开发太空,还是得靠美国企业

21世纪的太空竞赛,由私企领衔。有利可图、重商氛围和商人的兴趣,让美国企业在新世纪的太空“奥德赛”中遥遥领先。

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MapleRecall 作者:刘锐

阿西莫夫在科幻小说“基地系列”第一部《基地》第四个故事的开篇写道:“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’远比假宗教之名、行专制之实的四王国还要巩固……”

“他们”指的是靠星际贸易发迹的商人。在这个故事里,位于银河边陲的基地得益于先进科技,成为银河系一支强大的力量,在与其他星系发展贸易的过程中,涌现出行商阶级,渐渐壮大,他们利用贸易不战而屈人之兵,几乎取代政治人物,成为实质上的外交家,在端点星境内也大有凌驾政府之势,最终一位叫侯伯•马洛的行商长成为基地的领导人。

现实中,或许商人没有只手遮天的能力,但商人成为星际远航的主力并非无稽之谈。21世纪的太空竞赛,由私企领衔,尤其是航天大国美国的企业。

从到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、波音等公司群雄逐鹿。

北京时间2015年12月22日,弗罗里达州卡纳特维尔角空军基地,SpaceX公司的“猎鹰九号”火箭成功将11枚商业卫星送上低地球轨道。重点是,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。

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,也就是最近一次,成功发射并回收。这次回收是“SpaceX可重复使用发射系统发展项目的”的一部分。“猎鹰九号”是“联合发射联盟”的“三角洲四号”和“擎天神五号”运载火箭强有力的竞争对手。

今年11月份,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。但不论从高度、速度、重量来看,与“猎鹰九号”相比都是小巫见大巫,“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。再往前推,维珍银河的“太空船一号”早在2004年即成功测试了可回收的亚轨道火箭。所以,“猎鹰九号”的意义远比“新谢泼德”重要。

SpaceX的“猎鹰九号”如果能够大规模使用,将大大减少火箭发射的费用。根据SpaceX的创始人伊隆•马斯克,可重复使用的火箭费用将只需要6000万美元的火箭和20到30万美元的燃料。而目前,其竞争对手“联合发射联盟”发射一次火箭则需要2.25亿美元。在此之前,火箭发射后,即使没有完全坠毁,也基本成了毫无用处的垃圾。假以时日,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,其前景不可限量。

发射前的“猎鹰九号” SpaceX/Flickr

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”(Vulcan)。伏尔甘号不像“猎鹰九号”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。

2012年,“飞龙号”成为第一个为国际空间站运输货物的商业化航天飞船,目前SpaceX正在研制载人功能,预计将在2017年测试其第一个载人航天飞船。波音也和毕格罗航宇公司一起开发“星航舰号”航天飞船,已经实施了多轮地面测试,2012年,波音公司进行了1万4000英尺高空的坠落测试,分析其降落伞和气囊着陆系统,2016年将进行第一次测试飞行,如果顺利,也将在2017年开始执行载人任务。航天飞船领域不止有SpaceX和波音,还有美国的轨道科学公司研制的无人驾驶补给飞船“天鹅座号”等,都在私人航空器领域占有一席之地。

传统的火箭发射、航天飞船领域竞争激烈,一些新兴领域也引人关注。2007年,Google宣布了Lunar XPRIZE大奖,规定如果有团队能开发出成功登录月球表面的机器人,行驶至少500米,同时向地球传回图片,冠军有2000万美元奖金,亚军500万奖金,此外还有4百万的技术奖励和100万的多样化奖金。目前有16个团队参与角逐。

太空商业繁荣,是因为有利可图。不仅仅是现时的利益,太空旅游业、太空采矿等产业都有望在未来成为香饽饽。

私企进军太空,首要原因是利益。太空商业渐渐成了香饽饽。SpaceX官方已经宣称开始盈利,但并未透露具体数额。从公开的订单和投资来看,SpaceX未来的收入可观:SpaceX运送美国宇航员和物资供给的合同价值42亿美元。今年1月份,Google和富达投资公司投资了10亿美元,获得了SpaceX的10%股份,价值100亿美元。此外,还有多家投资公司参与投资。

不仅是现时的利益,长远来看,太空行业是一块大蛋糕。比如太空采矿。伦敦大学的教授伊恩•克劳福德说,一颗直径200米的金属小行星,价值可高达现在的300亿美元。而行星资源公司的Chris Lewicki表示,一颗直径500米的富铂小行星的含铂量可能和人类历史上开采过的铂一样多。

波音“星航舰”模拟图 /Wikipedia

再譬如太空旅游业。2001年,美国商人丹尼斯•提托成为第一个飞入国际空间站的个人,为此他付了2000万美元。他是第一位“太空游客”。在接下来的八年时间里,又有6名太空游客飞向国际空间站。太空探险公司兜售的飞往国际空间站的太空旅行一次费用在2000万至4000万美元之间。理查德•布兰森的维珍银河等企业也都在致力于开发太空旅游线路。如果SpaceX和“蓝色起源”的可重复使用火箭能够量产,太空旅游的费用也将随之降低,成为新世纪旅游业的新亮点也未可知。

美国深厚的资本主义土壤和商人自身的兴趣也让美国在太空商业中先人一步。

尽管有官办的NASA,但美国存在深厚的资本主义土壤,政府一直鼓励私企进入太空行业。1984 年,国会通过一项法律《商业太空发射法案》,允许私人发射火箭。同一年, NASA 修订其宪章《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。1990年,另一项法律规定,NASA需向私企付钱发送其设备,一大批私人的发射服务供应商应运而生,“联合发射联盟”就是其中的佼佼者。1994年,NASA推出了“技术转移项目”,拿出每年预算的20%,资助商业伙伴研发新技术。2015年11月,国会通过《美国商业太空发射竞争法案》,允许私企探索外太空,并对带回来的太空物质拥有所有权和使用权。在这些政策的引导下,美国企业在太空领域如虎添翼。

马斯克被《卫报》称为“没有胡子的托尼·史塔克” OnInnovation/Flickr

不可否认的是,商人自身的兴趣也是投身太空商业的一大因素。马斯克被《卫报》称作“没有胡子的托尼•史塔克”,他从小深受阿西莫夫“基地系列”和道格拉斯•亚当斯《银河系漫游指南》等科幻作品的影响,对太空充满兴趣,而他建立SpaceX的初衷更是为了征服火星。在”猎鹰九号”火箭发射并回收成功后,马斯克在新闻发布会上说,“这极大地提高了我对在火星上建立城市的信心。这就是全部意义之所在。”而贝索斯也有类似的宏愿,他希望有一天“人类可以在太空中生活和工作”。

美国企业家对太空充满热情可谓自古有之。19世纪,囿于当时的技术,太空探索主要是建设天文台,这些天文台的造价十分昂贵,按照如今的价格,几亿到十几亿美元相当常见。比如1831年,北卡莱罗纳大学天文台花了6430美元,相当于2008年的8900万美元。1928年建立的巴洛马尔山天文台,相当于2008年的9.7亿美元。其中绝大部分都是由私人资助的。他们的目的也不是赚钱——此时探索太空显然是个无利可图的买卖,几乎都是纯粹出于兴趣和慈善。安德鲁•卡内基、约翰•洛克菲勒等资本大鳄都曾斥巨资扶助太空探索事业。

参考资料

Young, Anthony (2015)."The Twenty-First Century Commercial Space Imperative", Springer.

MacDonald, Alexander. "A Brief Note on the Economic History of Space Exploration in America." NASA.

Babcock, Jonathan (2015). "Encouraging private investment in space: does the current space law regime have to be changed?"" The Space Review.

Stromberg, Joseph (2015). "Private spaceflight, explained." VOX.

Photo credit: SpaceX/CFP

基地系列
基地系列(The Foundation Series)是一部经典科幻小说系列,创作时间横跨美国作家艾萨克•阿西莫夫49个写作年头,一共10册(包括别人续写3册),彼此间剧情独立,却又紧密关联。
基地系列(The Foundation Series)是一部经典科幻小说系列,创作时间横跨美国作家艾萨克•阿西莫夫49个写作年头,一共10册(包括别人续写3册),彼此间剧情独立,却又紧密关联。“基地系列”通常也将处在同一架空宇宙的“机器人系列”和“银河帝国系列”包括进来,总计起来整个“大基地系列”作品共有14册长篇,和数不清的短篇小说,另外6册由其他作家在他死后续写。“基地系列”备受赞誉,1965年得过雨果奖“史上最佳科幻小说系列”。(摘自维基百科)
《基地》
《基地》(Foundation),是美国作家艾萨克•阿西莫夫出版于1951年的科幻小说短篇集,“基地三部曲”的第一部(后来发展成“基地系列”)。
《基地》(Foundation),是美国作家艾萨克•阿西莫夫出版于1951年的科幻小说短篇集,“基地三部曲”的第一部(后来发展成“基地系列”),1955年曾以《千年计划》(The 1,000-Year Plan)为名,收录在“双重王牌丛书”(Ace Double),第D-110号丛书。这部短篇集里其中的4篇故事,原载于1942年到1944年之间的《惊奇杂志》(Astounding Magazine,但是不同标题),第5篇则是集结成书时加进去的。几十年后,阿西莫夫又追加两本前传,之后也授权其他作家为这个系列编写新的故事。(摘自维基百科)
SpaceX
太空探索科技公司(英语:SpaceX)是一家由PayPal创始人伊隆•马斯克建立的美国太空运输公司,在2010年12月成为第一个能够发射回收宇宙飞船的私人公司。
太空探索科技公司(英语:SpaceX)是一家由PayPal创始人伊隆•马斯克建立的美国太空运输公司,在2010年12月成为第一个能够发射回收宇宙飞船的私人公司。 它开发了可部分重复使用猎鹰1号和猎鹰9号运载火箭。SpaceX同时开发天龙号系列的航天器以通过猎鹰9号发射到轨道。SpaceX主要设计、测试和制造内部的部件,如Merlin、Kestrel和Draco火箭发动机。
联合发射联盟
2006年由洛克希德•马丁公司和波音公司联合组建,为美国国防部、NASA及其他客户发射火箭。
United Launch Alliance,2006年由洛克希德•马丁公司和波音公司联合组建,为美国国防部、NASA及其他客户发射火箭。
蓝色起源
蓝色起源(Blue Origin)是一家位于美国华盛顿州肯特市的私人太空公司,由亚马逊公司创始人杰弗里•贝索斯于2000年创办。
蓝色起源(Blue Origin)是一家位于美国华盛顿州肯特市的私人太空公司,由亚马逊公司创始人杰弗里•贝索斯于2000年创办。在2011年连线杂志的一篇采访报道中,贝索斯提到蓝色起源的使命是提高太空旅行的安全性并降低其成本。目前该公司正在研制亚轨道和轨道飞船,并在2012年成功测试一种与阿波罗飞船和神舟飞船都不同的载人飞船逃生系统。(摘自维基百科)
轨道科学公司
为美国一家专门从事人造卫星制造与发射的公司,其辖下的发射部门亦积极参与国家导弹防御系统的开发。
Orbital Sciences Corporation,为美国一家专门从事人造卫星制造与发射的公司,其辖下的发射部门亦积极参与国家导弹防御系统的开发。轨道科学公司在纽约证券交易所的股票代码为ORB,总部设在美国维吉尼亚州杜勒斯(Dulles)劳登郡。过去轨道科学公司辖下亦管理有GeoEye卫星公司的前身ORBIMAGE与重要全球定位系统制造公司麦哲伦(Magellan),但是后来两者皆独立出来。轨道科学公司自1982年正式成立后已经制造569个运载火箭与174颗卫星,其中计划在2015年时交付超过82个火箭与24颗卫星。而根据统计,轨道科学公司所推出产品分别在轨道拦截器市场占40%、在小型通讯卫星市场占55%以及在小型运载火箭市场占60%。而轨道科学公司计划之后透过发展安塔瑞斯火箭并收购通用动力先进讯息系统卫星,来让自家公司于中型载运火箭和人造卫星市场的影响力扩大。(摘自维基百科)
三角洲四号
又叫德尔塔4号运载火箭,是德尔塔系列运载火箭的一个型号,由波音综合国防系统集团(IDS)设计,由位在阿拉巴马州迪凯特的联合发射同盟(United Launch Alliance)所建造。
Delta IV,又叫德尔塔4号运载火箭,是德尔塔系列运载火箭的一个型号,由波音综合国防系统集团(IDS)设计,由位在阿拉巴马州迪凯特的联合发射同盟(United Launch Alliance)所建造。在最后一次位于联合发射同盟的会议上,德尔塔-4运载火箭也参与美国空军的改进型一次性运载火箭计划(Evolved Expendable Launch Vehicle,EELV),整个计划的宗旨在于商业化的运载火箭,并降低发射成本和提高运送到轨道的重量。德尔塔-4运载火箭有五种衍生型:德尔塔四号中型运载火箭,德尔塔四号中型+运载火箭(内有三种衍生:(4,2)、(5,2)、(5,4),数字前者代表整流罩的外直径,后者则代表小型固态火箭数量),还有德尔塔四号重型运载火箭,多样化的型式是为了符合特殊的酬载物尺寸,德尔塔-4运载火箭是首要符合美国军方需求的运载火箭。(摘自维基百科)
擎天神五号
又叫宇宙神5号运载火箭,为洛克希德马丁公司所研制的不可重复使用之运载火箭,现由洛克希德马丁与波音公司研制,隶属联合发射同盟,航空喷气公司则负责宇宙神5型运载火箭固态助推器的研发及制造。
Atlas V,又叫宇宙神5号运载火箭,为洛克希德马丁公司所研制的不可重复使用之运载火箭,现由洛克希德马丁与波音公司研制,隶属联合发射同盟,航空喷气公司则负责宇宙神5型运载火箭固态助推器的研发及制造。第一节的由液态氧及煤油为燃料,并由位于阿拉巴马州的迪凯特的主基地建造,发动机为俄罗斯的RD-180火箭发动机,第二节则是以液态氧及液态氢为燃料的半人马座火箭,某些衍生型装有捆绑式固体火箭助推器以增加酬载量,助推器及第一节和第二节构成宇宙神5型运载火箭。也算是宇宙神系列运载火箭的家族成员之一。火箭整流罩的部分由RUAG空间所制造,大多为直径4或5米的整流罩,不过直径7.2米与长32米的整流罩也列在原先设计之中。负责组装的场所有迪凯、哈灵根、圣地牙哥以及联合发射同盟的总部丹佛。(摘自维基百科)
猎鹰九号
猎鹰9号火箭是美国SpaceX公司研发和制造的卫星运载火箭,现为猎鹰运载火箭家族的唯一现役火箭。
猎鹰9号火箭是美国SpaceX公司研发和制造的卫星运载火箭,现为猎鹰运载火箭家族的唯一现役火箭。此火箭的两个子级均采用液态氧和煤油作为燃料。猎鹰9号火箭的低地球轨道运载能力为13,150千克(28,990英磅),而地球同步转移轨道的运载能力为4,850千克(10,690英磅),属中等能力的运载火箭。 猎鹰9号火箭和天龙号太空船的配搭赢得了美国国家航空航天局商业轨道运载服务计划(Commercial Orbital Transportation Services, COTS)的国际太空站商业补给服务(Commercial Resupply Services, CRS)合约。天龙号太空船的首次正式国际太空站补给任务于2012年10月8日成功发射。未来猎鹰9号火箭亦将会在美国国家航空航天局的商业载人航天发展计划(Commercial Crew Development, CCDev)协助下成为可供载人航天任务使用的运载火箭。(摘自维基百科)
星航舰号
CST-100 Starliner,是波音公司和毕格罗航宇公司合作开发的一艘航天飞船。
CST-100 Starliner,是波音公司和毕格罗航宇公司合作开发的一艘航天飞船。
飞龙号
“龙”号航天器是由SpaceX的两级式猎鹰9号运载火箭发射载具发射,并且SpaceX公司正在开发被称为“龙”号航天器V2的载人版本。
Dragon,“龙”飞船(SpaceX Dragon)是一个由SpaceX公司开发的航天器,SpaceX公司位于美国加州的霍桑市。“龙”号航天器是由SpaceX的两级式猎鹰9号运载火箭发射载具发射,并且SpaceX公司正在开发被称为“龙”号航天器V2的载人版本。(摘自维基百科)
  • 1916年
    波音公司在美国华盛顿州西雅图市建立。
  • 1982年
    轨道科学公司成立,总部位于弗吉尼亚州。
  • 1995年
    洛克希德•马丁公司建立,总部位于美国马里兰州。
  • 1999年
    毕格罗航宇公司成立,总部位于内华达州拉斯维加斯。
  • 2000年
    蓝色起源由杰夫•贝索斯创立,总部位于华盛顿州肯特。
  • 2002年
    SpaceX由伊隆•马斯克创立,总部位于加州霍桑。
  • 2006年
    联合发射联盟由洛克希德•马丁公司和波音公司联合组建。
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