【美國】【工業】波音和載人登月

先說幾句題外話：我在前文《域外管轄權》裏，介紹《美國陷阱》這本書給中文讀者的時候，講到了GE政治能量很大，可能是美國肢解Alstom的推手。當時並沒有憑據證明GE主動挑起了讓Pierucci受逮捕的反海外腐敗法案件，所以我根據有幾分證據說幾分話的原則，只能依邏輯推斷GE可以被動地參與受益。

後來那篇文章有很大的反響，刊登它的《觀察者網》似乎接著促成了《美國陷阱》的翻譯和出版，並合作邀請Pierucci到上海演講。我注意到有讀者在閲讀過《美國陷阱》的中文翻譯版之後，說Alstom的案子的確是GE主動安排美國司法部去辦的。我想提醒大家，我並不懂法文，這本書又始終沒有英文譯本，半年前我對它的瞭解完全來自英國人的書評和節譯，所以錯過一些細節有所難免。

不論如何，做爲一個Evil Business（邪惡企業）的典型，波音居然可以壓倒上述的GE。我在今年四月初的《737Max必須重新認證》一文中，詳細介紹了737Max問題的來龍去脈。最近有消息傳出，南方航空也在四月就決定要取消所有後續的737Max訂單（不知我的文章是否有影響），但是客機行業的慣例是不能退訂金的。當然南方航空可以要求中國民航局或法院强制認定波音負擔100%的責任，不過更大的可能是要把訂單轉爲787。

這裏的問題在於波音的漏子已經大到連FAA都不敢再幫忙遮掩的地步，結果是美國媒體（尤其是《紐約時報》）又得到了一連串的爆料。其中有關737Max的，仍然集中在MCAS那套飛控軟件的諸般細節上，所以表面上雖然難堪，實際上卻幫助波音掩蓋了氣動設計的真正問題。但是後來連生產787的South Carolina工廠也鬧出一大堆醜聞；其本質是波音在過去十幾年，爲了降低成本、提升利潤，在人事和管理上亂抄捷徑，已經是整個公司每個部門都腐爛到底。這一方面證實了我在《737Max必須重新認證》一文中的邏輯推論，另一方面卻暗示了787很可能也帶著一身的病。波音占有全世界民航客機市場的一半，未來各國的航空公司和乘客如何自求多福，實在是個大大的難題。

在軍用市場方面，美國國防部長Shanahan在六月23日因家庭醜聞而辭職，Trump最後決定讓Mark Esper接手。Shanahan是波音高管出身，Esper卻是Raytheon的人。Shanahan在國防部當主管雖然不久，但是積極主動地做出了許多重大的采購決定：不但無視KC-46加油機的一大串毛病，徑行增發獎金；空軍的新教練機和海軍的艦載無人加油機，亦即軍方過去幾年最大的兩筆新航空訂單也都很巧合地給了波音；連正在準備退役的F-15都重新畫上口紅、粉墨登場，要搶Lockheed F-35的生意。

當然人去政息，到了七月23日，波音反過來宣佈要提前退出價值850億美元的GBSD（Ground Based Strategic Deterrent，陸基戰略嚇阻，其實就是美國新一代的陸基核彈道導彈）競標；這個肥得流油的項目（金額和大對撞機的實際價格相當），現在基本已經落入Northrop的口袋裏。好玩的是，在2017年的上一輪競爭中，Shanahan做爲剛上任的副國防部長，主持了將Lockheed淘汰出局的決定。

回顧了民用航空、軍用航空和軍用航天，我們終於可以言歸正傳，來談本文的真正主題，也就是波音的民用航天生意。

美國的民用航天由NASA（國家航空航天局）主管。在Space Shuttle（太空梭，或航天飛機）計劃嚴重超支並且連續出事之後，只能回歸舊式的大火箭。

在2004年，小布希如同今日的Trump一樣，也突發奇想，要重新載人登月。於是NASA啓動了長達30年、總額2300億美元的Constellation（星座）計劃，開始設計Ares I和Ares V兩型火箭，低軌道（LEO，Low Earth Orbit）最大載重能力將達到188公噸。不過Obama上臺之後，發現NASA執行效率極低，五年多下來什麽正事都沒幹，基本上純粹是對承包商的利益輸送，於是在2010年初取消了整個計劃。

但是NASA那麽大的官僚體系，再加上政治能量極大的承包商，數以萬計的工作崗位都要繼續吃飯，沒有個名目也不行，於是把計劃和火箭都換了同一個名字，成為Space Launch System（SLS，空間發射系統）。藉著回收使用Shuttle的各種既有子系統（包括火箭引擎、燃料箱和助推器，Orion載人艙則是太陽神的放大版，所以真正換了的就只有火箭殼子和電子系統），低軌道最大載重能力降到70公噸（然後將增加到130公噸），每年的預算則勉强壓低到20億美元左右。就這樣因陋就簡的設計，九年下來同樣也是一再拖延，例如原本（2013年時）預期在2017年首飛，結果每過一年延後半年，現在的計劃是明年六月；但是如同英文裏常説的： Don’t hold your breath，不要屏息以待（，否則會窒息而死）。

那麽這個十幾年來拿了錢不幹事的承包商是誰呢？是一小一大兩個：負責Orion載人艙的是Lockheed，占了絕大額份的SLS火箭主體則由波音包辦。

引發我寫這篇文章的，是以下這個有關波音SLS火箭生意的最新爆料：https://arstechnica.com/science/2019/08/rocket-scientist-says-that-boeing-squelched-work-on-propellant-depots/；它的消息來源則是George Sowers。

2009年時，Sowers教授還在ULA（United Launch Alliance，聯合發射聯盟，這是波音和Lockheed在2006年合資成立的新公司，負責統合兩者以往賣給NASA的老產品，以期消弭競爭，維持較高的利潤率）任職，做一個研發計劃主管。他的構想是直接利用既有的20+噸級載重火箭（即Atlas V和Delta IV，都是ULA的產品；前者來自Lockheed，後者原屬波音）推送Centaur上面級（半人馬，也歸ULA管，來自Lockheed；這是目前還在飛的美國航天器中的老爺爺，1962年首飛，比Apollo計劃的前身Project Gemini還要早），把燃料（在Apollo計劃裏，佔總載重的70%）、登月飛行器和宇航員分幾次送上近地軌道，組合之後再飛往月球。

這個主意（叫做Distributed Launch）在60多年前太空時代剛開始，就已經被仔細考慮過了。後來Apollo還是采用一次性發射的設計，除了當時不差錢的時代背景之外，最主要的考慮，在於60年代的技術，無法把低溫液體燃料（Cryogenic Fuel，包括液氧和液氫，後者尤其是個大問題）在軌道上保存，只能在發射前直接加注入火箭。

Sowers注意到燃料冷藏技術已經今非昔比，而100+噸級和20+噸級載重火箭的價差卻比50年前高出許多，於是登月的最優解也就顛倒過來，而且差別極大，可以節省十倍以上的費用；這是因爲他的ACES/Depot（Advanced Cryogenic Evolved Stage/Depot，先進低溫演進火箭級和儲藏倉；參見https://www.ulalaunch.com/docs/default-source/exploration/evolving-to-a-depot-based-space-transportation-architecture.pdf）不需要花幾百億、甚至上千億美元去開發新一代的100+噸級重載火箭（Heavy Lift Rocket），例如SLS。

ACES/Depot的上面級總成，由Centaur搭載一個附有遮陽罩的低溫燃料箱；只需要Atlas V-400這個基本型火箭就能發射進入軌道。

做爲ULA的大股東，波音自然不會容許一個一年1億美元（而且還要和Lockheed平分）的生意，取代一年至少20億美元的SLS。於是先在2011年下令不准對外提起ACES計劃和“Depot”這個字眼，隨後Sowers和ULA的CEO（Michael Gass）也先後離職。Sowers尤其懷恨，但是人在航天工業，怎麽能得罪波音呢？一直到最近幾個月，波音真正成爲過街老鼠，他才敢對媒體談起這件往事。

Trump上任不久，就要求NASA在2028年之前完成載人登月；上個月副總統Pence又宣佈時限提前到2024年，NASA的執行計劃也隨之不斷修改。然而不論預算如何大幅增加，技術核心仍然是SLS。我們可以總結上文，得到兩個很強的邏輯結論：1）波音在八年前扼殺ACES/Depot，是絕佳的商業決定；2）既然SLS是由波音負責，別説2024年，就是2028年，NASA的載人登月也絕無成功的可能。

相對的，中國的載人登月計劃還沒有正式啓動；目前先期準備上馬的一些項目，例如100+噸級的長征九號火箭，仍然依循Apollo和SLS的一次性發射思維路綫，所以在資金和時間上的投入都非常大，風險也很高，隨之使得載人登月不可能在2035年之前完成。尤其中國在氫氧火箭引擎技術上，特別落後，不但不如美國，連日本都比不上。2016年才有20+噸級的長征五號火箭完成首飛，隨即2017年的第二次發射失敗了，問題就出在第二級的YF-77氫氧火箭引擎上。

我的建議，是中方仔細研究一下（真是相當簡單的）ACES/Depot設計，那麽就能揚長避短，繞過開發100+噸級火箭這個大難關，在長征五號稍微成熟穩定之後，馬上可以開始載人登月計劃（因爲長征五號只須要送燃料，有些風險也可以承受）。如此一來，不但節省十倍左右的經費，而且在2030年之前就能成功。

我在《開發太陽系的經濟效益》一文中，曾經仔細論證過，載人航天的實體經濟效益（包括科技衍生）是負值；它之所以值得投資，在於心理方面的對内提升士氣和對外產生光環。換句話説，它在經濟學上的作用和價值，屬於廣告類。載人登月，則相當於美國的超級杯，是最高大上的廣告，而且如同球賽本身，贏家（亦即捷足先登者）將獲得絕大多數的光環。當此世界霸權交替的關鍵階段，這個廣告的價值更加可貴；所以中國航天機構至今總是說不急著載人登月的公開立場，應該是因爲衡量自身技術實力嚴重不足之後，不得已的説辭和決定。

20+噸級的火箭，除了載人航天之外，還有許許多多的實際應用；100+噸級的火箭，卻只有一次性發射載人登月這個唯一的用處。既然有了換為前者來完成同樣任務的選項，而且還多快好省，那麽純粹爲了發展100+噸級火箭技術而硬要去發展，就不只是極大的浪費，而且是本末倒置、自找罪受，平白地花大錢在國際載人登月競賽中故意買輸。這只有在極端自由主義理念下，像波音這般自私無恥的團隊，或者是習慣勾結境外勢力的漢奸買辦，才做得出來的事。我相信中國的航天從業人員，一旦獲得了新的相關資訊，會毫不猶豫地以國家利益爲先，做出正確的技術路綫選擇。

【後註一，2024/09/10】五年多前這篇正文預言波音必然會不斷拖累NASA的新載人登月計劃，最近Starliner故障頻發，導致兩名宇航員不得不留滯空間站，已經家喻戶曉。三天前，Starliner空機返航“成功”，NASA大肆慶祝，但其中有一個細節被有意低調處理，亦即返航過程中的確有一個轉向火箭失靈，只不過沒有嚴重到墜機罷了，詳情參見《Starliner Suffers New Problems While Coming Back to Earth》。