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苏联暴风雪号!才是真正人工智能无人驾驶的先驱

说起航天飞机,大家第一反应大概率是美国的哥伦比亚号、挑战者号,很少有人知道,冷战时期的苏联,也曾造出一款能和美国掰手腕的

说起航天飞机,大家第一反应大概率是美国的哥伦比亚号、挑战者号,很少有人知道,冷战时期的苏联,也曾造出一款能和美国掰手腕的航天飞机——暴风雪号。它就像一颗划过太空的流星,只飞了一次就消失在历史里,但你绝对想不到,这架上世纪80年代的“老古董”,竟然是人工智能无人驾驶的先驱,比我们印象里的AI应用早了几十年。今天就用大白话,跟大家聊聊暴风雪号的故事,顺便说说它和美国航天飞机到底谁更厉害,再补充个关键点:当时苏联的电脑科技,跟美国、欧洲比到底差多少,能支撑起这么牛的无人驾驶航天飞机吗?

首先得说说,苏联为啥要造暴风雪号。说白了,就是跟美国较劲。上世纪70年代,美国搞出了航天飞机计划,既能往太空运卫星、运物资,还能载人,苏联一看就慌了——这玩意儿不光是航天工具,藏着军事潜力啊,万一美国用它来搞破坏、抓苏联的卫星,那麻烦就大了。

于是在1976年,苏联拍板,也要搞自己的航天飞机,这就是暴风雪号项目。可能有人不知道,暴风雪号不是单打独斗,它搭配着能源号重型火箭一起用,还有专门的安-225运输机(就是现在世界上最大的那个飞机),专门负责把它运到发射场,整个项目花了老鼻子钱,差不多相当于现在的几千亿美元,可见苏联当时是下了血本的。

这里先插一句,跟美国航天飞机比,暴风雪号从一开始的思路就不一样。美国航天飞机是“一机多用”,自己带主发动机,既能上天又能调整轨道,还得载人;而苏联是“分工明确”,暴风雪号本身不带主发动机,全靠能源号火箭把它推上天,它只负责在太空执行任务和返回地球,而且优先搞无人驾驶,载人只是后续计划。这种思路各有好坏,美国的更灵活,但风险高、成本也高;苏联的更稳妥,尤其是无人驾驶,能避免人员伤亡。

从1976年到1988年,苏联花了12年时间,才把暴风雪号造好、试好。这12年里,工程师们可没少犯难,最大的三个难题就是:怎么扛住返回地球时的高温、怎么精准着陆、怎么实现全程无人驾驶。而这第三个难题,最考验的就是当时的电脑科技——毕竟无人驾驶,全靠电脑“当家作主”,那时候苏联的电脑水平,放在世界上到底处于什么位置呢?

咱们先理清一个误区:很多人觉得,上世纪80年代苏联电脑特别落后,连个人电脑都没有,其实不是这样的,但它的落后和领先,都很有特点。先说说美国,80年代的美国,电脑已经开始走向民用化、普及化了,IBM的个人电脑已经批量生产,微软也开始搞操作系统,不光是民用,军事和航天领域的电脑技术更是遥遥领先,小型化、高性能是特点,而且形成了完整的产业链,硬件、软件一起发展,比如美国航天飞机上的机载电脑,虽然性能不如现在的手机,但胜在稳定、小型化,能适配航天飞行的复杂环境,还能和宇航员的手动操作无缝配合。

再看欧洲,当时的欧洲电脑技术,走的是“中庸路线”,比不上美国的领先,也比苏联的不均衡要强。欧洲没有像美国IBM、微软那样的巨头,也没有苏联那样“举全国之力搞军工电脑”的劲头,主要是各国联合研发,比如法国、德国牵头,搞一些适配民用和轻度军工的电脑,性能中等,稳定性不错,主要用于工业控制、普通科研,在航天领域的应用,也大多是辅助性的,没有像苏联、美国那样,敢把电脑当成航天飞机的“唯一指挥官”,而且欧洲当时的电脑产业链不够完整,很多核心部件还得依赖美国进口,整体水平介于美苏之间,走的是实用化路线,不追求极致的军工突破。

重点说说苏联,它的电脑科技,完全是“偏科生”——军工领域的电脑,能跟美国掰手腕,甚至在部分领域领先;但民用领域的电脑,却落后美国、欧洲一大截。苏联当时实行计划经济,所有科技资源都优先倾斜军工和航天,民用电脑没人重视,直到80年代中期,才开始在中学开设信息学课程,计划普及电脑,但受物资匮乏影响,大多数学生只能在纸上写程序,连实际操作电脑的机会都没有,更别说像美国那样普及个人电脑了,而且苏联没有民用电脑产业链,普通百姓根本接触不到电脑,“俄罗斯方块”这个苏联发明的游戏,反而在西方的电脑上风靡,想想也挺讽刺的。

但在军工和航天领域,苏联的电脑技术可不弱。早在1984年,苏联就造出了M-13超级计算机,一举拿下当年的全球超级计算机冠军,直到现在还在俄罗斯的远程预警雷达站服役;而且苏联是全球第二个能独立研发、生产计算机的国家,60年代就有了带操作系统的大型计算机,70年代的半导体工业能和美国分庭抗礼,暴风雪号上的机载电脑,就是苏联集全国之力研发的“军工精品”,虽然体积大(跟冰箱差不多)、能耗高,运算速度比不上美国同期的航天机载电脑,但胜在稳定、抗干扰能力强,能在太空的极端环境(高温、辐射、黑障区)下正常工作,而且专门针对无人驾驶做了优化,能自主处理飞行中的突发情况,这也是它能实现全程无人驾驶的核心原因——苏联把仅有的优质电脑资源,全部用在了暴风雪号这样的关键项目上,相当于“集中力量办大事”,用不那么先进的硬件,靠优化的算法和稳定的系统,实现了超越同期的功能,这也更能体现暴风雪号无人驾驶技术的厉害之处。

再回到暴风雪号的研制难题,先说说隔热和着陆,这俩难题,苏联和美国的解决办法也不一样。美国航天飞机用的是可重复使用的隔热瓦,虽然轻便,但特别脆弱,后来哥伦比亚号出事,就是因为隔热瓦被撞坏了,返回时解体了;而暴风雪号用的是铝制机体加碳基隔热层,虽然重点,但更结实,不容易坏。着陆方面,美国航天飞机需要宇航员手动操控着陆,对宇航员的技术要求极高,稍微失误就可能出事故;而暴风雪号不一样,它从一开始就练无人驾驶着陆,工程师们做了无数次模拟试验,还造了缩小版的样机反复试飞,甚至用客机模拟着陆场景,再加上专门优化的机载电脑,到最后,暴风雪号的无人驾驶着陆精度,比美国宇航员手动着陆还高。

最关键的,还是无人驾驶技术——这也是暴风雪号最牛的地方,更是它能称得上“人工智能先驱”的原因。可能有人会说,不就是自动飞行吗,算什么人工智能?但大家要知道,那是上世纪80年代,不管是苏联、美国还是欧洲,电脑技术都还处于初级阶段,人工智能更是没什么人听说过,能让一架几十吨重的航天飞机,从发射、入轨,到绕地球飞行、返回着陆,全程不用人管,全靠自己的“大脑”(机载计算机)做决定,这在当时绝对是天方夜谭。

举个具体的例子,1988年11月15日,暴风雪号第一次也是唯一一次上天,全程207分钟,绕地球2圈,没有一个宇航员在上面。从点火发射开始,它就自己判断飞行状态,什么时候和火箭分离、什么时候调整轨道、什么时候开始返回,全是自主决策。尤其是返回的时候,它要穿过20分钟的“黑障区”——这时候地面和它完全失去联系,它只能靠自己的传感器,感知风速、温度和飞行姿态,自主调整方向;着陆时,遇到了每秒18米的侧风(差不多是8级大风),它也能自己调整姿态,最后平稳着陆,着陆点只偏离跑道中心线1.5米,比美国航天飞机手动着陆精准多了。要知道,当时苏联的机载电脑运算速度,还比不上美国航天飞机的,但就是靠精准的算法和稳定的系统,完成了这场完美的无人驾驶飞行。

反观当时的美国航天飞机,虽然也有一些自动控制功能,但核心操作必须靠宇航员,全程离不开人的干预,直到2006年,美国才在发现号航天飞机上加装了自主降落功能,比暴风雪号晚了整整18年。也就是说,在无人驾驶航天领域,苏联当时是领先美国的,哪怕它的整体电脑技术,尤其是民用领域,比美国落后不少。

可能有人会问,这种无人驾驶,到底跟现在的人工智能有什么关系?其实,现在人工智能的核心逻辑——“感知-决策-执行”,暴风雪号的机载计算机早就实现了。它的传感器就是“眼睛和耳朵”,能实时捕捉飞行数据和环境变化;机载计算机就是“大脑”,能根据这些数据,自主判断该做什么、怎么做,比如遇到大风怎么调整姿态,轨道偏了怎么修正;而它的发动机和控制系统,就是“手脚”,能精准执行“大脑”的指令。这种全程自主决策、自主适应环境的能力,就是最早期的人工智能应用,而且是在航天这种高风险、高复杂的场景下应用,比当时任何人工智能相关的试验都更有实际意义,哪怕当时的电脑,不管是苏联、美国还是欧洲的,都还没有现在的AI芯片,更没有深度学习算法。

可惜的是,暴风雪号的传奇,只持续了这一次飞行。1991年,苏联解体了,俄罗斯接手后,根本没钱继续搞这个项目——毕竟暴风雪号太烧钱了,苏联已经被它拖得不堪重负。1993年,俄罗斯正式叫停了暴风雪号计划,当时已经造得差不多的第二架暴风雪号,也只能烂在厂房里,而完成过一次飞行的那架,在2002年因为厂房屋顶坍塌,被砸毁了,彻底成了遗憾。而苏联的电脑科技,也随着苏联的解体走向衰落,大量顶尖的电脑人才流失到美国,曾经能和美国抗衡的军工电脑技术,也慢慢被拉开差距。

最后再总结一下,暴风雪号和美国航天飞机,其实是冷战时期美苏太空争霸的两个缩影。美国航天飞机载人飞行次数多、名气大,但风险高、成本高,而且依赖宇航员操控;暴风雪号虽然只飞了一次,但它的无人驾驶技术、分工明确的设计思路,都很有亮点,尤其是它的无人驾驶,在当时苏联整体电脑技术不如美国的情况下,靠“集中力量办大事”的模式实现了突破,不仅领先当时的美国,更奠定了后世人工智能在航天领域的应用基础。

而当时的电脑科技格局,也很有意思:美国是“全面领先”,民用、军工齐头并进,形成了完整的产业链;欧洲是“中庸实用”,不追求极致突破,主打民用和轻度军工,依赖部分核心进口;苏联是“偏科严重”,军工电脑顶尖,民用电脑落后,把所有资源都倾斜给了关键领域,暴风雪号的成功,就是这种偏科模式下的一个奇迹。

现在,很少有人再提起暴风雪号,也很少有人记得,上世纪80年代的苏联,曾在电脑和航天领域创造过这样的传奇。它用一次完美的无人驾驶飞行,证明了人工智能的潜力,也告诉我们,即使在科技不发达的年代,人类对太空、对未知的探索,从来没有停止过。这架被遗忘的航天飞机,不仅是苏联航天的绝唱,更是人工智能无人驾驶的真正先驱。