周末越来越不喜欢工作了,为了消磨时间喜欢看一些轻松但有营养的东西。最近在Youtube上听了不少有趣的讲座,可以推荐一下。比如这个,是我在油管上很喜欢的一个知识型博主,Smarter Everyday,真名叫Destin Sandlin,来自美国Alabama州。Destin有航天工程硕士学位,并正在攻读博士学位。当年因为一个非常有名的“鸡头稳定性”视频走红,走上了视频博主的道路,现在有1000多万的订阅量,上过核潜艇,采访过总统。Destin的美国南方口音,和那种非常开朗的性格让他的视频亲和力非常强。
这个视频是他在美国宇航员协会上的一次报告。除了介绍他自己之外,Destin也公开谈了一个在美国航天界很多人心知肚明,但又避而不谈的问题:美国的Artemis载人登月计划到底出了什么问题?对航天感兴趣的朋友可以去看看,里面有一些技术讨论。比如我是真的第一次知道,因为燃料、通信、载人飞船设计上的各种问题,在SLS研发受阻 (2026年前没希望) 的情况下,如果改用SpaceX的Heavy Falcon和Starship发射的话。。。需要发射15次才能完成登月。。。因为现在的设计需要途中补充燃料等等 (参考:http://t.cn/A6lGtvfJ 图二、三)。。。这还是在不知道Starship什么时候能成功的前提下。
不过除了这些技术内容,我觉得更有收获的是是Destin在一群航天界业内人士面前指出了NASA官方目前比较掩耳盗铃态度的不可行之处。Destin基本就是把当年Apollo成功背后的故事拿出来做了一些比较,指出了现在的问题。对我,这个没有工程背景的人来说,有两个比较大的收获:
1. 我没有学过任何工业控制的东西,所以Destin用来做比喻的PID Controller (比例-积分-微分控制器) 概念对我是全新的 (图四)。Destin在这里指出的就是对于一个系统来说,如果希望保持稳定,负反馈 (Negative Feedback) 其实是非常重要的。对于一个工程,只有“正反馈” (Positive Feedback) ,只有表扬和称赞,对项目是绝对不好的。。。这点虽然是在影射NASA官方的某些做法,但其实放之四海而皆准。
2. 第二个是Destin挖出来了一份非常有趣的历史文档,是NASA在Apollo登月成功后组织人写的总结文件,就叫“What Makes Apollo a Success”: http://t.cn/A6lGtvfi 只有80页,所以全是高屋建瓴的总结(图五)。这文件里有很多有意思的东西,比如图六里的那段话强调了“开会”的重要性,而且是一定要鼓励参加会的人只要有想法就要发言。这一点对做科学的人有点儿反直觉,但是实际参与了有工程成分的科学项目就会知道,规律的、有明确要求的会议交流是非常重要的。
比如图七里关于如何在项目里逐渐增加系统的复杂性来实现最终能力的实现的讨论。步子不能迈得太小,学不到东西;也不能大到扯到蛋。这个道理看似简单,但其实这个思考方式还是有启发的。
图八展示了测试的重要性。在整个Apollo计划里,在震动测试阶段,有5%的组件有问题;在热测试里,有10%的组件有问题。而且其中1/3是设计失误,2/3是各种人为失误。这里想说的大概就是失误不可避免。这是Apollo计划,是当时全美最聪明的工程师和科学家参加的、失败了会丢全美国的面子而且可能会死人的项目,到最后在测试阶段前,依然有这个比例的错误。所以,1. 不能怕犯错误,错误不可避免;2. 测试真的很重要,一定要有各种测试。
图九里这段话也是Apollo的一个重要设计原则:复杂硬件之间的接口功能要尽量简化。我们现在做望远镜,其实也面临着这个问题,尽管复杂程度远低于航天,但各个子系统之间的接口处理其实非常有挑战,是一个在设计之处就要想清楚的问题。
总之,这个报告和文档我觉得可以推荐给所有想认真参与科学工程,但是没有工程背景的人。至少对我来说,是有很多启发的。
视频的题目是“I Was SCARED To Say This To NASA... (But I said it anyway) - Smarter Every Day 293” ,在油管的SmarterEveryDay频道。链接我就不发了。
