[摘要]北京时间2015年12月22日上午9点,美国太空探索公司(SpaceX)在佛罗里达州肯尼迪航天中心,将其自主研制的“猎鹰9号”(Falcon 9)火箭发射升空
时代周报记者 李兮言
北京时间2015年12月22日上午9点,美国太空探索公司(SpaceX)在佛罗里达州肯尼迪航天中心,将其自主研制的“猎鹰9号”(Falcon 9)火箭发射升空,这是继Blue Origin成功发射并回收卫星后,民间公司首次将有效载荷送到国际空间站(ISS)附近。同时,SpaceX采用的是可回收用一级火箭,所以它的成功,也意味着“可回收火箭迈出的第一步”。
SpaceX由Paypal创立人、特斯拉汽车CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)在2002年6月建立。在马斯克的明星光环下,“猎鹰9号”的成功发射更为SpaceX在全球范围内招来了众多粉丝。然而,在一众呼喊商业资本压过国家力量的背后,隐藏着一个事实:正是国家资源向商界释放,才有了SpaceX的迅速崛起。Space X的成功,则是建立在美国国家航空航天局(NASA)多年研究的基础上。与其说是商业太空公司的异军突起,不如说是国家资源对民间的大量释放。
国家资源让渡
“在研发全程,NASA的专家建议和指导始终帮助SpaceX,令我们得以在美国50年的太空经验上往前走,最终达到目标。”2011年,在美国国会听证会上,马斯克如是总结。就在这之前的一年,SpaceX成为全球首家可以发射、修复可部分回收宇宙飞船的私人公司。这艘宇宙飞船名为“龙”,可以在地球轨道上运行。而这之前,全世界只有6个国家及政府能够做到。
SpaceX与NASA的合作起始于2006年NASA的商业轨道运输服务(COTS)项目。该项目是NASA第一次采用政府部门与私人公司的“绩效付费”合作模式。NASA将这一项目设计为政府部门与商业太空公司“联合探险”的模式—共享开发新运输工具的风险、成本、回报。
COTS项目的宗旨之一就是公共-私人的合作关系,即利用私人资本补充政府的资金,令产品及服务能快速产出,并节约成本。这一宗旨下,SpaceX得以专注于安全、简洁、划算的设计。以“猎鹰9号”为例,NASA内部曾利用其空军成本模型(NAFCOM)估算,如果NASA自己制造“猎鹰9号”火箭将花费17亿-40亿美元,而通过COTS计划,SpaceX只花了3亿美元,这其中还包括设计、制造和试验SpaceX 的梅林引擎的费用,这是40年来第一个完全由美国本土生产的轨道助推器的发动机。
在NASA的帮助下,SpaceX不停地扩大自己的业务范围。2006年,NASA宣布终止宇宙飞船计划的同时,SpaceX赢得了NASA的国际空间站补给系统的合约;2008年,SpaceX发射首架私人资助的液体燃料火箭“猎鹰1号”到地球轨道。两年后,它发射可部分回收的宇宙飞船“龙”;2012年,SpaceX使用“龙”的太空舱与国际空间站对接,这是SpaceX首次完成太空补给任务,此前没有其他商业公司完成此举;今年2月,SpaceX发射“深空气候观测卫星”(DSCOVR),标志该公司第一次在地球轨道之外操作;继两次失败的尝试后,12月底,SpaceX的“猎鹰9号”成功发射。这并非全球首次发射可回收的无人火箭—另一商业公司Blue Origin的火箭抢先拿下这个荣誉,但是“猎鹰9号”却在更远的范围飞行。它不仅是一次测试飞行,而且有着明确的太空任务,即载送11架卫星到地球轨道。
降低成本
商业介入,最有意义的部分在于降低成本,使太空旅行有可能成为廉价的旅行方式。NASA也曾追求低成本、可回收的运载器。在1969年“阿波罗11号”起飞后的3个月后,NASA的载人飞船主管George Mueller就曾表达过这一观点,在那年的航天飞机研讨会上,他还为此设立了一个目标:削减飞行到达既定轨道的成本至每磅重量25美元,令平民百姓也能购票进入太空。
然而,数据显示,美国共研制并投入使用五架航天飞机,每架研发费用约20亿美元。从1985-1988年10月间,航天飞机的发射价格增加了85%,即每次发射费用飙升到9000万美元。这笔花费完全违背了NASA最初设计航天飞机的预算,也违背了可回收技术是为了节省发射成本的初衷。
在宇宙飞船退役后,NASA在回收上走了另一条路。美国国会指导太空部门建立“太空发射系统”(SLS)火箭。据估计,如果要火箭最终将人类带上火星,美国国会每年需增加50亿-100亿的NASA预算,这似乎不可能发生。NASA即便有足够的钱制造火箭,却没有足够资金去支付要到其他星球的负荷物。
在SLS的阴影下,Blue Origin和SpaceX 以及其他的一些商业公司,继续发展可重复使用的宇宙飞船和发射器。他们寻求发射工业的现代化,试图让宇宙飞船接近常规的飞机工业的操作。
马斯克和其他进入宇宙飞船业务的互联网富翁,在NASA开发飞船的时候还多是小孩子,他们看过《星际迷航》,甚至梦想移民外星。马斯克意识到政府不会使太空大众化,但便宜的船票将有可能让这实现。
国退民进
“国退民进”与美国政府对太空计划的调整密切相关。在NASA传统的合约步骤下,飞船是昂贵的飞行。30多年的使用,135 次的航行,美国飞船的成本仍接近每次航行每磅2.5万美元。美国宇宙飞船亦在1986年与2003年发生过两次意外,它并不如期望般容易回收使用。
另一方面,NASA在发展及保存重要军事设施的技术上发挥作用。比如行星探测器上用的传感器就与最先进的间谍卫星相似,甚至一模一样。美国几十年没有制造洲际弹道导弹,NASA却通过保留固体火箭发动机工业,保证一旦有命令,能够为美国立即制造新型导弹。然而,在贡献美国的军事力量的同时,这个部门在太空方面一度陷入混乱并且缺乏清晰的方向。
小布什时代的NASA曾因2003年的意外而饱受诟病。小布什于2004年宣布新太空探索计划,希望“实施可持续、可负担的人类及机器探测计划,探测太阳系及更深度的宇宙空间”,但在这之前,由于面临航天飞机的退役,美国政府计划等待新宇宙飞船制造完成,以继续维护国际空间站,并在2020年之前“启动重新登月计划,以此为人类登陆火星及其他目的地做好准备”。
然而,由于该计划预算高昂,面对巨大的财政压力,联邦政府要求NASA同时寻找其他替代方案,SpaceX的火箭和龙舱由此被选中。
奥巴马上台之后,索性放弃登月。政府把眼光放在太阳系尺度的空间探索上。因为政策调整,NASA得以用有限的预算从事更加深度的空间探索,而将给国际空间站运输货物这样“技术含量较低”的项目,交给SpaceX等私人公司完成。此前,由于航天飞机退役,美国一直靠借用俄罗斯的“联盟号”来进行国际空间站补给。
在SpaceX之前,NASA与波音等商业公司亦有过多次合作。上世纪90年代,美国航空航天业发生重大整合,联合发射联盟(ULA、波音和洛马组成的联合企业)的垄断程度加强,甚至一度成为NASA的唯一发射商。有分析认为,NASA与SpaceX等新商业公司的合作,也是出于反垄断的考虑。为了抑制ULA的漫天要价,NASA向SpaceX转移了大量成熟技术,以此方式迅速培养新的市场力量以加强竞争。2008年,也就是Space X首次发射火箭后的两年,NASA就将36亿美元的载货飞行合同分给了商业公司SpaceX和Orbital。这一次,SpaceX成功建立了ULA竞争者的形象。
终结发动机依赖
SpaceX 是唯一一家完全使用美国产品的太空运输公司,ULA的几家公司都不同程度依赖于俄罗斯的RD-180发动机。美国国会此前已持续发出终止进口发动机依赖的呼声,NASA为此与SpaceX签下合约,支持其商业的太空任务。
不过,SpaceX最关键的发动机部分,亦与NASA有着千丝万缕的联系。“猎鹰9号”使用9个梅林引擎,其中第一级火箭装置了9个引擎,分布格局为8个较小引擎围绕在主推引擎周围。梅林引擎使用的轴针式发动器,最初由美国喷气与推进实验室(JPL)在上世纪50年代设计并取得专利,曾被用于“阿波罗”登月舱下降发动机。JPL的历史可追溯到1930年,由当年加州理工学院的教授西奥多·冯·卡门创建,他当时在当地进行火箭推进器的实验。在这一实验室工作的还有科学家钱学森和Jack Parsons。到了1958年,JPL的职权全部转移到了新成立的NASA,JPL的无人星际探索的任务就此开始。
免责声明:本网站内容主要来自原创、合作伙伴供稿和第三方自媒体作者投稿,凡在本网站出现的信息,均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性,但不保证有关资料的准确性及可靠性,读者在使用前请进一步核实,并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏,概不负任何法律责任。任何单位或个人认为本网站中的网页或链接内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时,应及时向本网站提出书面权利通知或不实情况说明,并提供身份证明、权属证明及详细侵权或不实情况证明。本网站在收到上述法律文件后,将会依法尽快联系相关文章源头核实,沟通删除相关内容或断开相关链接。