難於上青天：做壹發成功的火箭到底有多難
12月27日，20時45分，長征五號遙三運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空。發射飛行試驗取得圓滿成功，這是胖五的第三次發射。兩天前，25日，由北京星途探索公司自主研發的“探索壹號·中國科技城之星”商業亞軌道運載火箭在酒泉衛星發射中心成功首飛，為中國商業航天的發展寫下了濃墨重彩的壹筆。
從20世紀初火箭誕生開始，近百年過去，全球範圍內能獨立自主發射火箭的國家也僅有美、俄、中、法、英等寥寥數國，發射火箭到底難在哪裏，本文暫不討論備案、審批、許可等管理流程，僅從火箭技術方面略談壹二。
作為壹種運載工具，無論是哪壹種火箭，除其有效負重之外，至少由三個部分組成，即火箭箭體、推進系統和控制系統。部分火箭還帶有自毀、遙測等多種功能。
壹個合格的火箭外殼，必須具備強度高、耐高低溫、密度低、易加工等基礎性能且互相補充、缺壹不可，強度如果不夠，那在飛行過程中就無法承受巨大的加速度，進而發生變形甚至破壞；
耐溫性能不好，則無法承受高速飛行與空氣摩擦產生的氣動熱，造成火箭內部溫度迅速升高、惡化；密度如果較大，則火箭的有效載重量會下降；即便滿足了前三個條件，如果加工難度很大，同樣不是好的選擇。
高精尖的合金材料和復合材料保證了火箭的結構性能，而如何獲得並加工這些材料就成了難倒許多國家的第壹道關卡。各國的火箭結構材料，其配方及工藝是嚴格保密的，即便用現成的材料去逆向研發，也必須經過成百上千次的試驗和分析，才有可能摸索出正確的元素種類和配比。
然而這只是萬裏長征的第壹步，溫度、濕度、時間、調節速率等大量的工藝參數如何控制，某壹項參數是否會引發其他參數的聯動變化，變化的後果又是什麽樣的？所有的這些過程量及其數不勝數的排列組合必須壹壹經歷，才能保證結構件原料產品的質量可控。
假設跨過了前兩個大坎，下壹個挑戰是如何把這些高強度、耐高溫的原料加工成最終所需的形狀，且加工後的部件如何保證強度壹致，薄厚均勻，密封良好，需知即便是輕微的薄弱環節，在升空後火箭高頻的振動中都有可能發生力學疲勞，從而導致結構受損甚至火箭解體，2010年印度GSLV-F06運載火箭發射升空2分鐘後解體爆炸事故就是由於推進器的連接器斷裂引發的。
而將目光轉移到火箭的發動機上，作為火箭的心臟，火箭發動機的結構材料對性能的要求比殼體材料有過之無不及。同時，發動機推進劑也是最大的難點之壹，和殼體原材料的生產類似，無論是固體還是液體發動機，如何大量、穩定、安全的獲得高性能燃料本身就需數十年的功力積累。
不同代際的推進劑，其燃燒效率、能量密度可謂雲泥之別，就連我國也是在近年才掌握了液氫/液氧推進劑技術。除此之外，作為壹個復雜的動力系統，發動機還需解決高壓穩定、高效冷卻、穩定燃燒等難題。
值得壹提的是，在探索壹號成功首飛的同壹天，北京星際榮耀空間科技有限公司首次完成了“焦點壹號”可重復使用液氧甲烷發動機的500秒全系統長程試車，發動機工作正常、參數平穩，意味著我國的民營航天在發動機方面已完成關鍵技術的積累和突破，距離產品化交付又近了壹大步。
在解決材料和動力問題的同時，還要考慮如何讓火箭飛的更穩。火箭在起飛前會預設飛行軌跡，在起飛後，則需要隨時調整姿態以對路線進行修正，以保證火箭按照預軌跡完成運載任務。火箭依靠陀螺儀、加速度計和GPS等方式實時掌握自己的姿態和位置，並把數據同步交由控制系統去計算偏差和修正量，最後控制燃氣舵、噴管做出反應動作，完成壹個控制循環。
在這個過程中，火箭能否及時感受到變化、能否及時做出反應、反應是否有效，與軟硬件的水平息息相關，在高達數公裏每秒的高速下，反應稍慢或動作稍不到位，火箭就可能離預設方案偏差十萬八千裏，嚴重時甚至導致姿態失控導致墜毀。
此外，火箭作為高度精細化、集成化的造物，如何把各個部分完美的結合在壹起，協調有序，互相冗余，本身就是壹門科學。在國家對航天工業和人才的長期培養下，我國的商業航天公司壹同踏上了中國航天發展的快車。
嚴格來說，造火箭是壹項不容許出現短板的工作，需要在高度科學的管理下，由大量的成熟科研人才、技能人才，將近萬個成功的產品或技術，經過無數次仿真、計算、試驗和失敗的積累，方能打造成功，由此也更加凸顯商業火箭技術突破的難能可貴。