七年前,“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
北京时间7日凌晨4时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。
“猎鹰重型”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。“猎鹰重型”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,“猎鹰重型”火箭可以运送2-4吨的货物至火星表面。
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”。
而本次发射的“猎鹰重型”火箭,正是在猎鹰9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。
商业的雪球
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9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20万-30万美元的燃料。
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”很长时间内可能都无法超越的竞争者有两家: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9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"猎鹰重型"火箭的价格相比,"蓝色起源-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"猎鹰重型"火箭便宜。”
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9号般直接落回发射坪,但是用直升机可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,美国国家航空航天局(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”。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。
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。1977-2012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,未来八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(000547,股吧)、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,保护它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/文 李烝/制图