共同使命：保时捷工程公司与欧洲航天局展开对话

毛雷尔先生，您是一位满怀热情的科学家，曾于 2021 至 2022 年执行“宇宙之吻”任务期间，在国际空间站上进行了为期半年的科研工作——其中包括舱外活动。如今您正主导科隆LUNA 模拟设施的建设，这是欧洲航天局与德国航空航天中心为未来月球任务建造的模拟设施。您对当前探月进程的节奏是否满意？

毛雷尔：我对我们的 LUNA 月球训练基地极为满意——我甚至可以说，我们凭借此设施拥有全球最先进的配置。就连美国国家航空航天局不久前也曾专程来到科隆我们这里进行测量。他们在此测试了一款计划在月球上使用的新型相机——而我则有幸在模拟的极端环境下对这款相机进行了测试。这确实让我们感到非常自豪。更令人振奋的是，我们即将在此测试新型月球站。您可以把它想象成一个高科技集装箱，我们将在模拟真实环境的条件下连续生活数周。届时，一条连廊将把这个集装箱与LUNA 训练基地连接起来。这也意味着在模拟任务期间，我们将始终处于这些相连的空间内——自然也看不到太阳。月球表面遍布具有强磨蚀性的月尘。由于没有水，也因为没有大气而没有风，月岩几乎保持静止状态。因此，月尘颗粒棱角分明并且具有粘性，质感近似面粉。此外，月坑的深度难以预估，极端低温可达零下 150 摄氏度。在永远不见阳光的月球阴影区——那些深邃的月坑内部，温度甚至可能低至零下 250 摄氏度。低角度的太阳会投下危险的阴影，同样构成挑战。这些正是月球极区等待我们的严酷环境——而那里恰恰是我们的目标所在。

这些描述已十分具体——还有哪些重大挑战亟待攻克？

毛雷尔：当前我们缺少的是我们自己的火箭及其返回舱。核心挑战在于火箭和返回舱都必须通过载人认证。而特殊之处在于，返回舱必须实现安全返回——再入大气层时绝不能烧毁。这是由极高的再入速度与由此产生的剧烈摩擦热造成的。过去我们在此领域高度依赖国际工程技术与合作伙伴。但现在正是欧洲构建自主韧性的关键时刻——这固然适用于多领域，但航天无疑是核心环节。

罗根多夫先生，您出身于交通系统领域——但您的工作早已拓展至从道路交通到浩瀚太空的全域范畴。作为工程服务商，如何驾驭如此广阔的技术疆界——尤其在充满未知数的前瞻性项目中？

罗根多夫：这种广阔的领域范围，正是驱动我们全体工程师前进的动力。例如在我们的跨学科团队中，大量开发人员具备航空航天工程背景。这些专业能力助力我们应对各行业多样化的技术挑战。目前我们正在开发用于卫星的完整能源系统。其中，近地轨道的要求与汽车领域的要求高度契合，例如在温度曲线特征或火箭发射时的振动方面。

毛雷尔先生，欧洲航天局作为一个航天机构，其组织结构与商业公司截然不同。要实现人类在月球生活工作的愿景，哪些思维方式和工作范式至关重要？

毛雷尔：欧洲航天局使用税款运作，这意味着我们必须极其审慎地使用这些资源。但同时也意味着我们会遇到大量的官僚主义并且必须处理延误，这种程度的管理压力是工业界私营企业所未曾面对的。我们内部常言：先进行一项研究——接着再开始第二项，乃至第三项。此举旨在满足法律规范并确保绝对合规。欧洲航天局的核心职能在于制定方向、规划项目并将其外包给工业界。如果工业界本身能够定义目标，并在作为可靠锚定客户的欧洲航天局的支持下，用自己的风险和资本去推进，这无疑将带来更高的速度和灵活性。而在这一点上，我们也需要更多参与者加入。

罗根多夫先生，您对此有何前瞻性见解？

罗根多夫：我们始终抱有超越汽车行业的跨界探索激情。将不同领域的知识融会贯通，并通过工程服务创造价值，这令人振奋。在流程上力求高效——从概念验证，到早期探索物理边界，直至快速逼近量产成熟的解决方案。

当然，创新之路难免经历挫折。作为工程服务商，您如何面对失败？如何在勇敢创新与保障客户流程可靠性间取得平衡？

罗根多夫：这完全取决于开发阶段与客户预期。费利·保时捷 (FERRY PORSCHE) 的哲言在此尤为贴切：“我们从不畏惧失败。恰恰相反，我们预期会遭遇挫折。若从未经历失败，说明未曾真正挑战极限。”这正是我们每日践行的座右铭。尤其在预研发阶段，我作为工程师必须勇于尝试，探索技术可行性的边界。若总是一帆风顺，反而学之甚少。我们需要在这些阶段培育容错文化。当然，量产阶段则截然不同——那时追求的是绝对功能安全、零缺陷与高品质。

毛雷尔先生，载人航天领域的技术可靠性关乎生死存亡。如何平衡“安全至上”原则与冒险精神？

毛雷尔：以往航天机构总会进行海量测试，力求在发射前排除所有故障——这自然极其耗时。而在这个过程中，尤其当出现问题时，我们能学到最多东西。如今，在工业界的影响下，一种新的容错文化已被引入航天领域：“快速失败、经常失败”。这种情况部分发生在大型火箭项目中——火箭爆炸了，员工却在欢呼，因为他们从一开始就没有指望能取得完全的成功。这在欧洲航天局难以想象——但这确实是我们需要迈进的方向。当然，前提是火箭不载人且确保地面安全。一旦我们谈论载人航天，就必须坚持绝对的零故障政策——以及一个可靠的逃逸系统。若火箭出现故障，宇航员将通过逃逸舱与降落伞安全返回地球。而这套逃逸系统的确已经启动过——最终宇航员均安全着陆了。

航天领域能在多大程度上受益于工业界和商业界在低成本制造与高效益开发周期方面取得的成就？太空研究具体能为企业提供哪些价值？

毛雷尔：我非常推崇“技术引入”理念。也就是将工业界的技术能力和创新融入航天项目。汽车行业创新速度惊人，海量技术或已投入使用、或接近量产、或具备技术储备。我梦想能打开这个技术宝库，将其注入航天领域。其前提是我们促进这两个领域的深度交流。因为创新驱动力已发生转移——阿波罗时代需要从头开发信息技术，这位创新提供了强大动力，并催生大量专利；但如今在航天领域，我们遵循着高度成熟的流程，并大量使用继承性技术。引入新技术意味着要克服新的障碍，而且这些新技术还必须通过认证。其后果就是，我们在国际空间站上使用的系统非常老旧，计算机也比较过时。我期待能引入更多新技术——而像今日你我二人这样的交流正是关键桥梁。

克里斯托夫·罗根多夫博士自 2023 年起在保时捷工程负责能源系统领域。他的工作重点包括电动出行、充电基础设施和高压系统，例如电池储能和功率电子元件。

罗根多夫先生，工业界及您作为工程服务商，如何从航天计划中获益？

罗根多夫：材料研究始终是我们关注的焦点，这也是毛雷尔博士个人尤为热衷的领域。历史上众多高端材料源于航天技术，工业界由此获益良多。这正是两大领域融合的生长点。新业务机遇不断涌现——例如我们正积极拓展卫星领域。传统卫星多为定制化产品，当前亟需探索系统标准化与模块化构建的可行路径。这正是我们凭借产品工业化经验能够提供支持之处——帮助客户在新业务领域实现规模化拓展。

毛雷尔：自主系统同样是我们共同关注的重要议题。在地球上，我们致力于基于人工智能的自动驾驶技术；而在太空中，卫星的密度已增长到单靠人力无法全面操控的程度。目前有超过 1.2 万颗卫星在轨运行，其中一些已完全失效，因此无法控制。所以，太空中有许多“幽灵飞行器”在游荡——我们必须避开或捕获它们。这些卫星原本由地面人员控制，但随着数量激增，这种模式已难以为继。必须由人工智能接管控制权，让卫星具备自主行动能力。在这点上，地球与太空面临的挑战和课题殊途同归。只不过太空中我们不需要倒车功能。（笑）

罗根多夫：探讨卫星自主控制时，精度问题随之浮现。这正是我们经验丰富的领域——汽车行业追求厘米级精度，而卫星控制需达到千米级。但干预机制的底层逻辑是相通的。尤其在星群管理方面——即当卫星数量不断增长时——我们也能运用我们在控制、自动化乃至人工智能领域的方法与工具，做出宝贵的贡献。

让我们深入主题：罗根多夫先生，如何将开发流程、虚拟测试方法或高集成度等技术经验移植到航天项目中？

罗根多夫：我认为航天领域恰恰需要这些方法。虚拟测试便是绝佳范例：我们致力于构建完整系统的数字孪生。以车载电池为例，通过数字孪生与实时数据传输，我们能在开发阶段深度认知系统特性，从而优化性能并延长电池寿命。这类虚拟方法与流程在太空环境中更具关键意义——因为在那里无法轻易维修或补给。每克燃料与所有上行物资都代价高昂。

毛雷尔：事实上，我们的月球训练基地也已应用VR技术与数字孪生模型。由于无法为每个设备制作实体模型，取而代之的是，我们在自己的宇航服内佩戴 VR 眼镜，将各种设备、测量仪器乃至另一个空间站叠加显示在视野中并与之进行交互。

罗根多夫：进一步延伸方法论，我们正全力打造端到端解决方案——从产品定义、需求自动化、AI 辅助测试用例生成，到实时分析数据的高效解读。对于高度定制化产品（其开发阶段极耗时），端到端工具链能显著提速。

马蒂亚斯·毛雷尔博士
欧洲航天局 (ESA) 宇航员

两位领域的另一共性是全球化布局。国际合作网络有多重要？

毛雷尔：航天是如此宏大的事业，欧洲没有任何单个国家能独力承担。正如之前提到的，整个欧洲目前尚不具备独立运送宇航员的能力。虽然从技术层面我们能够实现，但资金问题尚未解决。不同欧洲文化与多元工程专业知识的深厚积淀，赋予我们难以置信的优势。由此我们可以挖掘潜力——而通过敞开大门、与航天领域外的专业伙伴合作，我们还能显著拓展这些潜力。这将使欧洲抢占先机。

罗根多夫：对保时捷工程而言，国际化至关重要，是我们成功的关键因素。我们在欧洲设有多个分支机构：除了德国，主要集中在捷克、罗马尼亚，并在意大利设有大型测试基地和工程中心。工程师团队是我们的核心资产。为了吸引最优秀、充满热情且受过顶尖教育的工程师人才，与全球各地高校的合作极为重要。我们在美国和中国也设有研发基地，主要因为这些市场对车辆的要求与欧洲截然不同。通过本地化布局，我们能更精准地理解特定市场的需求。仅车联网领域，我们就面临完全不同的生态系统，尤其是智能手机上独立的应用程序世界，这在中国尤为明显。那里的车辆使用方式完全不同。若固守德国办公室，根本无法洞察这些差异化需求。除了纯技术层面，跨文化合作带来的不同工作方式也极具启发性和促进作用。

最后向两位提个个人问题：是什么驱动着你们不断向前？

罗根多夫：我很早就明确了：出于对技术的热爱，我要成为一名工程师。我热爱尝试新事物、持续改进、推动创新。这每天都激励着我。我们拥有一个高度积极的团队，共同攻克并实现真正新颖的课题。我最初来自能源行业。一直以来，目标首先是将可再生能源整合入电网，并最终促成当今的电动出行。推动能为我们的星球造福的新技术，这是我的核心目标。我也会想到我的孩子们，希望他们未来也能生活得很好。这就是我每天起床并开心地去工作的动力。

毛雷尔：作为一名宇航员，自然是受梦想驱动的人。为此，我只需每晚仰望夜空，惊叹于外面还有多少待发现的事物。有太多我想去并渴望学习的地方。其中最根本的问题是：外面存在的这一切是如何形成的？生命是如何来到地球的？我们的太阳系是如何诞生的？我们在宇宙中是孤独的，还是外面也存在其他智慧生命？他们可能怎样生活？这些问题与梦想、冒险精神以及探索欲望紧密相关。除了我作为工程师对技术的热情之外，从科学角度，能在太空中每天进行新实验，并能观摩世界上顶尖研究人员的工作，这让我着迷。这给了我巨大的能量。此外还有亲自飞往月球的梦想。我们在这里透过玻璃窗看到的是阿波罗任务的情景——那正是我想去的地方。另一个驱动力是分享知识并激励下一代。

本文首次发表于《保时捷工程杂志》2025年第1期。

文字：Heike Hientzsch
摄影： Max Brunnert

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