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外媒:中国一个月内两次火箭发射失败,因缺少美国芯片

时间:2020-04-14 作者:EETimes China 阅读:
中国1个月内火箭2度发射失败,有军事专家分析,中国火箭发展依赖美国芯片,可能直接受到美国政府在中美贸易战后强化管制芯片出口的冲击。但美国芯片真的对火箭发射成功率有这么大影响吗?专家认为,在火箭轨道计算计算机和姿态控制系统中,确实需要大量处理器和传感器,但从本次失利看,前两级分离成功,第三级失败,材料、燃料和发动机的原因更大。中国官方媒体央视网报告了火箭升空失败事故……
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新华社在4月9日报道,当日19时46分,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭发射印尼PALAPA-N1卫星,初期一级、二级飞行正常,但三级阶段出现故障,火箭及卫星残骸已坠落,官方全面展开故障调查及相关工作。IQTEETC-电子工程专辑

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据《德国之声》消息,美国海外属地关岛国土安全及民防部门(GHSOCD)当天新闻稿指出,他们正在和马里亚纳斯区域融合中心(MRFC)监控该地区的所有事件,“包括今晚马里亚纳斯上空一个燃烧物体划过天际的视讯,相关影片正广为流传”、“他们和联邦合作伙伴一致认为,该物体很可能与中国计划的卫星发射测试有关”。IQTEETC-电子工程专辑

新华社在3月份报导过中国另一火箭发射失败的新闻:3月16日21时34分,中国在文昌航天发射场组织实施长征七号改中型运载火箭首次飞行任务,火箭飞行出现异常,发射任务失利。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

《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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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4月9日,民众在西昌发射中心附近拍到的长征三号乙爆炸视频截图(图自:Youtube)IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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导航计算机设计极其紧凑和模块化IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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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。IQTEETC-电子工程专辑

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绳子磁芯 Memory 模块打开图IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

火箭发射成功率:欧美俄pk中国

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%。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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。IQTEETC-电子工程专辑

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(截图自维基百科)IQTEETC-电子工程专辑

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!IQTEETC-电子工程专辑

责编:Luffy LiuIQTEETC-电子工程专辑

本文综合自央视网、法新社、新华社、天文在线、德国之声、知乎报道IQTEETC-电子工程专辑

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