为什么说“航天是艰难的！”

美西时间2021年9月2日晚间，美国商业航天企业-萤火虫航天（Firefly Aerospace）在美国范登堡太空军基地SLC－2平台，发射了该公司第一款也是第一枚运载火箭“阿尔法（Alpha）”，火箭在飞行过程中发生爆炸。

萤火虫航天“阿尔法（Alpha）”火箭在飞行过程中发生爆炸

8月28日，同样是美国商业航天企业的阿斯特拉（Astra）公司的Astra3.3 LV0006火箭，从阿拉斯加太平洋火箭发射场发射后，由于1个发动机故障，在飞行2分半钟后，控制人员主动终止了发射程序，火箭坠入太平洋。

阿斯特拉（Astra）公司的Astra3.3 LV0006火箭起飞时就发生箭体倾斜，在导航系统作用下，火箭进行了侧方移位后艰难升空

8月3日，中国商业航天企业-星际荣耀（iSpace）双曲线一号（Hyperbola-1）第3发运载火箭，从我国酒泉卫星发射中心点火升空，由于整流罩未及时打开，飞行试验未达到预期目标。

星际荣耀（iSpace）双曲线一号#5运载火箭的发动机尾迹

其实，近期发生的航天领域事故还不止这些，还包括但不限于俄罗斯Nauka多功能舱在入轨后，以及与国际空间站对接后发生的事故，幸运的是这一次问题并未造成直接的严重后果；波音公司的星际线飞船的推进系统阀门故障，导致计划推迟等。

2019年SpaceX公司载人龙飞船Demo-1因地面发动机试验导致飞船损毁。从而导致计划中的“自航天飞机退役后的第1次由美国的飞船，在美国的领土上，将美国的宇航员发射入轨”的载人飞行计划推迟时，埃隆.马斯克表示“航天是艰难的”

到底是那些因素造成“航天是艰难的（Space is hard）”呢?

任何大型、高复杂度、特别是处于技术前沿的项目都存在巨大的失败风险。航天作为一项应用了当今最新科技前沿技术，基于复杂环境的大型系统工程项目，使其在成功与失败之间的边际特别小。

从最确切的意义上讲，火箭发射是可控的爆炸。液氧、液氢、液态甲烷和煤油的燃烧几乎不容许有任何误差。将这些能量转化为可用的推力需要精心设计的燃烧室、喷嘴和其他能够承受极端高温和压力的部件。流体力学的不稳定性是如此复杂和难以预测，以至于早期的火箭研制人员只能依靠实验而不是经验模型来完善他们的设计。

火箭发动机在发射过程中会产生强烈的振动，这是火箭和它的有效载荷(包括人类)都必须是能够耐受。航天零部组件到系统必须在地球上进行完全的测试，以确保它们能够承受发射环境。

在地球上组装的过程中，灰尘、流体和其他污染物会沉降到航天器的底部，或聚集在空气流动少的地方。在零重力状态下，这些粒子可以在空间扩散，可能损坏电子元件，甚至导致短路。这就是为什么航天器需要在洁净室中组装。

太空的极端温度环境，需要有强大的热控能力，载荷也可以在控制范围内安全运行。由于热量不能在真空中消散，使得空间系统的热设计比地球上的系统更具挑战性。

在地球大气层的保护层和范艾伦带（Van Allen belt）之外，电子设备(尤其是计算机和微电子系统)对电离辐射的危害非常敏感。在太空中，电离辐射来自高能粒子和宇宙辐射等。

宇宙飞船和火箭与飞机形成鲜明对比，因为操作飞机的步骤顺序可以在人类飞行员的反应时间内完成。相比之下，火箭的级间分离需要精确的电信号同步，这些信号控制着燃料阀、燃料泵和分离组件。这一挑战也延伸到更加复杂的自主操作，如将火星车登陆火星或者进行火箭的回收等。

与地球上的大多数项目不同，太空系统必须保证一次正确运行，因为发射后一般不可能进行维修(哈勃太空望远镜是一个例外，但第一次修复主镜和其他部件的费用就都到1993年的2.93亿美元)。空间系统的可靠性，或在一定条件和一定时间内的可靠性，必须在它到达发射平台之前被量化和落实。

以上并不是详尽的造成航天艰难的因素，飞船和火箭擅长寻找自毁的各种新方法。然而，每一次失败都是一个从错误中学习的机会，并通过吸取教训来推动演进。航天科学家和工程师是站在巨人的肩膀上，成功得益于失败所累积的经验。