本文来自微信公众号: 忽左忽右Leftright ,编辑:思钊,作者:忽友功德箱,原文标题:《播客|宇宙超级工程是如何垮掉的:刘怡谈「挑战者号」事故四十周年》
整四十年前,挑战者号航天飞机在全世界观众的注视之下,于升空73秒后爆炸解体。几十年来,媒体与技术人员对这场悲剧的追问从未停止。在一次技术故障的背后,是美国航天飞机项目在政治承诺、预算削减与过度公关的多重压力下,不断积累的系统性风险。工程师对低温风险的警告,为何最终未能阻止发射?已然看到风险的NASA为何仍执意按时起飞?航天飞机解体之后,至少三位宇航员又曾尝试怎样的自救?请听本期嘉宾刘怡带来的分享。
内容节选
本文为基于节目录音的口述稿,仅对语法与用词做部分修改。
政治承诺、资金支持与清晰目标:超级工程的三大先决条件
刘怡
说到航天飞机项目,首先要回溯到它的前身,即美国载人登月的阿波罗计划。几个月前,我看了小布什时代的美国国家航天局NASA前副局长斯科特·佩斯的采访。佩斯是一个搞项目管理、尤其是成本评估方面的专家。他在接受财经记者采访时提了一个很有意思的视角,所有我们所认为的工程学上的超级项目,要想成功,几乎都依赖三项先决条件。
第一,稳定的政治承诺。第二,有保障的资金支持。第三,清晰的阶段性目标。这三项先决条件,可以说在载人登月的阿波罗计划当中,都得到了比较妥善的满足。首先,政治承诺方面,阿波罗登月计划的美国总统肯尼迪认为,美国有必要把宇航员送上月球,以显示他们在太空技术和太空探索方面相对于苏联的优势。美国要在全世界面前展示,它在宇航技术和探索的深度、广度方面都超过苏联,这是一个很重要的政治承诺。
其次就是有保障的资金支持。在整个阿波罗计划当中,美国几乎是以今天无法想象的资源投入规模来支持这项计划。到1970年代初,阿波罗计划花费的所有经费差不多是250多亿美元。因为美元在1971年之后经历了大幅贬值,如果考虑汇率因素,折算成今天的经费,这笔钱基本上要乘以10,在当时要占到美国GDP的将近3%。在阿波罗登月计划的巅峰时期,整个美国有40多万人、2万多个机构和企业为它工作,这个就是它当时获得的资金和资源的体量。
另外,它有一个清晰的目标,就是想把宇航员送上月球表面。在这个过程中,不塞任何附带的东西进去,不想在当中再搞一个空间站,或者说顺便在火箭的研发过程当中试试用这个火箭去发射卫星。所有中间的目标都被砍掉了,只有一个清晰的整体目标,就是把人送上月球,甚至为了实现这个目标可以不顾中间的成本。
阿波罗登月计划所用的飞船和火箭几乎都是一次性的,这也是它跟今天马斯克要搞的、每一步都考虑成本、每一步都要考虑回收再利用的火箭项目最大的一个区别。就是在这三项先决条件的保证之下,这个项目才能成功。但也可以想到,这三项先决条件不可能5年、10年、20年地持续下去,因为成本太高了。
公关需要压倒安全考量
程衍樑
回看80年代以来筹备挑战者号的历次实验,出现过很多事故,包括瓷砖的掉落,各个环节的事故风险都暴露过,而且在整个过程当中,很多工程师、技术人员都发出过预警,但最终还是为了呼应里根总统在那天晚上国情咨文讲话的需求,硬上了。这个过程给人的感觉就是公关压过了安全诉求,能讲讲这之中的博弈吗?
刘怡
刚才提到NASA因为美国政府削减预算,还出于政治利益,要跟特定的国会选区、产业集群绑定的供应商合作。听上去NASA很可怜,但实际上NASA在这个过程中一点也不无辜。原因就是最想把美国的宇航工程和这种能持续几十年的超级项目延续下去的,就是NASA自己。所以NASA在这个过程中做出了大量的过度承诺。一开始在论证航天飞机项目的时候,他们就找了一个公关公司来做数据,竭力论证这种可以反复使用的航天飞机能比阿波罗计划中那些一次性的火箭和飞船便宜多少,算出了一些非常荒谬的数字,宣称航天飞机发射一次只需要35万美元。但事后发现,35万美元是建立在每个星期发射一次航天飞机的基础之上的。
但每个星期发射一次又是建立在什么基础上?美国得建造10到15架航天飞机,才能保证每个星期发射一次,但实际最后只造了5架,因为项目预算又要超支了。而且NASA一开始承诺,每次发射返回地面后只需要检修一个星期,就能执行第二次任务。实际情况是,航天飞机,尤其是航天飞机里的这些子系统,包括发动机、电子设备,每次使用之后,尤其是经过再入大气层的高温考验之后,可能要进行两三万次子系统的检查,而这种检查最快基本上要4个月左右,最慢的要花18个月时间。做出的所有承诺都跟现实对不上。
还有,NASA毕竟是一个政府机关,花的是纳税人的钱,公众舆论是必须争取的对象,他们要花大量精力做一些跟航天飞机项目本身完全无关的事情。比如80年代初,NASA搞了大量普通人上太空的项目,有国会议员去接受宇航员培训,坐着航天飞机进入太空;还有一位沙特的亲王,他本身是空军飞行员出身,也经过美国的宇航员培训坐着航天飞机进入太空。这就形成了一个很好的公关效应,普通人经过培训,坐着航天飞机也能上太空。
包括麦考利夫,除了能对公众宣传说美国终于出了一个女宇航员之外,很重要的一个原因是,麦考利夫在美国是一个讲美国历史的中学教师。当初NASA吸收麦考利夫进入宇航员培训项目,正是因为美国教育部和里根政府提出了一个设想,一位美国的中学历史老师在太空当中给美国的中学生讲课,讲美国有多强大、美国的历史有多么辉煌,这是一个特别好的爱国主义教育。这件事被认为是麦考利夫被选中的重要原因。当然,麦考利夫本人是一位非常勇敢、非常有责任心的女性,但我们不能否认,利用一位女性宇航员、一个历史老师在太空讲课做宣传,这件事带有特别重的公关色彩。
同时,NASA当初上马航天飞机项目时夸口说每个星期都能发射一次,但实际上美国造了5架航天飞机,在航天飞机服役期间一共只完成了135次发射,平均一年不到5次。而在里根政府的前期,发射频率非常低,而且一开始说每次发射成本只需要35万美元,实际上事后核算一次发射的成本是15亿美元。里根政府对此极其不满,提出如果你再达不到高频发射、这个系统的完善率达不到指标,就要叫停这个项目。于是NASA就给里根承诺说,前期有些小毛病在所难免,从你的第二个总统任期1986年开始,我至少能保证每个星期发射一次,达不到的话,一个月发射一次可以保证,而且每一次发射能完成多项科研和太空探索项目,保证每个月给你政府提供新的公关和宣传题材。
到了1986年,NASA非常清楚航天飞机项目在成本控制上没有达到预期,但为了让这个项目不被政府喊停,做出了更多的过度宣传来保住项目,而他们搞的更多的公关和宣传,也差不多是从1986年开始达到了新的高峰。所以对NASA来说,1986年差不多是不允许再出现任何偏差的高速发射阶段的开端,而1986年的第一次发射,恰恰就是挑战者号。
反思「Go Fever」文化:为何马斯克能失败,NASA却不能?
程衍樑
挑战者号的失败,也是对所有的复杂系统工程的一个终极警告。但今天我们好像又回到了一个太空竞赛的时代。你觉得在我们生活在这个时代的人,阅读《挑战者号的悲歌》的意义是什么?
刘怡
这本书里面有一件令我印象很深的事情,它提到了NASA从阿波罗登月计划时代开始就有的一种组织文化,叫“Go Fever”,也就是“硬干狂热”。其实就是我们每个人在日常生活、包括职场当中都会碰到的一个情况,一件事情我已经给它投入了足够多的成本,因为投入的成本太多,我不能接受它可能失败,或者达不到我的预期效果,到最后我会陷入一种类似玄学的心理状态。
我会想,我要是停在这,我要是承认这件事情失败了,我投入进去的所有成本就都损失掉了;但是我要是接着往前走呢?再搞一搞呢?万一成功了,我投进去的所有成本、我之前的所有支出不就都收回来了吗?所以我一定要接着往前,指望只要多走一步、多试一次,结果就会不一样。但实际上是可能会付出更多的代价。我明知道存在那么多的隐患、存在那么多的风险,但我不顾风险,也要接着往下干。
费曼主持的罗杰斯委员会得出的结论,不光是说密封橡胶圈这么一个小事情导致了一个巨大的系统崩溃。罗杰斯委员会还指出,因为项目里使用了如此多的过度承诺、存在技术上的不成熟,你的密封橡胶圈不出事,轨道器表面的隔热瓷砖依然可能出事;隔热瓷砖不出事,轨道器本身携带的主发动机也存在相当高的故障概率。每一个环节可能都有问题,只是说这一次暴露出的问题是密封橡胶圈。
事实就是,挑战者号事故过去十几年之后,又发生了哥伦比亚号航天飞机在返回大气层时因为隔热瓷砖破损而被完全烧毁的事故。而这一切,其实就是航天飞机所设想的可重复使用的载具,在1970年代的技术环境和成本之下还不现实。
今天我们会拿这个事情来跟马斯克的猎鹰超重型火箭,包括后来马斯克的星舰计划里使用的火箭和飞船做对比。但反过来想,马斯克跟NASA相比,他有一个天然的优势,马斯克的太空项目烧掉的是投资人和他自己的钱,而NASA花掉的是美国纳税人的钱。所以NASA比马斯克其实是更无法承受失败的代价,NASA每发射失败一次,公众就会更加质疑。
本期嘉宾
程衍樑(微博@GrenadierGuard2)
刘怡,得到app专职作者,前《三联生活周刊》资深主笔,全球冲突报道者
本期提到
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里根/罗杰斯委员会/罗杰-博伊斯乔利/鲍勃-埃比林/费曼/迪克-斯科比/朱迪斯-蕾斯尼克/罗纳德-麦克内尔/鬼冢承次/克里斯塔-麦考利夫/格里高利-贾维斯
《挑战者号的悲歌》







