創造歷史的 SpaceX 憑什麼超越百年波音?

雷鋒網 於 02/06/2020 發表 收藏文章
北京時間 5 月 31 日凌晨 3 點 23 分,SpaceX DM-2 龍飛船(Crew Dragon)在美國肯尼迪航天中心 39A 發射場正式發射成功。約 19 個小時後,載人龍飛船與國際空間站成功對接,開啟了全球商業載人航天新時代。


【兩名宇航員進入國際空間站,與三位已在國際空間站的宇航員正式見面】

而在這背後,是一場近十年的太空競爭。

忍氣吞聲終究不是長久之計

故事要從國際空間站説起。

國際空間站是如今世界上在軌運行最大的空間站,於 2010 年完成建造任務轉入全面使用階段,主要由美國國家航空航天局(NASA)、俄羅斯國家航天集團(Roscosmos)、歐洲航天局(ESA)、日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)和加拿大空間局(CSA)共同運營。

為方便宇航員往返於地面和宇宙空間,經過多年研究,世界上第一種往返於地面和宇宙空間的可重複使用航天運載器「美國航天飛機」得以擁有姓名。

1981 年 4 月 12 日,第一架航天飛機“哥倫比亞號”首次執行 STS-1 任務,拉開了航天飛機時代的大幕。雖然“挑戰者號”、“哥倫比亞號”分別於 1986 年、2003 年失事,但不可否認的是,美國航天飛機在太空探索史上仍然具有重要的意義。

2011 年 7 月 8 日上午,“亞特蘭蒂斯號”從肯尼迪航天中心成功發射升空,這是長達 30 年的美國航天飛機時代的第 135 次升空,也是美國航天飛機的最後一次飛行。

此後,美國向國際空間站運送宇航員和貨物都需要花大價錢購買俄羅斯“聯盟號”飛船 Soyuz MS-17 船票(當前一張船票的票價約為 8600 萬美元)。“聯盟號”由前蘇聯設計,於 1967 年 4 月 23 日首飛,曾一度成為宇航員往返國際空間站的唯一運輸工具。

值得一提的是,一旦國際空間站出現緊急情況,逃生艙也全是為俄羅斯宇航員準備的,國際空間站上的美國宇航員則處於絕對劣勢地位。

對美國來講,忍氣吞聲終究不是長久之計,但畢竟發展航天事業太燒錢了,因此 NASA 便有了一條開放商業競爭的新思路——讓商業公司分擔重任、國家給予技術與經費支持,鼓勵其開發往返空間站和地面的航天運載器,一個名為「Commercial Crew Program」(商業載人航天飛行項目)的計劃應運而生。


四名選手,三輪競爭

根據維基百科,「Commercial Crew Program」始於 2011 年,在隨後兩年的一系列公開競爭中,波音公司(Boeing)、藍色起源(Blue Origin)、內華達山脈(Sierra Nevada)和Iron Man馬斯克的 SpaceX 成功競標。

由此,競爭便開始了。


【馬斯克在最新推特中感慨“九年了”】

第一輪競爭中,NASA 撥款 13 億美元,為商業公司載人航天技術的開發提供資金。

第二輪競爭旨在確定航天運載器的具體方案,其中:

  • 藍色起源獲 2200 萬美元,用於開發其雙錐頭太空艙概念;
  • SpaceX 獲 7500 萬美元,用於開發龍飛船和“獵鷹9號”載人運載火箭;
  • 內華達山脈獲 8000 萬美元,用於開發“追夢者”(Dream Chaser)航天飛機;
  • 波音公司獲 9230 萬美元,用於開發 CST-100 宇宙飛船。

第二輪競爭於 2014 年 5 月截止,NASA 在競爭者中確定獲勝方案,成功晉級到第三輪競爭「Commercial Crew integrated Capability」(商業載人航天飛行綜合能力)中的公司,也將獲得新一輪的資金支持。

值得一提的是,在這個節點上,由貝佐斯創立的藍色起源決定不再參與競爭,但其載人航天項目仍將繼續,只不過所有經費將完全依靠貝佐斯個人。

第三輪競爭中,內華達山脈獲 2.125 億美元撥款,SpaceX 獲 4.4 億美元撥款,波音獲 4.6 億美元撥款。

幾輪競爭結束後,2014 年 9 月 16 日,波音的 CST-100 宇宙飛船和 SpaceX 的龍飛船最終被 NASA 選中。
對此,內華達山脈向政府問責局(GAO)表示抗議,但被聯邦法院否決。之後,內華達山脈接受了這一結果,在解僱了 90 名員工後,將其“追夢者”航天器重新設計為一種商業航天的租用飛行器,在地面和國際空間站間執行無縫物資補給任務。

也就是説,此時賽道上只剩下 SpaceX 和波音兩名選手。

向商業載人航天時代衝刺

而兩名選手在向商業載人航天時代衝刺的過程中,也並非一帆風順。

實際上,按 NASA 最初的計劃,第一批載人航天飛行任務將於 2017 年底前完成,但在航天器和運載火箭的設計、測試和運行過程中出現了諸多問題,發射任務一拖再拖——2016 年 5 月,波音公司表示,由於 CST-100 Starliner 飛船首發用的 Atlas V N22 運載火箭存在問題,首飛推遲到 2018 年;同年 12 月,SpaceX 也宣佈其首飛將推遲到 2018 年。

與此同時,NASA 也承受着來自俄羅斯方面的壓力——美國宇航員參與聯盟計劃(Soyuz programme)的機會日益減少,政府自然也開始擔心起來。

2017 年 2 月,美國政府問責局建議 NASA 為商業載人飛行任務制定進一步的計劃。

基於此,2018 年 8 月,NASA 確定了乘坐 CST-100 Starliner 飛船和龍飛船的宇航員;10 月,NASA 宣佈,飛船將於 2019 年啟動發射演示。

令人欣慰的是,無載人 SpaceX Demo-1 任務於 2019 年 3 月 2 日啟動,獵鷹 9 號一級火箭成功回收,飛船也成功與國際空間站對接,並於 6 天后返回地球。然而,龍飛船太空艙在 2019 年 4 月的靜態點火試驗中發生爆炸,因此被意外摧毀,再次影響了飛船的載人首飛進度。

而另一邊,波音的軌道飛行試驗和飛船飛行試驗均因 CST-100 Starliner 飛船中止系統試驗失敗而推遲,再加上一些未披露的因素,波音 CST-100 Starliner 飛船的試驗日期不斷延後。

可見,雖然二者都遭遇了失敗,但 SpaceX 的效率較高,成為超越波音的關鍵。

另外值得一提的是,在三輪競爭之後,波音獲得了 42 億美元撥款,而 SpaceX 僅僅獲得了 26 億美元。於 2002 年 6 月建立的 SpaceX,在已有百年曆史的全球航天航空行業領袖企業面前,拼資歷、拼經費,都是不現實的。

面對這種尷尬的境地,SpaceX 的方案也很簡單粗暴——省錢。

雷鋒網此前報道過,SpaceX 有一項獨出心裁的火箭回收技術,通過採用航天超強度鋁鋰合金材料、增加擋熱板等措施,其火箭已得到多次回收,節省了不少成本,這實際上也是 SpaceX 此次勝出的一個原因。


後來的故事我們都知道了,SpaceX 率先開啟了全球商業載人航天新時代。

實際上,SpaceX 曾受到不少質疑,馬斯克在 SpaceX 載人火箭發射成功發佈會上哽咽着説:

引用質疑的聲音讓我們更想成功,SpaceX 創立之初我也覺得只有 10% 的可能成功。SpaceX 和特斯拉都曾面臨破產,2008 年是非常艱難的一年,我們試了 4 次才讓獵鷹 1 號火箭成功入軌。

需要明確的是,儘管 SpaceX 搶先一步完成了首飛,但這並不代表 SpaceX 形成了壟斷局面。

下一場比拼,哪家公司又會脱穎而出,我們拭目以待。

引用來源:

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

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

雷鋒網(公眾號:雷鋒網)雷鋒網

雷鋒網原創文章,未經授權禁止轉載。詳情見轉載須知

資料來源:雷鋒網
作者/編輯:付靜
標籤: SpaceX  

留言


請按此登錄後留言。未成為會員? 立即註冊
    快捷鍵:←
    快捷鍵:→