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马克.安德森把DS比喻成对美国的斯普特尼克时刻,当时美苏争霸,苏联前两回合保持领先,美国率先登月成功,最终获胜;马克安德森潜意识认为美国最终在AGI/ASI的AI登月计划中将获胜。
回顾美苏争霸,苏联最早通过斯普特尼克1号成功发射第一颗人造卫星;对比中美AI争霸,明显OpenAI的ChatGPT是类似斯普特尼克时刻。
中美AI争霸也有最终第三回合的登月比赛,就看谁最终实现ASI。现在是中美AI争霸第一回合,ChatGPT是斯普特尼克时刻,DS快速跟上;中美AI竞争第二、第三回合,分别是AGI、ASI。
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从国家力量主导,到商业力量快速崛起,再到平民进入太空,人类航天产业加速发展。面向未来,让我们重温全球航天产业经典时刻,致敬伟大的星际时代,见证人类未来星辰大海新征程。
人类探索太空历史悠久,美苏太空争霸加速全球航天产业发展
19 世纪中后期开始,人类对太空探索兴趣出现在科幻小说。 《从地球到月球》(法国作家儒勒·凡尔纳著, 1865 年首次出版)、《星际战争》(英国作家赫伯特·乔治·威尔斯著, 1898 年首次出版)等科幻小说不断出现,书中描写大多基于想象,使人们对太空与航天产生无限遐想。很多科学家受此类科幻作品激励,投身航天与太空研究。
20 世纪以来,全球航天产业进入加速发展期。 1903 年,俄国火箭专家齐奥尔科夫斯基,首次提出火箭推进相关理论,创建火箭运动数学方程,为研制远程火箭打下基础; 1919 年,美国火箭专家罗伯特·戈达德,提出火箭飞行数学原理,使太空飞行在工程学上变得可行, 1926 年成功研制世界第一枚液体燃料火箭; 1931 年,德国科学家赫尔曼·奥伯特,成功进行欧洲第一枚液体燃料火箭试验, 1932 年德国军方参观该火箭发射试验后,发现火箭在战争中重要性,开始集中力量秘密研制火箭武器。
二战期间,德国军方基于火箭原理,研制 V-2 导弹,成为之后美苏两国研制运载火箭基础。 1944 年,德国火箭专家冯·布劳恩,设计制造 V-2 火箭并试射成功,穿越卡门线(地球大气层与太空分界线,距地约 100 公里)进入太空,成为第一个进入太空的人造航天器。 V-2 火箭还能作为导弹,最大飞行速度 4.8 马赫(马赫指速度相对音速的倍数,音速约 340 米 / 秒、 1,224 公里 / 小时),携带近 1 吨炸药,从德国打到英国本土。纳粹德国想依靠 V-2 火箭扭转战局, 1944 年疯狂生产 6,000 多枚 V-2 火箭,但 1945 年盟军攻入德国本土,纳粹德国战败。
二战结束后,德国火箭研发人才被美苏两国瓜分,之后分别在冯·布劳恩、科罗廖夫两位顶尖航天专家带领下,美苏开启太空争霸时代,也是这两位宗师级科学家隔空斗法。
纳粹德国 V-2 火箭研发生产基地,主要包括德国东部专门用于研发的佩内明德火箭基地、德国中部专门进行批量生产的诺德豪森火箭基地。根据 1945 年 2 月雅尔塔协定 ,苏联将接管这两个地区,美国意识到 V-2 火箭重要性, 1945 年专门组织大批谍报人员、科学家、工程师,发起“回形针”计划,抢在苏联到来前,搜刮 V-2 火箭相关资料、生产设备等。
为自身安全与生活需要, 2,000 多名德国科学家、工程师、技术工人等,接受美国邀请,带着家眷一起到美国,包括 V-2 火箭总设计师冯·布劳恩,他之后成为美国火箭研发、载人航天、阿波罗计划等领军人物。
苏联接管 V-2 火箭生产研发基地后,发现基地已被美国抢先一步搜刮,苏联谍报人员效仿美国,在整个德国境内散布消息,承诺对曾经参加过 V-2 导弹研发生产人员,给予优厚待遇,吸引大批不愿远赴重洋到美国的 V-2 火箭技术人员,前后共 3,000 多名工程师、技术人员,参与到苏联火箭研发中。
苏联收获大批德国火箭技术人才后,需要一位顶尖专家进行领导,另一位美苏冷战期间的宗师级科学家科罗廖夫,重出江湖,被委以重任,成为苏联弹道导弹总设计师,也是之后苏联人造地球卫星、载人航天、登月计划等领军人物。
美苏在冷战期间展开太空竞赛,对人类航天产业发展产生深远影响。 二战结束后,美国、苏联成为世界两大超级大国, 1947 ~ 1991 年开展全方位冷战。美苏太空争霸发生在冷战期间,是当时美苏为争夺航天实力最高地位而展开的竞赛,从 1955 年美苏两国提出发射人造地球卫星计划,到 1976 年苏联取消登月计划,共历时 20 多年;期间主要经历三次交锋,分别聚焦人造地球卫星、载人航天、登月计划;苏联在前两次交锋中保持领先,美国在第三次交锋中反超苏联,率先完成登月计划。冷战后期,美苏两国在航天领域,逐渐从竞争走向合作。
美苏太空争霸通过大国竞争形式,推动全球航天产业发展,在美苏两国带领下,欧洲、中国、日本等大力发展本土航天产业。美苏太空争霸还留下大量科技成果,卫星为人类日常生活提供重要服务,卫星、宇宙飞船等收集大量太空数据,大量航天任务促进材料学、生物医学等科学发展。
第一次交锋:主要
目标是发射
人造地球卫星
,苏联全面领先
1955 年,美苏两国相继提出发射人造地球卫星计划,之后科罗廖夫带领苏联团队抢先发射第一颗人造地球卫星。 1945 年后,科罗廖夫带领苏联导弹设计团队,在 V-2 火箭基础上,研制出 R 系列运载火箭; 1957 年, R-7 火箭试射成功,最大射程 8,800 公里,作为弹道导弹时,可携带 300 万吨 TNT 当量核弹头打到美国本土,是人类第一枚洲际弹道导弹。
R-7 作为运载火箭,载重近 1 吨,但苏联当时研制的第一颗人造地球卫星 Object D ,经过多次调整,自重超过 1.3 吨;为争取第一颗人造地球卫星荣誉,科罗廖夫团队将卫星上各种仪器设备进行简化,仅保留卫星温度测量与电波发射功能,很快研制出重量 80 多公斤的小卫星“斯普特尼克 1 号”。
1957 年 10 月 4 日,“斯普特尼克 1 号”卫星搭载 R-7 改造的运载火箭,顺利进入太空预定轨道,成为人类历史上第一颗人造地球卫星,标志着人类进入利用航天器探索外层空间时代。
1957 年 11 月 3 日,苏联发射第二颗人造地球卫星“斯普特尼克 2 号”,并用其搭载一只名为莱卡的小狗,莱卡被认为是第一个进入环绕地球轨道的生物。苏联计划让莱卡在太空中存活几天,但在卫星进入轨道后,内部温度上升,莱卡最终仅存活几小时。
冯·布劳恩到美国后,早期不被美国政府重视,在苏联卫星发射领先背景下,美国政府开始重用冯·布劳恩。 1957 年,苏联成功发射首颗人造地球卫星,美国自家科学家班子研发的先锋号运载火箭,多次试射失败,美国政府压力加大,时任美国总统艾森豪威尔命令加速火箭研究进程。
1957 年 12 月 6 日,美国再次用先锋号运载火箭,发射美国第一颗人造地球卫星,再次失败,现场直播中火箭刚飞离发射台 2 秒就爆炸,成为美国航天史上一次重大失败,之后美国政府授权冯·布劳恩领导美国卫星发射任务。
冯·布劳恩利用此前研发的原计划用于弹道导弹的火箭技术,进行改良,研发出美国第一代运载火箭丘比特 C 型 Jupiter-C ,但载重只有苏联 R-7 运载火箭 1/10 左右。
1958 年 1 月 31 日,在苏联“斯普特尼克 1 号”发射近 4 个月后,丘比特 C 型 Jupiter-C 运载火箭将美国第一颗人造地球卫星“探险者 1 号”,成功送入太空。
第二次交锋:聚焦载人航天,苏联保持领先,美国紧随其后
面对苏联在卫星领域优势,冯·布劳恩没有气馁,美国政府也更加重视太空探索领域。 1958 年,美国国家航空航天局 NASA 成立; 1960 年,冯·布劳恩任 NASA 下属马歇尔空间飞行中心主任。冯·布劳恩开始瞄准载人航天领域,计划设计能载人的水星号飞船,将人类送往太空,以此突破科罗廖夫在各种无人探测器领域的第一。这个大胆超前的想法得到 NASA 大力支持,冯·布劳恩开始研制发射水星号飞船的大力神运载火箭。
1960 年 7 月 29 日,大力神运载火箭首次试射失败,火箭凌空爆炸,随后 2 次试射都因各种原因失败。冯·布劳恩带领团队认真查找总结原因,在大力神运载火箭基础上,研制红石式运载火箭, 1960 年 12 月 19 日第一次试射成功。 1961 年 1 月 31 日,红石式运载火箭载着一只名为哈姆的大猩猩顺利升空,成功进行亚轨道飞行,并安全返回地面。
美国载人火箭研发顺利,但苏联再次捷足先登,将首位人类航天员送入太空。 1961 年 4 月 12 号,苏联用东方 1 号飞船将宇航员尤里·加加林,送入近地轨道;尤里·加加林完成环绕地球一圈后,成功跳伞着陆,整个飞行时间 108 分钟,是人类太空飞行纪元开端。
苏联在后续研发、试验中,东方号系列飞船不断突破。 1962 年,苏联东方 3 号、东方 4 号飞船发射时间仅相隔一天,这是首次有不止一艘航天器同时在环绕地球飞行。 1963 年 6 月 16 日,苏联东方 6 号飞船将人类第一名女性宇航员瓦莲京娜·弗拉基米罗夫娜·捷列什科娃,送上太空。
该阶段,苏联还发射多个无人太空探测器,拿下人类太空探索领域多个第一。 1959 年 1 月 2 日,苏联成功发射人类第一个月球探测器月球 1 号; 1961 年 2 月 12 日,苏联成功发射人类第一颗金星探测器金星 1 号; 1962 年 11 月 1 日,苏联成功发射人类第一颗火星探测器火星 1 号。
苏联完成首次载人太空飞行后不到 1 个月,美国成功进行首次载人太空飞行。 1961 年 5 月 5 日,美国宇航员艾伦·谢泼德,乘坐水星号飞船进入太空,最大飞行高度 186 公里,成为首个进入太空的美国人,也是尤里·加加林后第二位在太空飞行的人类宇航员。
第三次交锋:目标定在月球,美国反超苏联,取得领先优势
1962 年,时任美国总统肯尼迪,发表著名演讲《我们选择登月》,将美苏太空争霸推入白热化阶段 。 肯尼迪政府(肯尼迪任期 1961 年 1 月~ 1963 年11月)一开始对美国载人太空项目持保守态度, 以花费太高为由拒绝 NASA 递交登月资金预算申请;随着苏联完成首次人类载人太空飞行,肯尼迪政府态度发生转变; 1961 年,肯尼迪最终决定将目光放到之前被拒绝的登月计划,该计划之后命名为阿波罗计划。
阿波罗计划是美国迄今为止执行过的最庞大月球探测计划,完成人类登月探索第一步。 阿波罗计划是 NASA 1961 ~ 1972 年实施的系列载人航天任务,致力在 1960 年代 10 年中,完成载人登月、安全返回地球两个目标。 1969 年 7 月 16 日,阿波罗 11 号任务完成上述目标。为进一步执行在月球的科学探测,阿波罗计划延续到 1972 年,共耗资 250 亿美元。
阿波罗
11
号完成登月任务
1967 年,冯·布劳恩为阿波罗计划设计超重型运载火箭土星 5 号。 土星 5 号是人类使用过的自重最大运载火箭,高达 110.6 米,起飞重量 3,039 吨,总推力 3,408 吨; 1967~1973 年,美国共发射 13 枚土星 5 号运载火箭; 1970 年,土星 5 号运载火箭生产线关闭。
阿波罗计划( 1961 年~ 1972 年),前面主要进行无人测试飞行,从阿波罗 7 号 ~ 阿波罗 17 号,共进行 11 次载人任务。 1968 年 10 月 11 日,阿波罗 7 号执行阿波罗计划中首次载人发射任务,任务全长 11 天,目标是环绕地球; 1968 年 12 月 21 日,阿波罗 8 号发射,是人类第一次离开近地轨道、绕月球航行的航天器,该任务中使用的土星 5 号运载火箭,是其首次载人发射; 1969 年 3 月 3 日,阿波罗 9 号发射,周期共 10 天,主要执行载人交会对接任务; 1969 年 5 月 18 日,阿波罗 10 号发射,目的是环绕月球,登月舱在测试中离月球表面仅 15.6 公里。
1969 年 7 月 16 日,阿波罗 11 号执行阿波罗计划中第 5 次载人任务,尼尔·阿姆斯特朗与巴兹·奥尔德林成为首次踏上月球的人类航天员。 当时美苏两国均把率先登月作为太空争霸胜利标志,阿波罗 11 号任务成功,标志着美国在美苏太空争霸中取得最终胜利。美国此后进行阿波罗 12 号 ~17 号 6 次载人登月发射,除阿波罗 13 号因爆炸事故失败,其余 5 次均获成功。
冯 · 布劳恩原计划制造更多土星 5 号运载火箭,将更多设备、宇航员送入太空,建造空间站与月球永久基地,但被搁置。 美国在苏联之前达成登月目标后,因经济衰退与阿波罗 13 号爆炸事故等, NASA 经费急剧削减,冯·布劳恩的空间站与月球基地计划被搁置。 1972 年,冯 · 布劳恩离开 NASA ,最后贡献是完成航天飞机初步设计及此后 10 年研究计划;他之后担任美国仙童半导体公司副总裁,创立美国国家太空学会(美国航空航天协会前身); 1977 年,冯 · 布劳恩因病逝世。
相比美国,苏联开始计划登月时间更早,但苏联高层在登月方案上犹豫不决,浪费大量时间与资源,随着科罗廖夫逝世,苏联登月计划遇阻。 1962 年肯尼迪发表演讲前,苏联为计划登月准备长达 9 年时间。 1962 年,科罗廖夫提出联盟号复合体登月方案,因技术难度与复杂度很高,苏联内部出现多个挑战科罗廖夫登月设想的方案,当时苏联高层鼓励内部多个方案竞争,导致时间与资源大量浪费。 1964 年 8 月 3 日,苏联高层下定决心,正式开展登月计划;交由切洛梅团队负责研制 UR-700 型运载火箭,用于搭载载人飞船进行绕月探索;科罗廖夫负责研制 N-1 运载火箭,用于搭载登月舱进行登月。
1964 年 10 月 14 日,时任苏共中央总书记赫鲁晓夫被苏共中央全会撤职,苏联登月计划还没正式实施,就陷入混乱。 1965 年 3 月 18 日,科罗廖夫因日夜操劳卧床不起; 1966 年 1 月 14 日,科罗廖夫逝世,年仅 59 岁。
苏联计划 1967 年执行绕月飞行任务, 1968 年执行登月任务,但进展不顺,最终放弃。 1967 年 4 月 23 日,联盟 1 号飞船任务失败,搭载的宇航员科马洛夫牺牲,苏联当时没有为载人登月任务做好准备;直到 1968 年 10 月 26 日,联盟 3 号飞船发射成功,苏联一年半时间没有进行载人航天活动。 1969 年,苏联计划用于登月任务的 N-1 运载火箭,连续两次发射失败,登月计划被迫延期; 1969 年 7 月 3 号, N-1 运载火箭发射台爆炸,给苏联带来致命打击。 N-1 运载火箭研发失败,其他火箭运载能力达不到载人登月并安全返回地球的需求,苏联登月计划以失败告终, 1976 年苏联取消登月计划。
美苏冷战后期航天产业:聚焦空间站建设与太空研究等领域,逐渐从竞争走向合作
登月竞赛最终失利后,苏联决定集中精力投入空间站建设。 1969 ~ 1970 年,继联盟 3 号后,苏联进行 6 次联盟号飞船发射任务; 1971 年 4 月 19 日,苏联发射礼炮 1 号实验室,是苏联首个空间站,也是人类历史上第一个空间站。苏联曾想通过联盟 10 号飞船,运送航天员进入礼炮 1 号,由于泊接机件问题没有成功。 1971 年 6 月 7 日,联盟 11 号飞船与礼炮 1 号完成对接,停留 22 天,但在返回途中遭遇意外,之后原计划 1972 年 7 月 29 日发射的第二个联盟号级别空间站,由于火箭失败没有顺利进入轨道,苏联空间站计划陷入停滞。
美国在火箭等航天器外,也积极布局空间站建设。 1973 年 5 月 14 日,美国发射环绕地球轨道的天空实验室,进入距地 435 公里近地轨道;之后美国先后发射 3 艘阿波罗飞船,运载 3 批航天员,与天空实验室对接; 3 艘飞船分别称为天空实验室 2 号、 3 号、 4 号, 3 批航天员分别在天空实验室工作 28 天、 59 天、 84 天,共进行 270 多项研究实验。 1974 年 2 月 8 日,第 3 批航天员着陆后,天空实验室关闭,之后天空实验室继续在轨飞行长达 5 年,最终 1979 年坠入地球大气层。
1972 年,时任美国总统尼克松,与苏共中央总书记勃列日涅夫,针对缓和关系事宜进行谈判,最终达成冷战中短暂性“融解”共识。 两国计划实施一项合作任务,使美国阿波罗飞船与苏联联盟号飞船进行对接,将其命名为阿波罗 - 联盟测试计划。 1975 年 7 月 15 日,苏联首次发射联盟 19 号飞船,标志着该合作任务正式开始; 6 个半小时后,带有对接舱的阿波罗飞船从美国发射升空; 1975 年 7 月 17 日,两架飞船相遇并完成对接,合作计划圆满完成。
20 世纪 80 年代,美国开始着手在载人航天上更进一步,研发新一代可复用的航天飞机,发射系列无人探测器等。苏联基于联盟号飞船,继续开发礼炮实验室、和平号空间站等。 1991 年,苏联解体,太空项目分散到俄罗斯等国,之后美国、俄罗斯在国际空间站建设等方面多次展开合作。
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