馬斯克的一小步!Space X將如何實現(xiàn)“鋼鐵俠”的太空夢?

在經(jīng)歷了26小時的漫長飛行后,美國東部時間周日(3日)上午,SpaceX首次試飛的載人版“飛龍”飛船(Crew Dragon)與國際空間站對接。

這是近8年來,來自美國的載人飛船再次與國際空間站親密接觸。

這一最多可以搭載七名宇航員的飛船這次并沒有實際載人飛行,而是搭載了一個假人,用于收集數(shù)據(jù),飛龍?zhí)栐?日和國際空間站分離,并返回地球。

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國際空間站的宇航員和身后搭乘飛龍?zhí)柕募偃耍约懊q玩具小地球。

馬斯克在發(fā)射成功后的新聞發(fā)布會上稱,Space X實現(xiàn)載人航天將在今年晚些時候?qū)崿F(xiàn)。市場普遍預(yù)計,在今年7月,將會有兩名宇航員搭乘Space X抵達國際空間站。

在不到二十年的時間里,馬斯克就復(fù)制了NASA戰(zhàn)后數(shù)十年的道路,并在火箭、飛船等產(chǎn)品上進行了非常多的改善。但是,對“鋼鐵俠”馬斯克的太空夢來說,這也許只是其中的一小步。

上月球、登火星:馬斯克的太空野心有多大?

造電動車、修超高速鐵路、再次登月、殖民火星、太空旅游……人們通常只能在科幻電影中看到的情節(jié),馬斯克都在嘗試將這些變成現(xiàn)實。

在馬斯克天馬行空的太空夢想中,Space X扮演著重要的角色。

2002年,早在創(chuàng)辦特斯拉之前,馬斯克就創(chuàng)辦了Space X公司(全稱Space Exploration Technologies Corporation,中文名為太空探索科技公司),其目標是降低太空運輸成本,并進行火星殖民。

目前,該公司的主要產(chǎn)品包括獵鷹系列運載火箭以及飛龍系列飛船。

截止2018年3月,Space X已經(jīng)進行了超過100次發(fā)射任務(wù),合同收入約120億美元。

從合同性質(zhì)上來看,Space X的合同既有商業(yè)合同,也有來自美國國家航空航天局(NASA)和美國國防部的政府合同。從訂單數(shù)量來看,Space X在商業(yè)發(fā)射服務(wù)領(lǐng)域保持全球領(lǐng)先地位。

當然,此次飛向國際空間站并非Space X產(chǎn)品第一次和國際空間站接觸。

早在十多年前,Space X就拿到了NASA的運輸合同。2006年8月18日,Space X宣布它獲得NASA商業(yè)軌道運輸服務(wù)的合約,證明了自己是NASA運送貨物到國際空間站的選項之一。2008年12月,Space X獲得價值16億美元的商業(yè)補給服務(wù)的合約,從而保證航天飛機在2010年退役后國際空間站補給任務(wù)能夠正常進行。

這并不是NASA和Space X蜜月期的終結(jié)。2012年8月,雙方簽署了一項大型開發(fā)合約,旨在設(shè)計下一代載人航空器,以在2017年能夠重啟美國載人航天計劃,波音、航太企業(yè)Sierra Nevada公司、軍工企業(yè)格魯門公司也同NASA簽訂了類似的合約。

在和這些公司簽訂合約后,NASA將原來壟斷的載人航天飛行業(yè)務(wù)面向私人公司,如今在美國,作為政府機構(gòu)之一的NASA和商業(yè)公司都有能力提供商業(yè)載人航天飛行服務(wù)。

作為該協(xié)議的一部分,Space X獲得了一份價值高達4.4億美元的合約。

之后數(shù)年,在獲得諸多投資和合約之后,Space X多次進行發(fā)射和回收火箭試驗。

當然,這些成就在馬斯克看來都只是萬里長征第一步。很多人都在指責馬斯克的夢想不切實際,但從他近20年來對航天的投入和取得的成績來看,他的太空夢是認真的。

在去年年初,SpaceX成功發(fā)射了現(xiàn)役世界上最強大的火箭“重型獵鷹”(Falcon Heavy),并且將一輛搭載著假人的特斯拉跑車Roadstar發(fā)射至外太空。在不久的將來,大獵鷹火箭也將問世,這將是馬斯克殖民火星夢想的重要設(shè)施。

據(jù)馬斯克的介紹,大獵鷹火箭將長達106米,寬9米,起飛推力達到1100萬磅,是重型獵鷹的兩倍,能夠?qū)⑤d滿人類和貨物的太空船運送到外太空。

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從不斷試飛的獵鷹火箭和一次次飛向國際空間站的飛龍飛船,馬斯克在月球建基地、在火星開辟殖民地的夢想已經(jīng)越來越近。

生逢其時 Space X發(fā)展順利

和命途多舛、總是遭到華爾街白眼的特斯拉相比,Space X可謂發(fā)展相當順利。

馬斯克麾下的公司都具有高投入、回報周期長等特點,除了Space X和至今在財務(wù)方面仍未完全擺脫困境的特斯拉之外,馬斯克還有一家太陽能公司SolarCity和Space X的子公司、專注于新型地下交通的Boring Company。

對這樣的公司來說,持續(xù)穩(wěn)定的現(xiàn)金流十分重要。目前Space X尚未上市,其資金來源主要仰仗同NASA以及其他商業(yè)伙伴的合約。

2011年,奮進號航天飛機退役之后,NASA再無航天飛機或其他載人飛行器向國際空間站運輸宇航員,國際空間站的人員運輸目前完全依賴俄羅斯的飛行器。在物資運輸方面,NASA則借助Space X等企業(yè)研制的飛行器。

如今,Space X從NASA拿到的錢已經(jīng)超過20億美元,未來,隨著NASA不斷希望借助民間力量完成太空探索計劃,這一資金來源并不會讓Space X發(fā)愁。

遠比航天飛機先進 飛龍飛船改進了什么?

當然,此次奔向國際空間站的飛龍?zhí)栵w船并非是簡單復(fù)制航天飛機。不論從技術(shù)、搭載能力還是經(jīng)濟效益上,飛龍?zhí)柖济黠@勝過航天飛機。

首先,飛龍?zhí)栵w船“豪華配置版”可以達到15噸,這也是目前全球最大的飛船,并且可以實現(xiàn)從9噸到15噸的靈活配置。除了做載人飛船之外,如有必要,飛龍?zhí)栠€可以變身登月艙、登陸火星艙等模式,足以見得其高效。

第二,飛龍?zhí)栍卸囗椉夹g(shù)突破。例如,飛龍?zhí)柺状螄L試采用了自動對接技術(shù),而不再是此前航天飛機常用的機械臂對接方式。此前只有俄羅斯和中國掌握了自動對接技術(shù),Space X可以說為美國的航天技術(shù)補上了一塊短板。此外,飛龍?zhí)柌僮飨到y(tǒng)的自動化程度很高,人機界面友好、操作簡單。與其他航天飛船動輒約2000個旋鈕、按鈕、刻度盤、開關(guān)和各種控制裝置不同,飛龍?zhí)栔挥写蠹s30個旋鈕,非常簡便。這一設(shè)計也有助于降低飛船故障率。

第三,強大的載人能力。這次送上國際空間站的飛龍?zhí)栵w船最多可以搭載7名宇航員。相較而言,美國早期的水星計劃、雙子座、阿波羅飛船只能載1-3人,蘇聯(lián)以及之后俄羅斯的東方號、聯(lián)盟號也只能搭載1-3人。目前NASA正在研制的獵戶座飛船能搭載2-6人。

第四,飛龍?zhí)柕陌踩杂辛撕艽筇嵘ASA之所以愿意找Space X這樣的私企承擔載人航天業(yè)務(wù),其目的之一就是提高太空飛行的安全性。2011年NASA主持的商業(yè)載人航天項目(CCP)對安全性的要求是:飛船發(fā)射上升段和返回下降段宇航員損失比不得超過1:500,即每500次任務(wù)最多只能損失1位宇航員。考慮到最長210天的任務(wù)周期和各種太空意外,總指標是1:270。

對比來看,此前NASA自發(fā)進行的航天飛機項目要求1:90,俄羅斯聯(lián)盟號飛船要求是1:110。實際上,航天飛機在135次任務(wù)中失敗2次并犧牲了14位宇航員,聯(lián)盟號飛船的宇航員損失比是1:87。

最后,由于回收利用率高,飛龍?zhí)柕某杀具h低于其他系列的飛船。飛龍?zhí)栕詭右菹到y(tǒng),降低了逃逸塔的成本;此外,該飛船還在整流罩、隔熱罩、火箭等高造價部分成功降低成本,更有市場競爭力。

飛龍飛船或為美國“航天軍”鋪路

此外,特朗普上臺以來也推出諸多利好Space X的消息。

去年六月,美國總統(tǒng)特朗普下令國防部組建獨立的航天軍,成為美國陸軍、海軍、空軍、海軍陸戰(zhàn)隊和海岸警衛(wèi)隊之后的第六個軍種。當然,這一命令并未得到執(zhí)行,五角大樓的想法是希望這支軍隊盡可能小,并將其列在空軍之下。

盡管如此,旨在“讓美國再次偉大”的特朗普也希望美國人能夠再次在太空競爭中占得先機,在面臨國會和國防部的壓力時,特朗普則將目光投向了Space X這樣的私企。

為了讓美國人重返月球、探索火星,特朗普也放松了對太空商業(yè)探索的限制,他甚至一度提及建議在2025年將國際空間站私有化。

特朗普還向Space X等私營太空探索公司打氣,要求他們在太空探索上“打敗”NASA:放手干吧,如果你們能在登陸火星一事上打敗我們,我們會非常高興。

在這樣的背景下,有分析認為,飛龍?zhí)栵w船順利和國際空間站接軌,實際上是為美國的航天軍鋪路。

不缺人、不差錢 Space X真有可能助力馬斯克實現(xiàn)太空夢

在技術(shù)和人才方面,在以創(chuàng)新聞名的硅谷,Space X并不缺人——盡管由于相關(guān)技術(shù)有一定敏感性,僅有美國公民可以加入其公司,但該公司已經(jīng)擁有了超過六千名員工,大多數(shù)都是從事研發(fā)的科學(xué)家和工程師。此外,由于和NASA的緊密聯(lián)系,在發(fā)射基地和一系列技術(shù)上,Space X都可以獲得相當?shù)募夹g(shù)支持。

在可以預(yù)見的未來,Space X在資金方面并不會存在明顯缺口。

除了來自NASA和其他機構(gòu)的商業(yè)訂單,從更宏大的視角來看,由于時代背景的變化,馬斯克在太空探索方面實際上還有額外的商業(yè)支持。

第二次世界大戰(zhàn)后,人類太空探索進入高潮,其中美蘇兩國表現(xiàn)尤其搶眼。誠然,這一階段人類取得了不少耀眼的成就,例如人造衛(wèi)星、載人航天、登月等,但進入1990年代之后,美俄兩國除了國際空間站這一合作成果外,在突破性進展方面乏善可陳。

如今,Space X面臨的發(fā)展環(huán)境相對而言要好很多。

一方面,Space X可以和NASA等政府機構(gòu)合作,甚至未來不排除同美國軍方合作的可能性,該公司能夠從美國政府獲得足夠的支持。

另一方面,Space X擁有自己的商業(yè)服務(wù),其中不僅包括發(fā)射衛(wèi)星或其他飛行器等業(yè)務(wù),同時還包括太空旅游等商業(yè)服務(wù)。去年,馬斯克還曾設(shè)想要推出在全球主要城市實現(xiàn)火箭交通,搭乘火箭都會在1小時內(nèi)到達全球任一目的地。

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在宣傳片中,馬斯克設(shè)想未來人們搭乘火箭,從紐約到上海只需要39分鐘。

如果上述商業(yè)計劃都能成真,那么Space X未來“不差錢”。畢竟,太空旅游和火箭出行將會有很大的市場空間。未來,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的財路可謂寬廣。

更何況,如果此次搭載假人的Space X能夠平安歸來,以及7月的載人計劃能夠順利實施,那么相當于Space X給自己打了免費的廣告,未來無論是太空旅行還是更大規(guī)模的太空科學(xué)實驗設(shè)施建造及運輸,馬斯克的這家公司都將可能發(fā)揮重要的作用。

最后,和亞馬遜CEO貝索斯麾下的藍色起源(Blue Origin)等類似公司相比,馬斯克的航天夢走得更遠也更踏實。

藍色起源比Space X早兩年創(chuàng)立,和Space X想要實現(xiàn)人類向其他星球移民的目標不同,藍色起源的目標集中于實現(xiàn)在亞軌道(現(xiàn)有飛機的最高飛行高度和衛(wèi)星的最低軌道高度之間)上的人類太空飛行,瞄準太空旅游業(yè)。

Space X的另一個主要競爭對手就是Virgin Galactic,這家創(chuàng)立于2004年的公司希望打造世界上第一條商業(yè)航天線。不過,他們的測試在2014年宣告失敗,目前還不知道第一次載人飛行將會是什么時候。

此外,還有波音等老牌航空航天企業(yè)同Space X競爭。由于多年的技術(shù)積累,波音也和Space X一起為NASA和國際空間站服務(wù)。

不過,在新興的這些航天企業(yè)中,Space X目前獨占鰲頭,不論是獲得NASA和其他機構(gòu)的支持,還是技術(shù)水平,都遠遠領(lǐng)先藍色起源。

如果有一天人類真的要大規(guī)模殖民火星,按照現(xiàn)在的情況來看,大概率是要坐著Space X的飛船和火箭去了。

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