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SpaceX,一家私企的商业航空课

出处: 作者:陶凤 网编:陶凤 2018-02-07

7年前,“猎鹰重型火箭”还只是摆在华盛顿特区会议室的模型,面对毫不知情的记者和几把空椅子。如今,它一飞冲天,承载的却不再只有“钢铁侠”一个人的光荣与梦想。阿西莫夫在科幻小说《基地》里曾描写在星际帝国壮大的商人阶层,以马斯克的SpaceX为代表的众多美国私人太空企业,正在无限接近这一宏愿。

私企的狂欢

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北京时间2018年2月7日凌晨4:45分,SpaceX“猎鹰重型火箭”在美国佛罗里达肯尼迪航天中心首飞成功,携带特斯拉飞往火星。伴随“猎鹰重型”火箭一同进入太空的,还有一辆红色特斯拉,以及车上乘载的一位假人航天员。顺利升空后,该火箭将在绕着地球和火星的循环运行轨道上,停留超过10亿年时光。

从几十年前美国与前苏联开始太空竞赛以来,人类现役最强运载火箭第一次由一家私人企业设计并制造。

“重型猎鹰”火箭打破了多项世界纪录:近地轨道运载能力(LEO)63.8 吨,比目前纪录保持者德尔塔 IV 重型火箭的 28.8 吨提高了两倍多;地球同步轨道运载能力(GTO)26.7 吨;火星轨道的运载能力16.8 吨。"重型猎鹰"火箭起飞时 27 台梅林 1D 发动机同时工作,可以提供高达 2280 多吨的起飞推力。

SpaceX称,“重型猎鹰”可以运送2至4吨的货物至火星表面。这次的“重型猎鹰”火箭试射,标志着商业航天领域又前进了一大步,也给人类开启了更加广阔的太空探索之路。

从科幻到现实并不是一蹴而就。SpaceX从2002成立之初便宣布要彻底改变空间技术,最终能使人们生活在其他星球的目标。为此,开发了可部分重复使用的猎鹰1号和猎鹰9号运载火箭,分别于2008年和2010年首飞成功。

SpaceX最革命性的商业价值在于,通过重复回收利用助推火箭,来大大节省发射成本。以本次的猎鹰重型火箭为例,它搭载的3个第一级助推器中,有两个就曾是之前在猎鹰9号上用过的“二手货”。

“猎鹰九号”从2013年9月开始测试发射,前七次都以失败告终,第八次才成功发射——2015年12月,弗罗里达州卡纳特维尔角空军基地,“猎鹰九号”火箭将11枚商业卫星送上低地球轨道。一级助推火箭在坠落时,利用自身的推进器稳定减速,完美落在发射基地的着陆区。

而本次发射的“猎鹰重型火箭”,正是在“猎鹰九号”的基础上改造而来。自2009年以来,SpaceX几乎囊括了商业发射市场10亿美元的业务。

同样,作为SpaceX目前最强大的竞争对手,阿丽亚娜的运载火箭以“可靠”与“稳定”闻名业内,也是欧洲空间局试图在国际卫星发射市场分一大杯羹的“杀手级武器“。此外,与SpaceX极为相似,低成本也是阿丽亚娜系列运载火箭适应市场变化的优势之一。

商业的雪球

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在随同升空的红色特斯拉车内,还带有一套微缩版本的阿西莫夫《基地》三部曲。这部小说开篇写道:“他们的德行不能算高尚,但是个个胆识过人……他们利用这些资源所建立的‘帝国’异常巩固……”

“他们”指的是靠星际贸易发迹的商人。《基地》也暗藏了商业航空的野心,商人成为星际远航的主力并非无稽之谈。

私企们抢的是商业航天市场里的生意,除了技术要硬,价格才是客户“货比三家”时最先考虑的要素之一。若SpaceX的“猎鹰九号”能够大规模使用,将大大减少火箭发射的费用。据SpaceX的创始人埃隆·马斯克称,可重复使用的火箭费用将只需要6000万美元的火箭和20万美元~30万美元的燃料。

目前,SpaceX竞争对手“联合发射联盟”发射一次火箭需要的费用高达2.25亿美元。在此之前,火箭发射后,即使没有坠毁,也成了毫无用处的垃圾。如果火箭能像飞机一样重复频繁使用,那么太空探索的费用将极大降低,前景不可限量。

美国航天基金会在2016年发布的报告指出,2015年,全球航天经济总量约为3353亿美元,其中,商业航天产业占比高达76%。

而这个赛道潜力虽大,但真正有实力参与竞争的公司其实没几个。其中,蓝色起源在很长时间内可能都无法超越的竞争者有这么两家:马斯克的SpaceX与法国阿丽亚娜航空公司。

但不论从高度、速度、重量来看,“蓝色起源”与“猎鹰九号”相比都差距不小,“蓝色起源”成功回收火箭后,马斯克向贝索斯表达了祝贺,但他表示,“不应该搞混‘太空’和‘轨道’”,亚轨道火箭回收并不稀奇,SpaceX旗下的“蚱蜢”火箭已经成功回收6次。

不过,科技网站The Charged的航空分析师Nick Hall没有怀疑蓝色起源未来可能有赶超SpaceX的潜力:“与重型猎鹰的价格相比,新格伦还远远达不到SpaceX的水准。但是,如果它能降低燃料成本,或许在将来会比重型猎鹰便宜。”

事实上,“联合发射联盟”也在研制可重复使用的火箭伏尔甘号。伏尔甘号不像SpaceX的“猎鹰九号”般直接落回发射坪,但是用直升机在半空中拦截一级火箭最昂贵的部分和主引擎。而这个主引擎正是由“蓝色起源”制造。

不仅在火箭制造领域。在其他大型航空商业领域,也呈现百家争鸣的态势。航天飞机是其中的重要战场。2006年,NASA宣布美国的航天飞机项目将在2011年退休,波音公司的“星航舰号”和SpaceX的“飞龙号”将成为美国官方使用的载人航天飞船。

2015年11月,亚马逊创始人杰夫·贝索斯的商业公司“蓝色起源”也成功发射并回收了“新谢泼德”号火箭。美国商业航空公司,从制造航天飞船到可重复使用的运载火箭,SpaceX、联合发射联盟、“蓝色起源”、轨道科学公司、波音等等,一直是群雄逐鹿的局面。

“缺钱”的NASA

美国私营企业航空商业的勃兴,也得益于美国宇航局的“推波助澜”。美国国家航空航天局(NASA)一直对商业企业来者不拒。实际上,从冷战开始NASA的设备就一直依赖于私营太空企业的匿名合作。著名的“阿波罗”载人登月计划,其中主要设备的制造者也是商业公司。

美国太空探索起步于美苏冷战期间的装备竞赛。1961年,当时的苏联先把宇航员送上了地球轨道后,不甘落后的肯尼迪在1962年发表了"登月计划"的演讲,NASA开始享受联邦政府优先拨款。到1965年,NASA预算占到联邦政府全部预算的4%,占非国防机动开支的19%。仅用了7年时间,就把宇航员送上了月球。

与苏联的太空竞赛完结后,NASA的预算经费一落千丈,不得不与其他政府部门一样,一同竞争联邦政府的有限经费。1977年至2012年,NASA平均预算经费仅占非国防机动开支的5%。

2018年,美国国家航空航天局是新政府略微下调预算的部门之一。根据美国政府向国会提交的2018 年预算草案,其中小幅下调了NASA活动的支出。美国国家航空航天局 2018 财年预算预计在 191 亿美元左右,较上财年下降 0.8%。

在经费不足、研发持续低迷的状况下,NASA不得不考虑改革。1984年,国会通过《商业太空发射法案》,允许私人发射火箭。同一年,NASA修订宪章文件《政策与宗旨》,增添了一项:国会称美国的总体福祉要求NASA尽最大可能寻找和鼓励最大化太空商用。

2015年11月10日,美国国会通过《美国商业太空发射竞争法案》,25日奥巴马签字同意,法案正式生效。

法案规定,未来8年将陆续给国内商业航天公司派发执照,允许私营航天企业进入外太空探索,以便促进商业航天发展、开发新能源,空间矿工对自己带回来的矿物质将保留所有权和使用权。

在《美国商业太空发射竞争法案》中,提出了很多“重商”措施,例如增加了保护私人太空公司"免受有害干扰"的原则,保护他们的探测行动免于美国政府、其他国家或其他竞争对手的监控或恶性干扰等。

北京商报记者  陶凤

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