2020年04月15日 | 国内两次火箭发射失败是否因缺少美国芯片？

近日，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 PALAPA-N1 卫星失利，这是在 3 月 17 日长征七号甲火箭首飞失利之后，一个月内第二次发射失利了，不免引起了大家的猜测和质疑。

据台媒报道称，中国火箭 1 个月内 2 次发射失败，主要原因或是缺少美国芯片。该报道还引用一位中国台湾军事专家的说法称，中国火箭发展依赖美国芯片，但中美贸易战后美国政府加强管制芯片出口，使中国的航天事业受到冲击。

《德国之声》指出，相较新一代的长征七号，长征三号乙技术较为成熟、最新却发射失败，更受关注。在此之前，作为中国用于商业卫星发射的主力火箭，长征三号乙在其截止目前的 67 次发射中，仅有 3 次失利记录，分别为 1996 年首次发射、2009 年发射印尼帕拉帕 D 通讯卫星、2017 年发射中星 9A 广播电视直播卫星。

据公开资料，在 2017 年 6 月发射失败后，长征三号乙之后连续 30 次都顺利完成任务，是北斗三号的御用火箭。

芯片对火箭发射成功率有这么大作用吗？
这可以从芯片工业和航天工业的起步说起。广义地说，从 1946 年第一台电子计算机问世，或者从 1947 年晶体管问世开始算起，芯片工业就起步了。这些电子器件构成了苏联和美国早期载人航天飞船上控制电路，当时很多轨道校正需要计算，不过算力要求不高。

现在的火箭或航天飞船加了很多状态检测传感器，再加上抗震抗辐射的冗余设计，芯片用量大大翻倍。有业内专家分析，虽然火箭上的计算机和姿态控制系统，需要大量的处理器和传感器芯片，但并没有到“没有美国芯片，全球火箭都飞不了”的地步。因为其实相对于一些消费级、工业级的芯片，航天器上的处理器对可靠性的要求远大于高性能，主要集中在物理性能上。

比如上个世纪 1961 年开始的阿波罗计划，那个时候集成电路刚刚发明两三年，也还没发明磁盘，用的都是电磁线圈存储数据，整台计算机室重达几百公斤的大怪物，把它装进飞船对当时的科学家和工程师是极大的挑战。虽然那时的集成电路里面才一两个晶体管而已，但个头很大。即使为了减轻重量（最后只有 32 公斤），这个导航计算机还是用了 30000 个零件，花了 2000 人年的手工装配起来。

导航计算机设计极其紧凑和模块化

当年阿波罗制导计算机的运行速度为 0.43MHz，算力还不如现在一个袖珍计算器；随机存取存储器（RAM），阿波罗 11 号的导航计算机只有 2~4KB 内存；存储空间，阿波罗计算机仅有 72KB……这样的条件下，阿波罗计算机在机器代码级进行了精心编程，一样把火箭送上了天。

据知乎作者@和尚洗头用飘柔 称，当时的计算机核心没有单片处理器，而是一个布满简单芯片的板子,其处理频率表面上看只有可怜的 80000 次 / 秒。而在没有磁盘的年代，存储基本信息要靠编织女工们手工编的线缆矩阵——“磁芯”用于表示 0 与 1。

航天工业促进半导体工业
即便如此，当年阿波罗的制导计算机那也是最牛配置，体积小，功耗低，计算力强，这样的性能，只能用美国研究实验室刚搞出来的新物件：集成电路和芯片才能搞定。据说当年(1963-1969 年间)，阿波罗计划 75 台设备消耗了全世界所有集成电路的一半。登月工程也从另一个方面极大促进了半导体业的发展，今天全世界人们的电子化生活，都和这个项目有很大关系。

后来 70 年代，为什么不用已经很成熟的英特尔或者摩托罗拉处理器？因为消费级电子和航天级的可靠性差了不是一点点，没有任何一种消费类电子产品能够经受起航天器发射、载入时的震颤与冲击，在外层空间还要经受严重的太空辐射，这些航天级部件必须经过专门设计和加工，就算是马斯克的 SpaceX 也不可能直接贴个英特尔的处理器就想飞。

现在的航天工业则进入了可编程逻辑门阵列(FPGA)集成电路时代，这也是为什么 4 月初美国出台新规中，收紧民用 FPGA 出口渠道的原因。美国对中国的军民一体化的国家发展战略十分敏感，这个这略的目的是推动技术发展的同时也把中国的军力提升起来。美国认为，无法判断 FPGA 卖给中国后，会不会用于民用外的其他目的，比如军事、航天。

这次由于火箭是在三级分离时爆炸，因此相对于芯片，材料、燃料和 YF-75 发动机导致爆炸的原因更大。如果有一个发动机二次点火没点着，就会导致提前关机，出现视频中的姿态失稳现象；燃料方面，中国也正在升级换代，由煤油向液氢转换，上个月的长征七号改就是一个例子。航天是一个系统工程，除了核心人员，谁都不能确定到底火箭是为什么发射失败的，况且在 2019 年中美贸易战发生之前，这颗火箭早就造好了，当时也不存在禁运问题。

关于长征三号乙
长征三号乙运载火箭（中文名称：长征三号乙火箭）也叫 CZ-3B 和 LM-3B,为中国自主研发的轨道运载火箭，于 1996 年在四川西昌卫星发射中心 2、3 号发射平台首次发射。长征三号乙火箭是长征三号火箭家族中继最重级长征五号系列的第二个重量级大型三级液体捆绑火箭，主要用于发射地球同步转移轨道通信卫星。

为提高火箭的 GTO 运载能力参数并提升更重的轨道通信卫星，2007 年，长征推出了长征三号乙（E 或 G2）加强版。2008 年首次发射成功的长征三号乙火箭成为长征三号丙运载火箭的基础。

截止至 2020 年 3 月，长征三号乙火箭及其改进版已完成了了 63 次成功发射，以及一次完全失败，两次部分失败，发射成功率达 95.5%。长征三号的研制始于 1986 年，用以满足国际 GEO 通讯卫星市场需求。1996 年 2 月 14 日凌晨，载有国际通讯卫星 708 的长征三号乙火箭首次升空，在升空 2 秒时由于惯性基准故障飞行姿态出现异常，火箭触地爆炸并摧毁了附近的一个城镇。据统计，约有 60 多人在此次事故中伤亡。报告工作人员后来排除了大量死伤人员，因为坠机地点在此之前有证据显示曾安排人员撤离。

1997-2008 年内，长征三号乙火箭及其加强版执行了 10 次成功发射。

1997 年，由于长三乙喷射精准差，亚太 2 号通讯卫星被迫用机载推进器才得以进入正确的轨道。2009 年，由于长三乙三级发动机推力偏低，火箭部分发射失败，致使帕拉帕 -D 卫星入轨远地点低于预定值，虽然如此，卫星成功进行近地点变轨后，仍然运行正常。

自 2017 年 6 月 19 日至 2020 年 1 月，长三乙及其改型共连续成功发射 26 次，至今仍在积极投入使用。

2013 年 12 月，长征 3 乙运载火箭成功将中国第一个月球着陆器兼巡视探测器，嫦娥 3 号，运至月球转移轨道。

纵观近几年，欧美俄等几个航天大国或地区，也频频出现发射失利的情况。欧洲的阿里亚娜火箭发射 107 次，成功率 93%。美国的德尔塔运载火箭发射 251 次，成功率为 94.4%。自 1975 年首次发射至 2016 年，俄罗斯联盟系列火箭已经发射了 800 来次，成功率高达 97%。

截止 2016 年，中国长征系列运载火箭共有 235 次发射，平均每年十余次，其中完全失败 3 次，部分失败 1 次，成功率高达 98%，在世界范围内属于领先水平。

2018 年，中国发射了 39 枚火箭稳居第一，美国 29 次列第二，俄罗斯 20 次第三。

2019 年，中国发射了 34 枚火箭仍居第一，不过出现了 2 次失败，美国 27 枚 0 失败排在第二，俄罗斯 25 枚 0 失败排第三。

本次长征七号、长征三号乙火箭任务的接连发射失利，虽然不像外媒鼓吹的“都是因为没用美国芯片”，但也给我国的航天人提了个醒：有了失败，应该振作精神，分析原因，采取切实可行的措施，继续再战，相信我国在未来探索发展的道路上不断突破，取得更大的进步。