SpaceX和Blue Origin的太空角逐正在升温
IEEE电气电子工程师学会 2019-03-14 21:34

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最强的太空角逐正在升温。

在过去10年里,太空业务的商业发展欣欣向荣。蓝色起源公司(Blue Origin)和太空探索技术公司(SpaceX,以下简称太空探索)脱颖而出,成为最具发展前景的公司。

这两家公司表面看起来十分相似。他们的创始人均是凭借互联网起家的亿万富翁:蓝色起源的杰夫•贝索斯凭借亚马逊网站发家,太空探索的埃隆•马斯克的第一笔财富源自知名的互联网公司贝宝。蓝色起源和太空探索均为政府和商业客户研发可搭载人和卫星且可以重复发射的大型运载工具,并均以弥赛亚式的“人类未来不止于地球”为愿景。新的一年,这两大巨头将继续角逐,我们很可能见证他们的重要时刻。

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在过去的几年里,太空探索已经发展成全球最具活力的空间发射公司之一。仅在2018年,该公司就进行了20次太空发射,预计年底还将进行2次发射,约占世界总发射次数(约100次)的20%。

该公司还有另一大特色——它是唯一可回收再利用运载火箭的公司。猎鹰9号第一级运载火箭从经历多次爆炸而着陆失败的新奇产品,发展成为能完成大部分发射任务的例行工具。2018年5月,太空探索推出新型猎鹰9号运载火箭Block 5,这款第一级火箭的设计飞行次数可达10余次。

未来几年,猎鹰9号运载火箭将成为太空探索的主力运载工具,但该公司在推出Block 5型运载火箭3个月前,新增加了一款新型运载火箭。2018年2月,公司发射了首款猎鹰重型运载火箭,包括排成一列的3架猎鹰9号第一级运载火箭。猎鹰重型运载火箭的近地轨道载重能力超过60吨,远远超过现有任何运载火箭。

但即便如此,猎鹰重型火箭仍无法与太空探索正在研发的、一直以来被称为“大猎鹰火箭”(BFR)的运载器相比(火箭开发商最初使用BFR缩写作为项目的非正式代号)。2018年11月下旬,马斯克宣布为大猎鹰火箭改名——将载人上级火箭称为“星际飞船”(Starship),下级助推器称为“超重量级”(Super Heavy)。该助推器将安装31台该公司目前正在研发的“猛禽”发动机,而“星际飞船”将安装7台猛禽发动机。火箭两级均为可回收。星际飞船能运载数十人到达地球轨道之外的远距离目的地。

自2016年提出BFR的构思以来,太空探索已经对该巨型运载火箭的设计进行了多次修改。最新的版本于2018年9月在该公司加州总部召开的新闻发布会上介绍过。马斯克表示,该版火箭能将100吨的载荷运至火星表面,条件是宇宙飞船的上级火箭在前往火星之前在地球轨道进行燃料补给。

“它看起来非常漂亮。”马斯克补充道,并提到了著名漫画故事里的类似火箭,“我喜欢《丁丁历险记》里面的火箭设计,所以我想设计一款这样的火箭。”

在2018年9月初庆祝美国国防部高级研究计划局(DARPA)成立60周年的活动中,太空探索的首席运营官格温•肖特韦尔(Gwynne Shotwell)在讲话中表示,公司将于2019年底开始进行大猎鹰火箭上一级火箭“星际飞船”的首次“试飞”。

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相比之下,蓝色起源尚未在轨道发射方面取得任何进展。但是,该公司同样雄心勃勃,它目前正在开发名为“新格伦”(New Glenn)的火箭——以第一位绕地球轨道飞行的美国人约翰•格伦(John Glenn)的姓氏命名,计划于2021年实现首次发射。该二级火箭能将45吨载荷送入近地轨道,第一级火箭计划在海上船只上着陆,可回收使用次数达25次。

在2018年10月份于华盛顿召开的一次太空政策研讨会上,蓝色起源首席执行官鲍勃•史密斯(Bob Smith)表示:“我们现在处于建设时期。”该公司在弗罗里达肯尼迪航天中心大门外新建成了7万平方米的工厂用于建造火箭,目前正在附近建设一家测试与整修厂,预计于2019年初完工。蓝色起源还在卡纳维拉尔角附近修建了一座静止发射台。此外,还为“新格伦”火箭签下了几家商业客户。

为“新格伦”火箭提供动力的是蓝色起源目前正在研发的BE-4发动机。该公司目前正打算将发动机出售给联合发射联盟公司(ULA)。ULA是由波音公司和洛克希德•马丁公司联合创立的合资企业,于2006年成立,为美国政府客户提供服务。ULA将把BE-4用于“火神”(Vulcan)火箭第一级,火神火箭是现有阿特拉斯和德尔塔系列运载火箭的换代产品。

2018年10月,蓝色起源和ULA同美国空军签订了支持运载火箭研发的合同:5亿美元投入蓝色起源,近10亿美元投入ULA(太空探索未接到任何来自该空军发射服务协议项目的合同,不过该公司也没有披露其是否参加投标)。“未来十几年,我们将为美国空军装备两部运载火箭,这令人十分激动。”史密斯在研讨会上说。

新格伦火箭的建造离不开蓝色起源在其亚轨道载人旅行火箭“新谢泼德”(New Shepard)中积累的经验,该火箭以艾伦•谢泼德(Alan Shepard)的姓氏命名。艾伦•谢泼德于1961年完成亚轨道太空旅行,成为第一位进入太空的美国人。新谢泼德火箭的特色是助推器和太空舱可回收利用,目前正在位于得州西部的蓝色起源发射场地进行测试。

蓝色起源计划不久后实现新谢泼德火箭搭载游客飞行,其太空舱可容纳6人,但首次载客飞行的时间尚未确定。在2018年10月的《连线》杂志创刊25周年会议上,在采访中被问及何时开始商业太空旅行时,贝索斯这样说道:“我希望能在2019年实现。”同时,他还谨慎地表示:“我原本希望能在2018年实现,但我一直告诉我的团队这不是一场比赛,我想要这次太空旅行成为太空运载历史上最安全的一次飞行。”

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与蓝色起源不同的是,太空探索明显对亚轨道太空飞行不感兴趣,它目前正集中精力尽快利用Block 5型猎鹰9号运载火箭将人类送入轨道。太空探索和波音均同NASA签订了合同,研发搭载宇航员往返国际空间站的载人宇宙飞船。太空探索研发的“载人龙飞船”(Crew Dragon)即将完成,载人龙飞船是目前用于运送货物到达空间站的龙飞船的改装版。2018年10月,NASA发布了时间表,表明2019年6月将对载人龙飞船进行最终测试飞行。这也将是载人龙飞船的首次载人飞行。

蓝色起源也希望利用新格伦火箭将人类送入轨道。该公司早先参与了NASA的商业航天员项目的投标,并达成了一份没有经费的协议。按照该协议,NASA将为蓝色起源的载人太空飞行任务提供技术支持。在2018年3月于麻省理工学院召开的新闻发布会上,该公司前高级项目资深副总裁罗布•梅耶森(Rob Meyerson)在谈到新格伦火箭时表示:“我们所有的前期飞行都将携带有效荷载。实现载人飞行大概还需要七八年的时间。”

在这条路的前方,贝索斯和马斯克都将真正地看到,他们的公司在帮助人类扩展地球以外的空间。但是,他们的目标和方式却有所不同。

马斯克一直在讲,他的夙愿是实现人类的“多星球生存”,避免在地球遭遇自然或人为灾害时受到伤害。在2018年9月的新闻发布会上,在介绍大猎鹰火箭的最新版时,他表示,我们应该努力“发展多行星文明……最终在火星、月球,或者是金星、木星的卫星,乃至整个太阳系中生存”。

但是,他的首要重点一直在火星上。大猎鹰火箭的设计目标一直是将大量货物和人送到火星表面并在那里设立定居点。2017年,他在一次讲话中表示,大猎鹰火箭有望于2022年实现火星的首次载货飞行,2024年实现载人飞行,他承认这个时间截点是“很宏伟的”。

马斯克对其他太空任务也表现出了越来越大的兴趣,特别是月球。在2018年9月的新闻发布会上,他宣布日本亿万富翁前泽友作(Yusaku Maezawa)已支付了2023年大猎鹰火箭绕月飞行旅程的费用。前泽友作是日本知名网络时尚零售企业家和当代艺术收藏家,他计划亲自挑选几位艺术家一同参加该次飞行。

马斯克还表示,大猎鹰火箭能够支持建立永久性的月球基地。他在2017年的一次演讲中提道:“现在我们应该建立一个月球基地。”但他还未披露有关谁来建、如何建的任何细节。

蓝色起源对人类的命运持有类似的观点。该公司网站上显示:“蓝色起源相信,未来会有几百万人在太空中生存和工作。”

但是蓝色起源的重点一直在月球上,以此作为迈出地球的第一步。该公司计划开发一款名为“蓝色月亮”(Blue Moon)的月球登陆器,用于运送货物,并最终实现载人登月。“在蓝色起源,我们认为太空探索必须分成几步来走。”史密斯说,“我们相信,月球是理所当然的下一步。月球上的资源是无法想象的馈赠。”

毕业于普林斯顿大学的贝索斯说,普林斯顿大学的物理学家杰勒德•奥尼尔(Gerard O’Neill)在20世纪70年代曾提出发展巨型空间定居点,作为数千地球人的家园,这一想法使他深受启发。

“我的角色就是帮助建设这个重型基础设施,因为我财力雄厚。”贝索斯2018年5月领取美国国家太空学会(National Space Society)为纪念杰勒德•奥尼尔而颁发的某奖项时说道,“这一基础设施将做好一切准备,迎接使杰勒德•奥尼尔的世界成真的创业大爆炸。”

贝索斯持有的亚马逊股份价值高达1 000亿美元,使他成为全球首富。他说,他每年为蓝色起源花费10亿美元;在于2018年10月举行的《连线》杂志创刊25周年会议上,他声称为该公司投入的资金在2019年可能有所上涨。

贝索斯说:“目前蓝色起源是我最重要的事情,但我无法在有生之年看到它的全部成果。”马斯克在提到殖民火星时也说:“我可能看不到它实现自给了。”很明显,这些镀金时代的巨人们在认真考虑他们的遗产,虽然他们还有许多其他成就,但这些遗产最终可能会全部投入到他们的太空事业之中。

文章来源:悦智网。发表在IEEE Spectrum上的英文原文可点击“阅读原文”查看。

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