2020年9月27日星期日,欢迎收看第173期睡前消息。请静静介绍新闻。
9月21日,据路透社报道,瑞典空间研究中心(SSC)宣布,在合同到期后,它的澳大利亚航天测控站,将不再为中国的航天项目提供服务支持。
中国为什么需要在海外设立航天测控站呢?
测控站,顾名思义,主要功能就是测量和控制。测量,就是观测、计算出航天器的姿态和轨道;控制,就是与航天器之间保持通讯联络,能够随时给航天器发出操作指令,也能随时接收到航天器发回来的数据。
理想情况下,应该让航天器始终保持在测控覆盖范围内。但中国国土只占地球陆地表面积的6.44%。20世纪,国内的测控站,只能覆盖不到8%的天区,极大制约了中国航天事业的发展。当时中国的航天发射基地都在内陆深处,一部分原因,就是为了让火箭升空时,能被国内测控站覆盖到。这也增加了火箭抛落物造成人员伤亡及经济损失的风险,是当时的无奈之举,是帝国主义封锁的结果。
本来当时我们的火箭推力就有限,发射场纬度也高,已经给航天工程提出了很多限制条件。这再加上测控范围小,让很多对欧美来说不算太难的航天任务,到中国最后只能变成同时满足这些限制条件的特殊任务,要靠我们的科研人员凭人力、算法去勉强实现。
60年代,苏联和美国相继完成了载人航天任务,这在当时的冷战环境下,预示着外层空间军事化上升到了新高度。于是我国也紧急启动了载人航天计划,当时叫千钧棒1号和2号,分别是载人侦察飞船和载人歼击飞船,后来才改名叫曙光。
载人航天工程的前置技术条件,是返回式卫星,我们直到1975年底才实现。这里面有很大一部分因素,是我们当时技术条件差,物资供应紧张,很多零部件、子系统没经过充分测试,设计上安全冗余不足,结果1973年首次发射失败。但测控站太少,让卫星轨道过于困难,也是导致进度拖延到1975年的主要原因。
http://www.huaxia.com/zt/tbgz/05-081/515103.html
我们第一颗返回式卫星,最后选择的轨道倾角是63度,逼近临界倾角。临界倾角会导致方程解算时出现分母为0的情况,正常情况下应该规避。但当时我们的发射场、火箭和测控站条件,只能让返回式卫星选择这个轨道,而且国内还没有大型计算机来配套计算,只能靠老一辈航天人,熬心血研究配套的数学工具,开发新算法来解决问题。
一个返回式卫星已经搞得这么艰难,所以不难理解为什么最后载人航天要等到21世纪才实现。只能说,过去很多项目,都被看不见的门槛拦住了,测控站就是其中一道很高的门槛。
http://www.360doc.com/content/17/0424/20/15447134_648335856.shtml
70年代我们为了实现载人航天,只能发展海基测控平台,也就是远望号系列测量船,远望一号现在还停在黄浦江上。但远洋测量船毕竟不是核动力航母舰队,自持能力有限。动用这样的海基测量平台不仅贵,每次出海到预定测量位置能停留的时间也有限,一旦项目进度出了偏差,或者遇上天气环境等意外情况,测量船就白跑一趟。想要下一次发射,还得等测量船回来补给一遍,所有人都很尴尬。
而且远洋船还需要武装保卫。1980年,国内首次试射洲际弹道导弹,远望1号出海测控,全国抽出了最精锐的远洋军事力量来保护这艘船。在这种多重困难条件下发展的航天事业,注定只能是一套带有军事化色彩的举国动员体系。
相比之下,掌握世界市场的帝国主义,就像是爽文小说里的开挂主角,可以闭眼睛在世界地图上随便选点,建测控站。美国还在玩V2火箭的时候,就在大西洋岛链上建了一连串测控站,所以能把航天中心放在卡纳维拉尔角,不用担心火箭任务砸到人。到80年代,美国已经掌握了全球21个大规模地面测控中心,200多个小型测控站,几乎可以保证航天器始终都在测控范围内。
https://new.qq.com/omn/20190822/20190822A0HZ7300.html
http://www.360doc.com/content/17/0424/20/15447134_648335856.shtml
帝国主义原始积累跨越几个世纪,基础设施得天独厚,再加上从全球吸血的金融资本,这才有了今天别人根本无法复制的美国商业航天。看上去是资本家的创业奇迹,背后却是帝国主义用血肉浇灌的畸形市场。
那看上去,澳大利亚这个海外测控站,对我们很重要。路透社发新闻时就评论,说关闭测控站,将会影响中国不断扩大的太空探索和在太平洋地区的遥测能力。但国内媒体转载新闻时,很多评论都认为,这个观测站关闭,对中国影响不大。你觉得呢?
中国这十几年在海外租赁、建设了几个测控站,实现了初步的全球测控组网。现在少了一个站点,有影响是难免的。但短期来看,影响不大。
中国在澳大利亚西部租用的当拉加观测站,是瑞典空间研究中心(SSC)建设的观测基地。瑞典空间研究中心是全球重要的航天基础设施服务商,在全球有很多测控站点,给多国航天提供服务。中国航天部门就是SSC的长期客户。
澳大利亚当加拉卫星测控站位置
SSC全球测控网络和站点分布
前些年我国租用当拉加测控站,是为了确保2013年天宫一号与神舟八号对接任务的顺利实施。航天器对接,就好比放两个风筝在天上穿针引线,精度要求非常高,所以首次任务需要有足够多的地面台站来提供数据支持。但航天工程也注定没法回避国际政治,美国国会2011年就专门出台法案,禁止NASA与中国合作。刚好当加拉测控站中国站点旁边,还有个美国站点。
所以出于安全考虑,国内航天机构在完成2013年对接实验后,就在避免对当加拉测控站的依赖。这个站点几乎没参与这几年国内重要工程,中国还连续两年成为世界航天发射数量最多的国家。所以说关了这个站点,眼下来看,影响不大。
而且当初的租赁合同既然是个商业合同,就要遵循商业规矩,不是政客说关就能关的。所以这次瑞典空间研究中心的声明里,也强调说,停止服务要等合同到期。这个合同当初签了多久,现在外界还看不到,但有消息人士透露,说2009年签合同的时候,合约是"几十年"。这么看,眼下这个"停服公告",更像是运营商炒作。
但从长期来看,未来这个站点真要出问题,还是会带来不少麻烦。世界岛主要集中在北半球,南半球陆地很少,南太平洋显得很"空",所以航天大国建设地面测控网的时候,在南太平洋的选择也不多。
我国一开始本不想碰澳大利亚这个站点,1997年准备建第一个海外航天测控站的时候,首选是太平洋岛国基里巴斯的塔拉瓦岛。结果基里巴斯破坏"一个中国"原则,导致在2003年断交,直到去年9月才恢复建交。为了填补测控缺口,这才在后来不得不选择了澳大利亚的站点。
中国航天原基里巴斯塔拉瓦岛测控站位置
测控站点的建设周期不长,主要是设备搭建。我国在纳米比亚的测控站,只用半年就建好了。未来如果基里巴斯的测控站重启,应该可以解决这个长期隐患。
现在中国海外航天测控网建设得怎么样?
除了澳大利亚当加拉站,以及暂时废弃的基里巴斯站,中国现在还有7个海外测控站,分别在巴基斯坦、纳米比亚、肯尼亚、智利、瑞典和阿根廷。
中国现有海外航天测控、勘探站分布状况
这里面有两个测控站比较特殊,一个是瑞典基律纳北极站,一个是阿根廷内乌肯深空站。
北极站是测控极地轨道卫星的,极地轨道的星下点是南北走向,再加上地球自转,国内接收站平均每天只能接收5轨,中间有很多时间都在盲区。2016年建成北极接收站后,能直接在接近极地的位置收信息,而极地轨道必然会飞过极地,所以北极站平均每天就能接收到12轨的信息,翻了一番还多。这个站点建得很划算。
2016年中国遥感卫星北极接收站在瑞典基律纳交付使用
阿根廷深空站,是给将来中国的深空工程做准备的。中国在内乌肯建设了35米直径的天线,计划投资3亿美元。这个深空站,将和国内的佳木斯、喀什站,组成深空探测铁三角。未来的探月工程、火星任务,阿根廷深空站都会发挥关键作用。
中国航天阿根廷内乌肯深空站近期远景
既然国际环境上有很多困难和风险,那我国未来有什么其它手段来保险吗?
人类目前的航天测控体系,可以大体分为陆基、海基、天基三类。陆基目前跟帝国主义没法比,海基成本又太高、容错率低,所以天基测控成了这几年中国重点突破的方向。
测控网的核心功能之一,就是确保稳定的数据链,而这一点完全可以用通讯星座来实现。2008到2016年,中国陆续发射了四颗天链一号地球同步轨道数据中继卫星,用卫星总设计师的话说,实现了对于全球200公里以上,2000公里以下空间百分百的全轨道覆盖。第二代数据中继卫星"天链二号01星",也已经在2019年3月成功发射。我们现在完全不用再担心收不到卫星的消息。
天链一号数据中继卫星网络示意图
测量方面,现在中国已经完成了北斗星座的组网,依靠导航星座提供的坐标数据,航天器也可以随时计算自己的轨道参数,通过中继卫星传送给地面站。
不过,用天基测控实现全覆盖,看上去可以解决大部分问题,这却是没办法的办法。一个成熟的测控体系,肯定是地、海、天多层组网,互相补充的。而且地基有很多优势,海基、天基都没法比。
睡前消息第113期,我介绍过天基导航原理,说天基的精度,最后还是要靠地面精度来支撑。地面站可以反复精确测绘出大地坐标,而且是个固定不变的坐标点,配备有最好的原子钟。所以从时空精度来说,最精确的测控就是地基,其次是海基。就算建成天基测控网,最后还是要靠地面测控网不断修正卫星轨道参数、校准时钟,这才能得到保证。
而且地基还可以建设大型设备,天线直径可以大到几十几百米,可以专门配备电力设施,实现深空大功率通讯。海基要受船体限制,天基更要受到火箭载荷、频段资源的限制,功率只会一个比一个小。随着深空探测项目越来越多,大型地面测控中心网络,还是个绕不过去的坎。
另外,在具体发射技术上,天基也有盲区。火箭发射想要用天基来测控,就要专门安装一个大功率天线,这看起来不太现实,只能用火箭上的卫星天线来通讯。但在整流罩抛落之前,卫星天线也没法用,所以火箭在升空段,还是要靠地基和海基测控,否则没法定轨。
https://iask.sina.com.cn/b/4HTC7rTeYt.html
说了这么多地基优势,有点长他人威风。但人类文明不会永远困在一颗星球上。随着人类走向深空,帝国主义积累的历史优势,也会被迅速折旧。我希望有生之年,能看到月面上、地月拉格朗日点上,都建起永久台站;看到太阳系导航星座,向整个奥尔特云提供定位支持;看到小行星带被建设成新的高边疆;看到水星工厂用电磁轨道组网戴森云。
高歌激宇宙,凡百慎失坠。
最近,湖南省怀化市的民办高中海天中学,有很多学生收到了学校的清退通知。校方解释说,这是教育局严抓招生指标,要求按政策落实中考生在普通高中和职校上的1:1分流。所以全市的民办高中,所招低于普高最低分数线的考生,都要清退。
事后,教育局回应说,这些民办高中是违规招生。据当地一位民办中学负责人介绍,粗略统计,整个怀化市21所民办高中,可能有上千名低于普高分数线的考生要被清退。
为什么初中毕业生上普高和职校,还要按1:1分流呢?
这个1:1分流的比例,源自1983年以来的中考招生政策。政策强调,要保持高中阶段普通教育和职业教育的招生规模"大体相当"。
在这个政策的头十几年,家长普遍还是愿意让孩子去读中专职校的,因为当时学校包分配,毕业就有稳定的工作去向。而且当时国家还没有普及义务教育,能上中专学校都已经是很不错的上升通道。所以职校和普高毕业生,都有光明的未来。
但随着国家改革,到90年代,大学和中专毕业生逐渐不再包分配,而且大学还在不断扩招,去职校不再是个好出路。所以职校生比例不断下滑,到2001年,中职招生的占比就已经下降到41.7%。
为了维持职业教育体系,有关部门不断发文,严格要求扩大中职招生规模,把比例重新调回1:1。时任教育部长周济就提过要求,要把职校扩招计划分摊到各省,要和年度考核结合起来,连续两年比例不达标,就要撤掉教育强县称号。
在教育部强力推动下,2006到2009年,职校招生比例再次上升,甚至在2009年达到860万,超过普高的830万。
但这种强制措施根本无法持续。很多当年被政策送进职校的毕业生,出来还是找工作困难,这以后的考生家长,宁可让孩子早点去打工,也不要浪费时间读职校。结果从2010年开始,职校招生再次下滑,到2018年只剩559万,比2010年减少了35%。
为了改变这一趋势,2017年,教育部、发改委、财政部和人力与社会资源保障部等多部门,联合发布了《高中阶段教育普及攻坚计划》,要求提高职校招生比例。2019年,国务院还引发了《国家职业教育改革方案》,还是在强调要"保持职普比例大体相当"。
现在怀化搞清退分流,就是在执行这个方案。
那为什么职校对普高的招生比例一直下降,以至于强力维持都困难?
绝大部分家庭让孩子读书,都是为了孩子以后的工作发展,这是个现实的问题。过去职校包分配,读了就比不读强,所以很多家庭愿意送孩子去。但现在本科扩招了这么多年,连不少电话客服的招聘,都讲究本科优先,职校在就业市场上遭受的歧视很严重。所以摆在很多家长面前的选择只剩两种,要么让孩子混出个大学文凭,要么赶紧出去打工。职校夹在中间,成了最尴尬的选择。
国外有不少成功的职业教育制度,但具体来看,都是产学研高度结合的教育体系,是几十年市场、技术积累的结果。比如日本、德国,职校与企业都有长期的合作,职校生去企业实习有工资,毕业了也有稳定的就业市场。
这些国家出台鼓励文件,能够有效指导市场,首先是因为这些国家实现了部分产业的市场垄断,有一批技术企业能够稳定拿到较高的市场附加值,也愿意花钱维持稳定的技术岗位。这种条件下,很多企业愿意在合作的职校中,尽早选择长期培养对象,进一步强化企业的技术优势,毕竟很多高级技术工种的职业经验,都是靠几十年时间堆积出来的。反过来对这些国家的职校生来说,走职校道路,有充足的上升空间,有希望得到体面的身份和不错的薪水,就业上也没有歧视,能够以职校为起点来规划人生。
但对后发国家来说,这是无法照搬的经验。后发国家既不能一上来就保证技术产业的高附加值,也不能保证技术企业会稳定经营。市场利润薄、企业不稳定,最后就很难形成有效的产学研结合,大部分职校就只能是划水坑钱的差学校。政府光靠文件,也起不到什么作用。
举例来说,日本机床工业蓬勃发展,是日本汽车畅销全球的产业基础。日本很多机床企业的核心技术人员,都是在这个行业钻研几十年的老人,一辈子都在钻研工序细节,很多总结出来的行业经验,可能要等五年、十年才能用上一次。这没有稳定的产业生态,是不会有这样稳定的就业岗位的。现在领先世界的机床企业,职工结构都是以研发为主体。像德国的ModuleWorks,向全球提供机床加工的内核技术,公司里的两百多职工,75%都是研发工程师。
中国计划经济时代,机床行业有"十八罗汉",十八家机床厂分管不同类别的机床生产,支撑起了共和国第一代机床体系。但市场化到现在,除了能够稳定吃到国家大型设备订单的济南第二机床厂,剩下的十七家要么破产,要么被并购。沈机自己玩市场泡沫不说,还顺便把昆机也给拖下水。结果就是我国机床体系和国际前沿的差距,在这十几年反而被拉大了,体系建设上还不如计划时代。这些机床企业研发不足,技术工人水平差,显然不能怪职校,不能怪别人不愿意读职校。难道现在用文件强制中考成绩不达标的学生去学技术,就能挽救这些产业吗?
既然是产学研结合,首先要治的是产业病。既然有些技术岗位需要人用一辈子耗在上面刷经验,就不该用市场来制造就业波动。发达国家站稳了技术优势,企业经营就有了稳定预期,职工也有了稳定就业,不怕市场竞争;但追赶国家光凭市场,哪来的稳定企业和稳定岗位,有几个技术工人愿意用一辈子去赌?最后只能靠政策来制造稳定预期,要靠政府牵线完成产学研结合,实现市场、企业和职校的配套。
当然,现状也是中国所处发展阶段的结果。在经济高增长阶段,产业结构变动速度快,就业需求变化也快,社会需要更多容易跨行业就业的通用型劳动力。但现在既然中低端产业饱和,
经济发展换挡,需要发展中高端产业,很多领域就需要长期计划和长期投资,靠高速发展阶段的管理经验肯定是不够的。
这几年政府强调职业教育体系建设,本意就是要给技术岗位提供稳定的人力资源,推动各产业向更高水平发展。结果落实到地方,变成了指标化分流,这和闭上眼睛假装天黑差不多。
连教育部门自己都在经费上用脚投票。从1996年到2003年,职校经费占全国教育经费的比例,从13.18%下降到7.64%,几乎腰斩,职校教育水平不断下滑,不仅学生不愿意去,老师也不愿意去。
http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/s5987/201904/t20190430_380155.html
按照2018年全国教育经费统计,高中阶段教育经费7184亿,其中中等职业教育2463亿,占34.3%;高等教育经费12013亿,其中普通高职高专2150亿,占17.9%。而且职业教育内部,学校和学校的经费差距极大。说明主管部门自己都觉得大部分职校是垃圾。
现在连那些职业教育发达的国家,职校生比例都在下降。职校最强的德国,中职生比例都下降到38%。片面维持个1:1的比例,也没什么意思。
好,第173期睡前消息到此结束,我们周二再见!