马斯克的一小步!Space X将如何实现“钢铁侠”的太空梦?

  • 科技 • 2019-03-09
  • 来源:华尔街见闻
  • 作者:曹泽熙
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很多人惊叹于Space X发射载人飞船,但他们却觉得马斯克在月球建基地、殖民火星的计划不靠谱。在今天,商业上已经取得一定成功的Space X正在为钢铁侠的太空梦搭建未来
在经历了26小时的漫长飞行后,美国东部时间周日(3日)上午,SpaceX首次试飞的载人版“飞龙”飞船(Crew Dragon)与国际空间站对接。


这是近8年来,来自美国的载人飞船再次与国际空间站亲密接触。

这一最多可以搭载七名宇航员的飞船这次并没有实际载人飞行,而是搭载了一个假人,用于收集数据,飞龙号在8日和国际空间站分离,并返回地球。

马斯克在发射成功后的新闻发布会上称,Space X实现载人航天将在今年晚些时候实现。市场普遍预计,在今年7月,将会有两名宇航员搭乘Space X抵达国际空间站。

在不到二十年的时间里,马斯克就复制了NASA战后数十年的道路,并在火箭、飞船等产品上进行了非常多的改善。但是,对“钢铁侠”马斯克的太空梦来说,这也许只是其中的一小步。

上月球、登火星:马斯克的太空野心有多大?

电动车、修超高速铁路、再次登月、殖民火星、太空旅游……人们通常只能在科幻电影中看到的情节,马斯克都在尝试将这些变成现实。

在马斯克天马行空的太空梦想中,Space X扮演着重要的角色。

2002年,早在创办特斯拉之前,马斯克就创办了Space X公司(全称Space Exploration Technologies Corporation,中文名为太空探索科技公司),其目标是降低太空运输成本,并进行火星殖民。

目前,该公司的主要产品包括猎鹰系列运载火箭以及飞龙系列飞船。

截止2018年3月,Space X已经进行了超过100次发射任务,合同收入约120亿美元。

从合同性质上来看,Space X的合同既有商业合同,也有来自美国国家航空航天局(NASA)和美国国防部的政府合同。从订单数量来看,Space X在商业发射服务领域保持全球领先地位。

当然,此次飞向国际空间站并非Space X产品第一次和国际空间站接触。

早在十多年前,Space X就拿到了NASA的运输合同。2006年8月18日,Space X宣布它获得NASA商业轨道运输服务的合约,证明了自己是NASA运送货物到国际空间站的选项之一。2008年12月,Space X获得价值16亿美元的商业补给服务的合约,从而保证航天飞机在2010年退役后国际空间站补给任务能够正常进行。

这并不是NASA和Space X蜜月期的终结。2012年8月,双方签署了一项大型开发合约,旨在设计下一代载人航空器,以在2017年能够重启美国载人航天计划,波音、航太企业Sierra Nevada公司、军工企业格鲁门公司也同NASA签订了类似的合约。

在和这些公司签订合约后,NASA将原来垄断的载人航天飞行业务面向私人公司,如今在美国,作为政府机构之一的NASA和商业公司都有能力提供商业载人航天飞行服务。

作为该协议的一部分,Space X获得了一份价值高达4.4亿美元的合约。

之后数年,在获得诸多投资和合约之后,Space X多次进行发射和回收火箭试验。

当然,这些成就在马斯克看来都只是万里长征第一步。很多人都在指责马斯克的梦想不切实际,但从他近20年来对航天的投入和取得的成绩来看,他的太空梦是认真的。

在去年年初,SpaceX成功发射了现役世界上最强大的火箭“重型猎鹰”(Falcon Heavy),并且将一辆搭载着假人的特斯拉跑车Roadstar发射至外太空。在不久的将来,大猎鹰火箭也将问世,这将是马斯克殖民火星梦想的重要设施。

据马斯克的介绍,大猎鹰火箭将长达106米,宽9米,起飞推力达到1100万磅,是重型猎鹰的两倍,能够将载满人类和货物的太空船运送到外太空。

从不断试飞的猎鹰火箭和一次次飞向国际空间站的飞龙飞船,马斯克在月球建基地、在火星开辟殖民地的梦想已经越来越近。

生逢其时 Space X发展顺利

和命途多舛、总是遭到华尔街白眼的特斯拉相比,Space X可谓发展相当顺利。

马斯克麾下的公司都具有高投入、回报周期长等特点,除了Space X和至今在财务方面仍未完全摆脱困境的特斯拉之外,马斯克还有一家太阳能公司SolarCity和Space X的子公司、专注于新型地下交通的Boring Company。

对这样的公司来说,持续稳定的现金流十分重要。目前Space X尚未上市,其资金来源主要仰仗同NASA以及其他商业伙伴的合约。

2011年,奋进号航天飞机退役之后,NASA再无航天飞机或其他载人飞行器向国际空间站运输宇航员,国际空间站的人员运输目前完全依赖俄罗斯的飞行器。在物资运输方面,NASA则借助Space X等企业研制的飞行器。

如今,Space X从NASA拿到的钱已经超过20亿美元,未来,随着NASA不断希望借助民间力量完成太空探索计划,这一资金来源并不会让Space X发愁。

远比航天飞机先进 飞龙飞船改进了什么?

当然,此次奔向国际空间站的飞龙号飞船并非是简单复制航天飞机。不论从技术、搭载能力还是经济效益上,飞龙号都明显胜过航天飞机。

首先,飞龙号飞船“豪华配置版”可以达到15吨,这也是目前全球最大的飞船,并且可以实现从9吨到15吨的灵活配置。除了做载人飞船之外,如有必要,飞龙号还可以变身登月舱、登陆火星舱等模式,足以见得其高效。

第二,飞龙号有多项技术突破。例如,飞龙号首次尝试采用了自动对接技术,而不再是此前航天飞机常用的机械臂对接方式。此前只有俄罗斯和中国掌握了自动对接技术,Space X可以说为美国的航天技术补上了一块短板。此外,飞龙号操作系统的自动化程度很高,人机界面友好、操作简单。与其他航天飞船动辄约2000个旋钮、按钮、刻度盘、开关和各种控制装置不同,飞龙号只有大约30个旋钮,非常简便。这一设计也有助于降低飞船故障率。

第三,强大的载人能力。这次送上国际空间站的飞龙号飞船最多可以搭载7名宇航员。相较而言,美国早期的水星计划、双子座、阿波罗飞船只能载1-3人,苏联以及之后俄罗斯的东方号、联盟号也只能搭载1-3人。目前NASA正在研制的猎户座飞船能搭载2-6人。

第四,飞龙号的安全性有了很大提升。NASA之所以愿意找Space X这样的私企承担载人航天业务,其目的之一就是提高太空飞行的安全性。2011年NASA主持的商业载人航天项目(CCP)对安全性的要求是:飞船发射上升段和返回下降段宇航员损失比不得超过1:500,即每500次任务最多只能损失1位宇航员。考虑到最长210天的任务周期和各种太空意外,总指标是1:270。

对比来看,此前NASA自发进行的航天飞机项目要求1:90,俄罗斯联盟号飞船要求是1:110。实际上,航天飞机在135次任务中失败2次并牺牲了14位宇航员,联盟号飞船的宇航员损失比是1:87。

最后,由于回收利用率高,飞龙号的成本远低于其他系列的飞船。飞龙号自带逃逸系统,降低了逃逸塔的成本;此外,该飞船还在整流罩、隔热罩、火箭等高造价部分成功降低成本,更有市场竞争力。

飞龙飞船或为美国“航天军”铺路

此外,特朗普上台以来也推出诸多利好Space X的消息。

去年六月,美国总统特朗普下令国防部组建独立的航天军,成为美国陆军、海军、空军、海军陆战队和海岸警卫队之后的第六个军种。当然,这一命令并未得到执行,五角大楼的想法是希望这支军队尽可能小,并将其列在空军之下。

尽管如此,旨在“让美国再次伟大”的特朗普也希望美国人能够再次在太空竞争中占得先机,在面临国会和国防部的压力时,特朗普则将目光投向了Space X这样的私企。

为了让美国人重返月球、探索火星,特朗普也放松了对太空商业探索的限制,他甚至一度提及建议在2025年将国际空间站私有化。

特朗普还向Space X等私营太空探索公司打气,要求他们在太空探索上“打败”NASA:放手干吧,如果你们能在登陆火星一事上打败我们,我们会非常高兴。

在这样的背景下,有分析认为,飞龙号飞船顺利和国际空间站接轨,实际上是为美国的航天军铺路。

不缺人、不差钱 Space X真有可能助力马斯克实现太空梦

在技术和人才方面,在以创新闻名的硅谷,Space X并不缺人——尽管由于相关技术有一定敏感性,仅有美国公民可以加入其公司,但该公司已经拥有了超过六千名员工,大多数都是从事研发的科学家和工程师。此外,由于和NASA的紧密联系,在发射基地和一系列技术上,Space X都可以获得相当的技术支持。

在可以预见的未来,Space X在资金方面并不会存在明显缺口。

除了来自NASA和其他机构的商业订单,从更宏大的视角来看,由于时代背景的变化,马斯克在太空探索方面实际上还有额外的商业支持。

第二次世界大战后,人类太空探索进入高潮,其中美苏两国表现尤其抢眼。诚然,这一阶段人类取得了不少耀眼的成就,例如人造卫星、载人航天、登月等,但进入1990年代之后,美俄两国除了国际空间站这一合作成果外,在突破性进展方面乏善可陈。

如今,Space X面临的发展环境相对而言要好很多。

一方面,Space X可以和NASA等政府机构合作,甚至未来不排除同美国军方合作的可能性,该公司能够从美国政府获得足够的支持。

另一方面,Space X拥有自己的商业服务,其中不仅包括发射卫星或其他飞行器等业务,同时还包括太空旅游等商业服务。去年,马斯克还曾设想要推出在全球主要城市实现火箭交通,搭乘火箭都会在1小时内到达全球任一目的地。

如果上述商业计划都能成真,那么Space X未来“不差钱”。毕竟,太空旅游和火箭出行将会有很大的市场空间。未来,如果Space X能成功降低太空旅游的成本,并提升火箭出行的安全性,那么Space X的财路可谓宽广。

更何况,如果此次搭载假人的Space X能够平安归来,以及7月的载人计划能够顺利实施,那么相当于Space X给自己打了免费的广告,未来无论是太空旅行还是更大规模的太空科学实验设施建造及运输,马斯克的这家公司都将可能发挥重要的作用。

最后,和亚马逊CEO贝索斯麾下的蓝色起源(Blue Origin)等类似公司相比,马斯克的航天梦走得更远也更踏实。

蓝色起源比Space X早两年创立,和Space X想要实现人类向其他星球移民的目标不同,蓝色起源的目标集中于实现在亚轨道(现有飞机的最高飞行高度和卫星的最低轨道高度之间)上的人类太空飞行,瞄准太空旅游业。

Space X的另一个主要竞争对手就是Virgin Galactic,这家创立于2004年的公司希望打造世界上第一条商业航天线。不过,他们的测试在2014年宣告失败,目前还不知道第一次载人飞行将会是什么时候。

此外,还有波音等老牌航空航天企业同Space X竞争。由于多年的技术积累,波音也和Space X一起为NASA和国际空间站服务。

不过,在新兴的这些航天企业中,Space X目前独占鳌头,不论是获得NASA和其他机构的支持,还是技术水平,都远远领先蓝色起源。

如果有一天人类真的要大规模殖民火星,按照现在的情况来看,大概率是要坐着Space X的飞船和火箭去了。

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