SpaceX 如何開啟新時代的太空競賽?

作者 | 發布日期 2018 年 06 月 28 日 8:30 | 分類 尖端科技 , 科技政策 , 航太科技 follow us in feedly

繼蘇聯解體、NASA 沒錢,20 世紀的太空競賽結束快 60 年後,新的太空競賽在私人企業之間開始了。2019 年不僅將有「太空機票」出售,目的地火星的火箭也要開始試飛了。



這屆太空競賽的參賽者有 5 名,分別是:

  • 特斯拉創辦人伊隆‧馬斯克(Elon Musk)的 SpaceX。
  • 亞馬遜創辦人傑夫‧貝佐斯(Jeff Bezos)的藍色起源(Blue Origin)。
  • 維珍集團創辦人理查‧布蘭森(Richard Branson)的維珍銀河公司(Virgin Galactic)。
  • 微軟聯合創辦人保羅‧艾倫(Paul Allen)的 Stratolaunch。
  • 波音公司(The Boeing Company)。

▲ 前 4 個參賽公司的創辦人。

1955 年,美國宣布要發射人造衛星,隨後蘇聯也宣布要發射衛星。

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

由於政治和經濟因素,上一屆太空競賽結束後,NASA 在歷年縮減的預算裡舉步維艱。若要論地球做什麼事燒錢最厲害,那些製造高速鐵路、自動駕駛超跑的,都可以靠邊站了,在製造火箭探索太空面前,都是小兒科。

▲ 史上載荷最強的火箭土星 5 號。

但這些私人企業用其他方法,改進火箭發射的技術,透過回收火箭、大量發射等方式降低成本,讓地球人太空旅行和移民外太空有更清晰的時間表。

當然,不要太相信這些時間表,因為時間表總因各種情況改變或推遲,發時間表很容易,找到推遲時間表的理由也很容易。

一號參賽者 SpaceX

馬斯克的 SpaceX 是備受矚目的 1 號參賽者。

今年 2 月,SpaceX 獵鷹重型火箭首飛成功,並成功回收一級火箭。這枚世上現役載荷最強的火箭,還將一台櫻桃紅的特斯拉超跑送上太空。

▲ 獵鷹 9 號火箭回收。

身為民營企業,SpaceX 製作航太儀器,由於價格低廉、效能穩定,已在全球商用火箭市場逐漸超越歐洲和俄羅斯。有統計顯示,2016 SpaceX 市占率約為 30%2017 年已到約 45%,有預測顯示,將在今年超過 60%

就在 6 月,SpaceX 宣布與美國空軍簽下價值 1.3 億美元的發射合約,幫助美國空軍發射代號為「Air Force Space Command-52」軍用衛星,由獵鷹重型火箭擔負重任。

今年 3 月,馬斯克在「西南偏南」大會(SXSW)宣布:

開往火星的太空船將在明年首飛。

SpaceX 為登陸火星改造的太空船正緊鑼密鼓製造,2019 年的首飛,只是正式出發前的短程飛行。

有航空專家指出,按照天體運行的規律,每隔 26 個月才有機會飛往火星,目前距離我們最近的機會在 2020 年,從地球到火星需航行 200 天左右。

不過馬斯克說,對 SpaceX BFRBig Falcon Rocket」大型運載火箭而言,主推火箭有 31 Raptor 甲烷火箭引擎,順利的話 3~6 個月就能到達火星。

SpaceX 計劃在 2022 年發射至少兩艘貨船到火星,為日後的太空船提供能源、採礦技術和生命支援系統。隨後 2024 年,計劃搭載太空人登陸火星。

至於時間表會不會推遲,就不得而知了。

二號參賽者藍色起源

藍色起源是 SpaceX 有力的對手,他們也有移民人類的目標。不過藍色起源的移民目的地是月球,不是火星。

6 25 日,藍色起源的高級副總裁羅伯‧梅耶森(Rob Meyerson)表示,他們將在 2019 年出售太空旅行機票,但沒有公布價格。與此同時,他們的載人火箭 New Shepard 也將開始試飛。

New Shepard 的火箭也能回收利用,降低發射成本。不過這火箭目前是提供太空旅行,到達預定的近地軌道觀測位置,讓買票登機的乘客,有 4 分鐘時間俯瞰地球。

今年 5 月在洛杉磯舉行的國際太空發展大會(International Space Development Conference),貝佐斯分享他對藍色起源的規劃。

他說,藍色起源短期目標是降低探索太空的成本,長期目標是讓上百萬人能在太空工作,移民月球,將月球當作重工業區,利用上面不間斷的太陽能,緩解地球的能源壓力。

重工業不適合地球。或許 100 年後,在太空從事重工業更容易,因為有更充足的能源。

藍色起源接下來還會跟 NASA 合作開發月球探測器「Blue Moon」。

三號參賽者維珍銀河公司

今年以來,維珍銀河緊鑼密鼓試飛。4 月初,維珍銀河 Unity 太空船完成首次飛行測試後,5 月底繼續進行第二次火箭動力飛行

Unity 太空船。

這是維珍銀河 2014 年以來首次動力飛行。2014 年,維珍銀河 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,而是為人們提供太空旅行,以及將衛星送入近地軌道。

維珍銀河的太空船在距離地面 70 英里左右的地方飛行,只要支付 25 萬美元即可享受。就連沙烏地阿拉伯也投資維珍銀河 10 億美元。

四號參賽者微軟保羅的 Stratolaunch

從上面的參賽者看來,背後總有一位很有錢、很想改變世界的富豪,微軟聯合創始人保羅‧艾倫也是一樣。保羅一手創辦的航太公司,製造的飛機名為「Stratolaunch」。

Stratolaunch 可說是世界最大的飛機,雙機身,機翼展開有 117 公尺,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。

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

Stratolaunch 屬於平流層飛機,可搭載 3 枚火箭到達平流層後,再射上太空。

這種大量發射火箭也是有效節約成本的方法。因 Stratolaunch 以發射小型火箭為主,在平流層發射不僅不需要在地面建造複雜的發射設施,也比地面發射節省更多燃料。

五號參賽者波音公司

今年 4 月一個在公開活動,波音公司總裁丹尼斯‧米倫伯格(Dennis Muilenburg)向媒體表示,波音將與 NASA 緊密合作,未來十年發射載人火箭登陸火星。

他還跟 SpaceX 打起口水戰:

波音近期雖然沒有將汽車發射到太空的計畫,但我們能將那輛櫻桃紅跑車帶回來。

波音 2016 年就表示:

第一個登陸火星的地球人,肯定是坐波音製造的火箭。

按照波音的計畫,今年 8 月,Starliner 載人太空船會首次無人試飛,接著 11 月首次載人航行。

波音這麼有把握也不是沒有道理。波音大客戶主要是 NASA。早在阿波羅計畫和天空實驗室等多個項目,NASA 就參與製造了史上載荷最強的火箭「土星五號」。

SLS 火箭概念圖。

按照波音和 NASA 的時間表,2030 年代中期,他們將使用合作研發的太空發射系統(Space Launch SystemSLS)將太空人送上火星軌道,接著登陸火星。

五號參賽者和一號參賽者 SpaceX 究竟誰會先到達火星?我們拭目以待。

獲益的依然是地球人

民營企業之所以近年來快速發展,除了技術突破和積累、更多研發資金,政策鬆動也很重要。

NASA 研發經費被砍後,科學實驗還是要進行。

1984 年,當時美國總統雷根簽署《商業太空發射法案》,允許政府就是 NASA可向民營企業購買他們的太空運載服務。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 將重點轉到深空科學研究,而搭載物資和太空人往返國際空間站的雜活,就外包給民營企業了,包括 SpaceX、波音等。

2015 年,歐巴馬簽署《美國商業太空發射競爭法案》,讓太空競賽加速更快。

這個法案直接取消民營企業在太空探索方面的諸多限制,並允許私人太空採礦。不過小行星的礦產,目前無法肯定歸屬誰或哪個國家,只能誰先拿到就歸誰。

雖然移民外太空的路途非常遙遠,達成這個目標之前,隨著航太技術的發展,這些技術不僅近地軌道觀光可參考,還可應用到洲際飛行。

搬到月球或火星居住依然有點難想像的時代,我們依然有希望看到這種技術應用:飛到近地軌道俯瞰地球,或乘坐洲際火箭旅行,紐約到上海只要 39

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:pixabay

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