投递人 楠小楠 发布于 2018-02-08 21:07 原文链接 [收藏] « »

为什么只有美国才会诞生 SpaceX

  虎嗅注:本文转自微信公众号“浪潮工作室”(ID:WelleStudio163),作者:柯特、冯诺。虎嗅获得授权转载。

  科幻小说“基地系列”第一部《基地》的第四个故事,阿西莫夫在开篇处写道:“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,在基地内部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。包括以马斯克的 SpaceX 在内的一系列美国私人太空企业,正在无限接近这一宏愿。

  太空企业群雄逐鹿

  北京时间 2018 年 2 月 7 日凌晨4:45 分,就在中国人还在睡梦之际,SpaceX“猎鹰重型火箭”(Falcon Heavy)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。而在 7 年前,“猎鹰重型火箭”还只是一枚模型,摆在美国华盛顿特区一个会议室里,面前只坐着几名记者和若干空椅子。

  “猎鹰重型火箭”(Falcon Heavy)发射现场

  SpaceX 的创始人埃隆·马斯克也迎来了自己的高光时刻。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。

  这不是 SpaceX 第一次为世人瞩目。“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,佛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。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。

  过去几年里,SpaceX 已经打破了多项第一。2016 年 4 月,“猎鹰九号”第 22 次发射,实现人类历史上第一次火箭海上回收。此前 SpaceX 失败了四次,第五次终于让一级火箭在大西洋上的驳船上成功降落。而到了 2017 年 3 月,“猎鹰九号”再次发射,首次实现一级火箭的重复利用,并又一次成功回收。同时还首次尝试回收了火箭的整流罩。

  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。

  发射前的“猎鹰九号” SpaceX / Flickr

  事实上,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。

  2015 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,“蓝色起源”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。

  老对手贝索斯发布推文祝贺“猎鹰”顺利发射,而马斯克回应略显塑料 / Twitter

  再往前推,维珍银河的“太空船一号”早在 2004 年就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”重大。

  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。

  而目前,其竞争对手“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。

  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,前景不可限量。

  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 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。

  SpaceX 创始人埃隆·马斯克在火箭发射现场接受采访 / CBS News

  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 2018 年 12 月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 14000 英尺高空的坠落测试,分析“星航舰”号的降落伞和气囊着陆系统,预计在 2018 年 12 月把 NASA 的宇航员送往国际空间站。

  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。

  美国商人的太空情结

  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,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。

  彼时探索太空显然是个无利可图的买卖,当时人们的目的不是赚钱,几乎都是纯粹出于兴趣和慈善。但在今天,太空商业显现出了繁荣的迹象。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。

  重型猎鹰发射搭载有马斯克本人的一辆樱桃红色特斯拉 Roadster 跑车 / SpaceX.com

  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。

  2017 年 7 月,根据私人交易公司 Equidate 的信息,SpaceX 公司在最近一轮融资中融资约 3.51 亿美元后,估值达到约 212 亿美元,超过了另一家独角兽公司 Snapchat。

  除了传统的火箭发射、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 万美元奖金。此外还有 400 万美元的技术奖励和 100 万美元的多样化奖金。

  马斯克在推特发布太空海报并配文“Regular departures…(都坐下,常规发射)” / Twitter

  太空行业不仅有现时的利益,长远来看,更是一块大蛋糕。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,价值达 300 亿美元。行星资源公司的克里斯·莱维基(Chris Lewicki)表示,一颗直径 500 米的富铂小行星中,含有的铂可能足以与有史以来开采的铂比肩。

  再譬如太空旅游。2001 年,美国商人丹尼斯·提托成为第一个飞入国际空间站的非航天员,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 万美元~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。当下种种太空探索尝试,昭示了太空商业的无限潜力。而马斯克的这次发射成功,则让人类在走向太空商业时代的路上,迈出了一大步。

  猎鹰搭载的特斯拉电池板上印刻着理科生的浪漫

  重型猎鹰是人类历史上运力最强的火箭。在近地轨道,运载能力达到了惊人的 63.8 吨。澎湃的运力甚至可以把整整 3.5 吨的货物,送到遥遥万里之外的冥王星轨道上。有了运力做基础,探索太空作业有了更高的可靠性。

  更关键的是,重型猎鹰极具性价比。与强大运载能力相比,发射成本显得相当低廉。与之前的猎鹰九号飞船相比,重型猎鹰的运载能力提高了 2.8 倍,但相关费用只增长了 45%。这种经济性是之前各类火箭所不能比拟的。

  深厚的资本主义土壤和商人自身的兴趣,让美国在太空商业中先人一步。马斯克的这次发射正是对这一传统的最好传承和诠释。

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

  马斯克从小深受阿西莫夫“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”。

  NASA 的外包工厂

  也许有人要问,为什么太空探索这么严肃的领域,美国政府要开放给私人企业呢?这是因为,在资本主义和市场精神深厚的美国,官办的 NASA 也有点缺钱。

  美国太空探索起步于美苏冷战期间的装备竞赛。1961 年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。

  阿姆斯特朗登月画面

  冷战期间的 NASA 是个金矿,而非制造工厂。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,至今没有独立建造过一艘宇宙飞船或火箭。从 50 年前把 John Glenn 送入地球轨道的水星飞船,到现在的“猎鹰九号”,皆是如此。

  赫赫有名的“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。

  北美航空公司负责指令舱和服务舱的合同,负责将宇航员送到月球轨道而后再接回地球;从月球轨道到月球这一段路需要的登月艇,则由格鲁门航空太空公司负责设计和建造;“阿波罗计划”后期使用的四轮“月球漫游车”则从 1969 年开始由波音公司研制,研发费用共计 3800 万美元。

  在冷战结束之前,与 NASA 的合作中,商业合作公司仅仅是 NASA 的大型外包工厂,仅有承包其设备设计和组装的资格。与苏联的太空竞赛胜利完结后,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%。

  在经费严重不足、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 尽最大努力发掘太空商业价值。

  SpaceX 公司在进行整流罩分离测试 / SpaceX.com

  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。

  在 1994 年 NASA 又推出了“技术转移计划”,并慷慨地拿出了每年预算的 20%,用来支持商业合作伙伴协助研发新技术。其中包括可重复使用的航天器方案,降低进入太空的成本,同时正式开创了一个新市场:太空商业。

  NASA 局长查尔斯·博尔登解释,在美国财政预算拮据以至于几十年来发展太空技术的资金严重不足的时候,需要让私人机构充分参与进来。在“技术转移计划”中,NASA 重点扶持了两家老牌航天公司,波音公司和洛·马公司,两家都是 NASA 的长期外包公司,拥有 50 多年的航天发射经验和实力。

  贝索斯公司研发的火箭成功飞回 / Blue Origin

  21 世纪初,又一批试图改变游戏规则的公司出现,并以“物美价廉”的设计方案,打破了 NASA 与联合发射联盟的垄断合作。其中包括 SpaceX、轨道科学公司等。

  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。

  在这些政策的引导下,美国企业在太空领域如虎添翼,正是这些民营企业家,让美国跑赢了航空竞赛,跑在了宇宙探索的最前线。

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