种组合一直被使用到阿丽亚娜4号运载火箭，当然中间做了改进。
2、就算如此，阿丽亚娜4号运载火箭的研制开始于1982年,其研制费用大约6.5亿欧洲货币单位。
毛人下面的主力火箭发动机RD-191（200吨级推力，是RD-180的缩减版，这次棒子发射卫星用的就是它，这是RD-191第一次发射试验，可怜的棒子小白鼠），已经花了数亿美刀（棒子就付了2亿美刀，因为罗老号，再次可怜它），到现在还不能说是成功的（满足棒子需求并不代表满足毛人需求），连带安加拉河火箭到现在还未成功。毛人的消息是在下面的几年内还要在RD-191和安加拉河火箭上花3亿美刀。
分析毛人的问题是毛人自强悍的苏维埃帝国解体以来，一直是基本在吃老本，加上人才流失，故而问题越来越多。
从以上可以看出，研制火箭不是那么容易的，而是非常难的。那么我们为什么对长征系列火箭没有这个深刻感觉呢？
二，长征火箭的高成功率的发动机基础
长征1号运载火箭的发动机来DF-4导弹。长征2号到长征4号火箭的发动机来DF-5导弹。我们大家最熟悉的是长征2号到长征4号。
那么发动机呢？
代号 推进剂 应用
YF-20 联氨/偏二甲苯 FB-1，CZ-2C第一级
YF-20B 联氨/偏二甲苯 CZ-2C、2D、2E、3、3A、3B、3C、4A、4B第一级
YF-21 联氨/偏二甲苯 FB-1，CZ-2C第一级
YF-21B 联氨/偏二甲苯 CZ-2C、2D、2E、3、3A、3B、3C、4A、4B第一级
YF-22 联氨/偏二甲苯 FB-1、CZ-2C、2D、3、4A第二级
YF-22B 联氨/偏二甲苯 CZ-2C、2E、3、3A、3B、3C、4B第二级
YF-23/23F 联氨/偏二甲苯 FB-1、CZ-2C、2D、3、4A第二级 游离发动机
YF-23B 联氨/偏二甲苯 CZ-2C、2E、3A、3B、3C、4B第二级 游离发动机
YF-24/24F 联氨/偏二甲苯 FB-1、CZ-2C、3、2D、4A第二级
YF-24B/24D 联氨/偏二甲苯 CZ-2C、2E、3A、3B、4B第二级
YF-40 联氨/偏二甲苯 CZ-1D第二级 CZ-4A、4B第三级
YF-73 液氢/液氧 CZ-3第三级
YF-75 液氢/液氧 CZ-3A、3B、3C第三级
看起来很多很杂吧？没关系，我们再查一下资料，结果是：
第一级：
主发动机：
YF20--〉改进提高性能->YF20B，也作为捆绑助推器发动机
游机：
YF23/23F-->改进提高性能->YF23B
4台YF20并联--〉 YF21
4台YF20B并联--〉YF21B
第二级
主发动机：
YF20-->高空改进-->YF22
YF22-->改进提高性能--〉YF22B
YF22+4台YF23--〉YF24/24F
YF22B+4*YF23B--〉YF24B/24F
第三级：
YF40---来自东风4改进型
YF73---新研制
YF75--新研制
也就是说，不谈第3级，发动机都是YF20/B和YF23/23B，而这些都是东风5的产品。光发射火箭就用了数百台，所以技术比较成熟。我们可以高呼YF20/20B、YF23/23B满赛。
三，本次发射失败的一个简单分析
而第3级呢？YF-73和YF-75都是发射同步星时才用的到，一次也才一台，到目前为止总共也才用了不到40台。它们两又都是全新研制的发动机。因此从某个角度而言，它两也许还不全面。事实如何呢？
我们再看一下中国火箭发射失败的纪录：
长征2号 1974.11.05. 返回式卫星一号 LEO 酒泉 失败
一根控制信号导线折断，火箭在起飞20秒以后姿态失稳，火箭自毁。
长征3号 1984.01.29. 实验通信卫星 GTO 西昌 失败
火箭第三级发动机二次点火不成功而失败。
长征3号 1991.12.28. 东方红二号甲 通信卫星 GTO 西昌 失败
火箭的第三级出现故障导致失败，卫星未能进入预定轨道。
长征2号E 1992.12.21. 澳星B2 LEO 西昌 失败 国际商业发射
卫星发生爆炸，但火箭仍然将残骸准确送入预定轨道。整流罩与卫星共振（中方说法）或整流罩结构破坏（美方说法），从而导致卫星爆炸。美方发射前没有提供卫星力学数据，无法进行星箭耦合试验。
长征2号E 1995.01.26. 亚太二号 通信卫星 LEO 西昌 失败 国际商业发射
卫星爆炸引发火箭爆炸，星箭俱毁。整流罩与卫星共振（中方说法）或整流罩结构破坏（美方说法），从而导致卫星爆炸并引发火箭爆炸。美方发射前没有提供卫星力学数据，无法进行星箭耦合试验。
长征3号乙 1996.02.15. 国际708号 通信卫星 GTO 西昌 失败 国际商业发射
火箭惯性平台随动环回路中电子器件的焊接质量问题
长征3号 1996.08.18. 中星七号 通信卫星 GTO 西昌 失败 国际商业发射
火箭第三级发动机二次启动后提前关机，卫星未能进入预定轨道。
长征3号乙 2009.08.31 帕拉帕－D 通信卫星 GTO 西昌 失败 国际商业发射
火箭第三级发动机二次启动后提前关机，卫星未能进入预定轨道。（但卫星进入的轨道偏差不是非常大，法方卫星厂家已经变轨回到正确轨道了。按国际通行计算，本次还是可以算成功的。）
这其中信号线问题1次，电子器件问题一次，因为没有星箭耦合试验两次。第3级失败4次，占了一半。YF-73占了3次，YF-75占了一次。
未经证实的内部小道消息说，这次的YF-75是10多年前研制的存货，5年前翻新过。当然，理论上是可以这么干的，实际上在全世界都屡见不鲜，如俄罗斯就用快到期的导弹改来发卫星。但前提是产品一定要技术很成熟，质量很稳定。否则..........
航天专家又有发言说：“此次卫星（帕拉帕－D）制造商是法国泰雷兹阿莱尼亚宇航公司，也不排除是星箭在耦合方面或空间环境辐射影响导致的问题。”
而航天专家说的这种情况也不是不存在：上表的澳星B2就是这个原因，不过当时中美双方都没有找到这个原因，查来查去，居然双方出公报互相承认对方没问题，然后继续发射。两年多后的亚太二号发射，又是因为这个问题导致卫星爆炸引起火箭爆炸。这下双方知道有问题了。最后米方一工程师私下（官方说法，实际上应该是休斯公司示意的，因为休斯公司后来为此向米国司法部门交纳了巨额罚款来免罪）找到TG，提出可能是这个问题（当时TG也强烈怀疑是这个问题）并提供数据的。
那么为什么会有这种情况发生呢？
要解决星箭耦合问题，卫星方需要提供相当的卫星力学数据，火箭方也要提供火箭的数据，这样双方才能经过复杂的计算来看有没有这个问题。若果有这个问题，改进卫星和火箭后，还要再次计算看是否解决了这个问题。 有了这个数据，TG就可以推测出很多对方设计的秘密，推测对方的设计意图，如何解决问题等，至少在TG设计卫星时有很好的参照物。而由于TG卫星设计上不如欧美先进，故欧美对此一直是能不提供就不提供，能提供的模糊就模糊。
其实，产品类似的力学数据（不仅是火箭、卫星，飞机、汽车等也同样）在企业中都是绝密数据，这个数据就是产品详细设计的一个重要组成部分。我们常说仿制东西容易，但吃透很难。就是这些数据你不知道，也不知道对方到底考虑了什么，出了问题都不知道是什么原因，要改进只能是瞎猫碰死耗子了。
有很多童鞋不知道这样的力学数据到底是什么东西，这里简单解释下（鄙人不是干火箭和卫星的，如有不对之处，欢迎指正）：
我们大家都知道，物体都有固有频率，遇到外界这个频率时，就会有共振现象。
古代的一个有趣故事中说：唐朝，有位和尚的磬常常不敲自鸣，突然来的磬声，使和尚惊恐不安，疑神疑鬼，此事叫当时管理宫中音乐的太乐令遇见，他才作了解释和试验，原来是此磬与前殿的钟，音调相同，由共振而发生了共鸣，前殿敲钟，磬就自鸣，后来把磬锉了几下，改变了固有频率，也就不响了。
当然，这种共振很有趣，但共振也会带来很多危害。说到共振的危害时，人们最为熟知和引用得最多的，便是下面这个例子：
18世纪中叶，一队士兵在指挥官的口令下，迈着威武雄壮、整齐划一的步伐，通过法国昂热市一座大桥，快走到桥中间时，桥梁突然发生强烈的颤动并且最终断裂坍塌，造成许多官兵和市民落入水中丧生。后经调查，造成这次惨剧的罪魁祸首，正是共振！因为大队士兵齐步走时，产生的一种频率正好与大桥的固有频率一致，使桥的振动加强，当它的振幅达到最大限度直至超过桥梁的抗压力时，桥就断裂了。类似的事件还发生在俄国和美国等地。有鉴于此，所以后来许多国家的军队都有这么一条规定：大队人马过桥时，要改齐走为便步走。
1940年，美国的全长860米的塔柯姆大桥因大风引起的共振而塌毁，尽管当时的风速还不到设计风速限值的1/3，可是因为这座大桥的实际的抗共振强度没有过关，所以导致事故的发生。
高山上的一声大喊，可引起山顶的积雪的共振，顷刻之间造成一场大雪崩。
在产品上，共振也是经常要加以避免的，如机床上（向大家致歉，母鸡坑中后面有这部分内容，现在就发表一部分，母鸡还请大家先期待）就要避免共振现象，否则加工精度就很差。而机床上的零部件很多，它们之间的连接方式是很复杂的。比如说某个零件的固有频率是A（这个比较容易就可算出，当然要用到弹性力学和有限元法，还要保证材料的一致性，否则会有较大偏差），另一个零件的固有频率是B。这两个零件分别只对A和B有较大的震动响应。当这两个零件连接在一起，固有频率是多少呢？那就很复杂了，跟连接方式很有关系，必须要建立正确的模型（这往往是要人命的东西），而且在最后得到的频谱图上，对频率的震动响应往往不是一个频率，有多个频率会导致这两个物体有较大的震动。而机床上的零件之多，都通过各种方式连接在一起，精确的详细分析往往都是牛人才能完成。
回头来说火箭和卫星，火箭在发射过程中会产生震动，在大气层内因为空气的作用更会遇到各种空气造成的震动，发动机的泵工作会造成震动。火箭内有大量的液体燃料，液体燃料在火箭管道中的流动有震动，发动机没有工作的那几节火箭中的燃料也会在运动中造成震动。卫星和其中的大量液体燃料也在其中震动。不同情况（容积、密度、成分、装在容器中燃料的形状）的火箭燃料本身也对不同频率的外界震动也有不同响应。而在发射过程中燃料一直在减少，火箭还要分多次抛掉用完的部分，因此情况是极其复杂的。加上液体燃料和外界空气的问题，流体力学和空气动力学（这两东西到现在还是不精确的）也掺杂其中，模型是很困难建立的，计算是很难的。
如果有哪一个频率刚好和某部分的固有频率接近，那麻烦就大了。轻者火箭失稳，重者爆炸。卫星也同样。当年中国研制东3（？），有次发射失败就是因为震动的关系导致导弹失稳爆炸。
顺便提一下，杨利伟坐神5上天时在某段时间就觉得很难受，专家们后来一查，原来是燃料在第2节火箭的管道中流动的频率和人体某部分比较接近（人体也怕共振，重者会导致人死亡的），改动火箭后，神6的2个宇航员就好多了。
那么，火箭运载卫星，两者就连接在一起，必须将火箭和卫星的力学数据放在一起，才能计算出两者连在一起后的情况，这其中又分：完整火箭和卫星在一起、扔掉助推器后、扔掉整流罩后、扔掉火箭第一级后、扔掉火箭第二级后等多种情况。因为这个计算极其复杂，对技术要求也很高，当年休斯的专家私下早到中方后，一开始不认为中方能建立正确模型并进行计算，中方的专家和他背对背单独计算后两个结果一样才让他心服口服的。
顺便提一句，钱学森、钱伟长、郭永怀等人，都是世界级的力学大师，钱学森还是控制论的世界级大师（当年学控制论，就跑到校图书馆顺了一本钱学森的控制论）。没有他们当年热血回国，建设一个强大的新中国，很难想象今日的中国航天。此处向他们为代表的老一辈专家表示我等小人物最崇高的致敬。
所以说，航天专家的话有相当的道理，但中国90年代已经在这个方面吃过亏，不太可能没对法方提出这方面要求，那么也许是法方给的数据不全面或是有误差以防止中国从中可能探知法方的技术。
当然，专家还提到了空间环境辐射，不过这就完全是中方火箭的原因了。
长征工程-钱学森的细节——前言：长征火箭杂谈
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