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创造历史的 SpaceX 凭什么超越百年波音?

本文作者:付静 2020-06-01 18:51
导语:这场竞争并未结束。

北京时间 5 月 31 日凌晨 3 点 23 分,SpaceX DM-2 龙飞船(Crew Dragon)在美国肯尼迪航天中心 39A 发射场正式发射成功。约 19 个小时后,载人龙飞船与国际空间站成功对接,开启了全球商业载人航天新时代。

创造历史的 SpaceX 凭什么超越百年波音?

【两名宇航员进入国际空间站,与三位已在国际空间站的宇航员正式见面】

而在这背后,是一场近十年的太空竞争。

忍气吞声终究不是长久之计

故事要从国际空间站说起。

国际空间站是如今世界上在轨运行最大的空间站,于 2010 年完成建造任务转入全面使用阶段,主要由美国国家航空航天局(NASA)、俄罗斯国家航天集团(Roscosmos)、欧洲航天局(ESA)、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)和加拿大空间局(CSA)共同运营。

为方便宇航员往返于地面和宇宙空间,经过多年研究,世界上第一种往返于地面和宇宙空间的可重复使用航天运载器「美国航天飞机」得以拥有姓名。

1981 年 4 月 12 日,第一架航天飞机“哥伦比亚号”首次执行 STS-1 任务,拉开了航天飞机时代的大幕。虽然“挑战者号”、“哥伦比亚号”分别于 1986 年、2003 年失事,但不可否认的是,美国航天飞机在太空探索史上仍然具有重要的意义。

2011 年 7 月 8 日上午,“亚特兰蒂斯号”从肯尼迪航天中心成功发射升空,这是长达 30 年的美国航天飞机时代的第 135 次升空,也是美国航天飞机的最后一次飞行。

此后,美国向国际空间站运送宇航员和货物都需要花大价钱购买俄罗斯“联盟号”飞船 Soyuz MS-17 船票(当前一张船票的票价约为 8600 万美元)。“联盟号”由前苏联设计,于 1967 年 4 月 23 日首飞,曾一度成为宇航员往返国际空间站的唯一运输工具。

值得一提的是,一旦国际空间站出现紧急情况,逃生舱也全是为俄罗斯宇航员准备的,国际空间站上的美国宇航员则处于绝对劣势地位。

对美国来讲,忍气吞声终究不是长久之计,但毕竟发展航天事业太烧钱了,因此 NASA 便有了一条开放商业竞争的新思路——让商业公司分担重任、国家给予技术与经费支持,鼓励其开发往返空间站和地面的航天运载器,一个名为「Commercial Crew Program」(商业载人航天飞行项目)的计划应运而生。

创造历史的 SpaceX 凭什么超越百年波音?

四名选手,三轮竞争

根据维基百科,「Commercial Crew Program」始于 2011 年,在随后两年的一系列公开竞争中,波音公司(Boeing)、蓝色起源(Blue Origin)、内华达山脉(Sierra Nevada)和钢铁侠马斯克的 SpaceX 成功竞标。

由此,竞争便开始了。

创造历史的 SpaceX 凭什么超越百年波音?

【马斯克在最新推特中感慨“九年了”】

第一轮竞争中,NASA 拨款 13 亿美元,为商业公司载人航天技术的开发提供资金。

第二轮竞争旨在确定航天运载器的具体方案,其中:

  • 蓝色起源获 2200 万美元,用于开发其双锥头太空舱概念;

  • SpaceX 获 7500 万美元,用于开发龙飞船和“猎鹰9号”载人运载火箭

  • 内华达山脉获 8000 万美元,用于开发“追梦者”(Dream Chaser)航天飞机;

  • 波音公司获 9230 万美元,用于开发 CST-100 宇宙飞船。

第二轮竞争于 2014 年 5 月截止,NASA 在竞争者中确定获胜方案,成功晋级到第三轮竞争「Commercial Crew integrated Capability」(商业载人航天飞行综合能力)中的公司,也将获得新一轮的资金支持。

值得一提的是,在这个节点上,由贝佐斯创立的蓝色起源决定不再参与竞争,但其载人航天项目仍将继续,只不过所有经费将完全依靠贝佐斯个人。

第三轮竞争中,内华达山脉获 2.125 亿美元拨款,SpaceX 获 4.4 亿美元拨款,波音获 4.6 亿美元拨款。 

几轮竞争结束后,2014 年 9 月 16 日,波音的 CST-100 宇宙飞船和 SpaceX 的龙飞船最终被 NASA 选中。

对此,内华达山脉向政府问责局(GAO)表示抗议,但被联邦法院否决。之后,内华达山脉接受了这一结果,在解雇了 90 名员工后,将其“追梦者”航天器重新设计为一种商业航天的租用飞行器,在地面和国际空间站间执行无缝物资补给任务。

也就是说,此时赛道上只剩下 SpaceX 和波音两名选手。

向商业载人航天时代冲刺

而两名选手在向商业载人航天时代冲刺的过程中,也并非一帆风顺。

实际上,按 NASA 最初的计划,第一批载人航天飞行任务将于 2017 年底前完成,但在航天器和运载火箭的设计、测试和运行过程中出现了诸多问题,发射任务一拖再拖——2016 年 5 月,波音公司表示,由于 CST-100 Starliner 飞船首发用的 Atlas V N22 运载火箭存在问题,首飞推迟到 2018 年;同年 12 月,SpaceX 也宣布其首飞将推迟到 2018 年。

与此同时,NASA 也承受着来自俄罗斯方面的压力——美国宇航员参与联盟计划(Soyuz programme)的机会日益减少,政府自然也开始担心起来。

2017 年 2 月,美国政府问责局建议 NASA 为商业载人飞行任务制定进一步的计划。

基于此,2018 年 8 月,NASA 确定了乘坐 CST-100 Starliner 飞船和龙飞船的宇航员;10 月,NASA 宣布,飞船将于 2019 年启动发射演示。

令人欣慰的是,无载人 SpaceX Demo-1 任务于 2019 年 3 月 2 日启动,猎鹰 9 号一级火箭成功回收,飞船也成功与国际空间站对接,并于 6 天后返回地球。然而,龙飞船太空舱在 2019 年 4 月的静态点火试验中发生爆炸,因此被意外摧毁,再次影响了飞船的载人首飞进度。

而另一边,波音的轨道飞行试验和飞船飞行试验均因 CST-100 Starliner 飞船中止系统试验失败而推迟,再加上一些未披露的因素,波音 CST-100 Starliner 飞船的试验日期不断延后。

可见,虽然二者都遭遇了失败,但 SpaceX 的效率较高,成为超越波音的关键。

另外值得一提的是,在三轮竞争之后,波音获得了 42 亿美元拨款,而 SpaceX 仅仅获得了 26 亿美元。于 2002 年 6 月建立的 SpaceX,在已有百年历史的全球航天航空行业领袖企业面前,拼资历、拼经费,都是不现实的。

面对这种尴尬的境地,SpaceX 的方案也很简单粗暴——省钱。

雷锋网此前报道过,SpaceX 有一项独出心裁的火箭回收技术,通过采用航天超强度铝锂合金材料、增加挡热板等措施,其火箭已得到多次回收,节省了不少成本,这实际上也是 SpaceX 此次胜出的一个原因。

创造历史的 SpaceX 凭什么超越百年波音?

后来的故事我们都知道了,SpaceX 率先开启了全球商业载人航天新时代。

实际上,SpaceX 曾受到不少质疑,马斯克在 SpaceX 载人火箭发射成功发布会上哽咽着说:

质疑的声音让我们更想成功,SpaceX 创立之初我也觉得只有 10% 的可能成功。SpaceX 和特斯拉都曾面临破产,2008 年是非常艰难的一年,我们试了 4 次才让猎鹰 1 号火箭成功入轨。

需要明确的是,尽管 SpaceX 抢先一步完成了首飞,但这并不代表 SpaceX 形成了垄断局面。

下一场比拼,哪家公司又会脱颖而出,我们拭目以待。 

引用来源:

https://en.wikipedia.org/wiki/Commercial_Crew_Program

https://tech.sina.com.cn/it/2020-06-01/doc-iircuyvi6044378.shtml

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