06.27 SpaceX 如何開啟了新時代的太空競賽?

繼蘇聯解體、NASA 沒錢,上個世紀的太空競賽結束快 60 年後,新的太空競賽已經在私人企業之間開始了。明年不僅將有「太空機票」出售,目的地為火星的火箭也要開始發射試飛了。

SpaceX 如何開啟了新時代的太空競賽?

這一屆太空競賽的參賽選手有 5 名,分別是:

  • 特斯拉創始人伊隆 · 馬斯克的 SpaceX
  • 亞馬遜創始人傑夫 · 貝索斯的藍色起源
  • 維珍集團創始人理查德 · 布蘭森的維珍銀河公司
  • 微軟聯合創始人保羅 · 艾倫的 Stratolaunch
  • 波音公司
SpaceX 如何開啟了新時代的太空競賽?

▲ 其中 4 個選手的創辦人

1955 年,美國宣佈要向地球發射人造衛星,隨後蘇聯也宣佈同樣要向外太空發射衛星。

之後,美國和蘇聯開始了史無前例的太空競賽,在 1955-1957 年期間,火箭開始陸續發射,在狗和猩猩進入太空後,人類也進入了太空,接著人類登上月球,被送往火星、月球、土星的探測器也越來越多。

由於政治和經濟的原因,上一屆太空競賽結束後,NASA 在歷年縮減的預算中舉步維艱。若要論地球上做什麼項目燒錢最厲害,那些造超級高鐵、建廠造自動駕駛超跑的,都可以靠邊讓一讓了,在造火箭探索太空的項目面前,無法望其項背。

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▲ 史上運力最強的運載火箭土星 5 號

但這些私人企業在用其他自己的方法,將火箭發射的技術進行改造,通過回收火箭、批量發射等方式來降低成本,讓地球人太空旅行和移民外太空有了更加清晰的時間表。

當然,不要太相信這些時間表,因為時間表總是會因為各種因素而改變推遲,發佈時間表很容易,找到推遲時間表的理由也很容易。

一號選手 SpaceX

伊隆 · 馬斯克的 SpaceX 是備受矚目的 1 號參賽選手。

今年 2 月,SpaceX 的獵鷹重型火箭首飛成功,並且實現了對一級火箭的回收。這枚世界上現役運力最強的火箭,還將一臺櫻桃紅色的特斯拉超跑送上了太空。

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▲獵鷹 9 號火箭回收

作為一家民營企業,SpaceX 所出產航天器,由於價格低廉、性能穩定,已經在全球商用火箭市場上逐漸超越歐洲和俄羅斯。有統計顯示,2016 年 SpaceX 擁有的市場份額大約為全球的 30%,在 2017 年已經約為 45%,有預測顯示,將會在今年超過 60%。

就在 6 月,SpaceX 宣佈與美國空軍達成價值為 1.3 億美元的發射合同,將幫助他們發射代號為「Air Force Space Command-52」 的軍用衛星。並將由獵鷹重型火箭來發射這枚衛星。

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▲ 埃隆 · 馬斯克,圖片來自:Cetusnews

今年 3 月,伊隆 · 馬斯克在「西南偏南」音樂節上宣佈:

開往火星的飛船將在明年進行首飛。

SpaceX 為登陸火星而改造的飛船正在緊鑼密鼓地製造當中,在 2019 年的首飛,只是正式出發前的短途飛行。

有航空專家指出,按照天行運行的規律,每隔 26 個月才有機會飛往火星,而目前距離我們最近的一次機會在 2020 年,從地球到火星需要飛行 200 天左右。

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不過馬斯克說,對於 SpaceX 的 BFR 「Big Falcon Rocket」大型運載火箭而言,主推火箭擁有 31 個 Raptor 甲烷火箭引擎,順利的話能夠在 3 到 6 個月到達火星。

Space X 計劃在 2022 年發射至少兩艘貨船到火星,為日後的太空飛船提供能源、採礦技術和生命支持系統。隨後在 2024 年,計劃搭載宇航員登陸火星。

至於時間表會不會推遲,就不得而知了。

二號選手藍色起源

藍色起源是 SpaceX 一個強有力的對手,他們也有著一個將人類移民的目標。不過藍色起源的移民目的地是月球,不是火星。

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6 月 25 日,藍色起源的高級副總裁羅布 · 梅耶森(Rob Meyerson)表示,他們將在 2019 年開始出售太空旅行乘客票。但是並沒有公佈相應的價格。與此同時,他們的載人火箭 New Shepard 也將開始試飛。

New Shepard 的火箭也能夠進行回收利用,從而降低發射成本。不過這個火箭目前是用來提供太空旅行,到達預定的近地軌道觀測位置,讓買票登機的乘客,可以用 4 分鐘來俯瞰地球。

在今年 5 月份洛杉磯舉行的國際太空發展大會(International Space Development Conference)上,貝索斯跟公眾分享他對於藍色起源的規劃。

他說,藍色起源短期目標是要降低探索太空的成本,長期目標是讓以後上百萬人能夠在太空中工作,進行月球殖民,將月球作為重工業區,利用上面不間斷的太陽能,緩解地球上的能源壓力。

重工業不適合地球。或許在 100 年後,在太空裡從事重工業會更容易些,因為那裡有更充足的能源。

藍色起源接下來還會跟 NASA 合作開發月球探測器「Blue Moon」。

三號選手維珍銀河公司

今年以來,維珍銀河開始緊鑼密鼓地試飛航天器。4 月初,維珍銀河的 Unity 太空船完成首次飛行測試後,在 5 月底繼續進行了第二次火箭動力飛行。

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▲ Unity 飛船,圖片來自:維珍銀河

這是維珍銀河從 2014 年以來的首次動力飛行。2014 年,維珍銀河的 Enterprise 太空船發生致命事故後,開始打造第二代太空船 Unity。

維珍銀河的目標倒不是讓人類移民太空,而是想要為人們提供太空旅行,以及將衛星送入近地軌道。

坐維珍銀河的飛船在距離地面 70 英里左右的地方旅行,需要支付 25 萬美元即可。就連沙特阿拉伯王國也投資了維珍銀河 10 億美元。

四號微軟保羅的 Stratolaunch

從上面的幾個參賽選手看來,其背後總有一位很有錢、很想改變世界的土豪,微軟的聯合創始人保羅 · 艾倫也是一樣的土豪。保羅一手創辦的航天公司,生產的飛機名為「Stratolaunch」。

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Stratolaunch 可以說是世界上最大的飛機,雙身飛機,機翼展 117 米,跟一個標準足球場那麼長,淨重約 226.8 噸,最大起飛重量可達 589.7 噸。

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今年 2 月,Stratolaunch 在美國加州莫哈維沙漠進行了地面測試,首次飛行需要等到明年。

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Stratolaunch 屬於平流層飛機,可以搭載三枚火箭到達平流層後,再發射上太空。

這種批量發射火箭的方法,也是有效節約成本的方法。因為 Stratolaunch 以發射小型火箭為主,在平流層中發射不僅不需要在地面建造複雜的發射設施,還會比在地面發射節約更多燃料。

五號選手波音公司

在今年 4 月的一個公開活動上,波音公司總裁丹尼斯 · 米倫伯格(Dennis Muilenburg)向媒體表示,波音將會與 NASA 緊密合作,在未來十年內發射載人火箭登陸火星。

他還跟 SpaceX 打起了口水戰:

波音近期雖然沒有將汽車發射到太空的計劃,但我們未來可以將那輛櫻桃紅色的汽車帶回來。

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▲ 馬斯克今年 2 月送上天空的特斯拉跑車長這樣

波音從 2016 年開始就表示:

第一個登上火星的地球人,肯定是坐波音造的火箭上去的。

按照波音的計劃,今年 8 月,他們的 Starliner 載人飛船就會進行首次無人試飛,接著在 11 月進行首次載人航天飛行。

波音這麼拽,也不是沒有道理的。波音的大客戶主要是 NASA。早在阿波羅計劃和天空實驗室等多個項目中,NASA 就參與制造了史上運力最強的運載火箭「土星五號」。

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▲ SLS 火箭概念圖,圖片來:波音

按照波音和 NASA 的時間表,在 2030 年代中期,他們將使用合作研發的太空發射系統(Space Launch System,SLS)將宇航員送上火星軌道,接著登陸火星。

這位選手和一號選手 SpaceX 究竟誰會先到達火星?只能拭目以待了。

獲益的依然是地球人

民營企業之所以能夠在近年來快速發展,除了技術的突破和積累,有足夠更多的研發資金,政策上的鬆動也很重要。

NASA 的研發經費被砍後,科學實驗還是要進行的。

SpaceX 如何開啟了新時代的太空競賽?

1984 年,當時的美國總統里根簽署《商業太空發射法案》,允許政府也即是 NASA,可以向民營企業支付報酬,以獲取他們提供的太空運載服務。可以說,這個法案簡直是民營企業開展太空探索的一級助推火箭。

NASA 將自身的重點轉移到深空科學研究,而搭載物資和宇航員往返國際空間站的活兒,就開始外包給民營企業了,其中就包括 SpaceX、波音等等。

2015 年,奧巴馬簽署《美國商業太空發射競爭法案》,讓太空競賽有了更大的加速度。

這個法案直接取消了民營企業在太空探索方面的諸多限制,並允許進行私人太空採礦。不過小行星上面的礦產,目前並不能說是歸屬誰或者哪個國家的,只是誰先拿到就歸誰。

雖然移民外太空的路途非常遙遠,在實現這個目標之前,隨著航空技術的發展,這些技術不僅會被引用到近地軌道觀光,還會被應用到洲際飛行中。

SpaceX 如何開啟了新時代的太空競賽?

在前往月球或者火星居住依然有點難想象的時代,我們依然又有希望先看到這樣的技術應用:去近地軌道上俯瞰地球,或者乘坐洲際火箭旅行,紐約到上海花費 39 分鐘。


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