商业企业的参与不仅让美国在太空探索领域以较低成本领先世界,也让参与到航天计划中的商业企业凭借技术优势成长为行业领袖,形成了国家太空探索与商业公司共赢的良性循环。
从研发到制造,NASA一向痴迷于“外包”
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NASA从未造过火箭和飞船
事实上,NASA本身从未涉足过火箭或飞船制造领域,它们是波音公司和洛克希德·马丁公司等商业承包商设计和建造的。
在“水星计划”获得批准的1958年,北美航空公司被授权开发“小乔伊”火箭做测试飞行之用。次年1月,麦克唐奈飞行器公司被选为制造“水星飞船”的主承包商。除了火箭和飞船这两个主体设备外,飞船的烧蚀热防护盾和“水星”飞船的追踪系统合同分别被交付给了通用电气公司(GE)和西电公司。
在赫赫有名的“阿波罗”载人登月计划中,主要制造者也仍然是商业公司。北美航空公司负责指令舱和服务舱的合同,负责将宇航员送到月球轨道而后再接回地球;从月球轨道到月球这一段路需要的登月艇,则由格鲁门航空太空公司负责设计和建造;“阿波罗计划”后期使用的4轮“月球漫游车”则从1969年开始由波音公司研制,研发费用共计3800万美元。
上世纪80年代,美国政府就规划扶持美国企业进入常规航天领域。在“阿波罗计划”向“航天飞机计划”的过渡期,美国开始建造首个可供人类长期在宇宙空间驻留的空间站“天空实验室”。由于预算缩紧,波音、北美航空、道格拉斯飞行器公司以及IBM等多家“阿波罗计划”的参与者纷纷承担起空间站建立、控制系统和空间站运输等众多任务。
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此后,接棒“天空实验室”的“航天飞机计划”的研制方仍然是商业公司,这个人类首个可循环使用的太空运输工具由罗克韦尔完成。
航天飞机退役的机遇
2010年,奥巴马政府宣布新的航天计划,提出砍掉由前任总统布什推出的旨在重返月球的“星座计划”,将深空探测推进到新的领域:载人飞往小行星继而登陆火星。
根据这一方案,美国计划在2025年送人前往一颗小行星,而作为近地载人飞行器被研发的航天飞机在计划里已无用武之地。在美国经济低迷财政赤字导致银根紧缩的当下,NASA唯有遵从新政党对太空探索的预期,进行更有野心的火星探索项目,于是一直耗费着天文数字资金的航天飞机项目被迫中止。
而从另一方面来说,航天飞机项目结束后,美国载人航天加快转型步伐,一年后便启动了商业轨道运输服务项目,太空探索技术公司和轨道科学公司这两个航天发射市场“新贵”也由此诞生。此后,它们为美国国家航空航天局多次完成向国际空间站运货的任务。
美国航天运输业“私有化”的呼声由来已久。2020年之前,美国迫切需要有私人公司站出来承担将宇航员送入国际空间站的任务。其运作模式和美国租用俄罗斯宇宙飞船送航天员往返国际空间站的做法一样。
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在国际空间站的前身“自由空间站”计划时,NASA就宣布了与波音公司、通用电气公司和洛迪恩推进动力公司的合同。今天,国际空间站的美国部分仍然是商业公司的天下。随着国际空间站的建造,越来越多诸如太空探索技术公司这样的商业公司也加入进来。
NASA局长查尔斯·博尔登表示,在美国财政预算拮据以至于几十年来发展太空技术的资金严重不足的时候,需要让私人机构充分参与进来,改变NASA的现状并使之在创新与载人航天方面发挥重要作用。
事实上,美国商业太空行业已经日渐成熟。不少商业公司为普通游客打造了商业性的太空旅游项目,这也从另一个角度表明,美国私人企业对太空飞行器的研制已具备一定规模。
在当今经济全球化背景下,国际商业运作和研发创新模式今非昔比。在2013年商业轨道运输服务项目顺利完成的基础上,美国政府又宣布进一步实施商业载人项目,旨在通过竞标方式让美国企业制造出“安全、可靠、经济”的太空飞船。
商业太空“单飞”计划加速
NASA太空技术任务部高级技术官员杰弗里·希伊说,在未来的美国商业太空时代,和各私企仍将保持一种合作关系。而在火箭和飞船制造和设计等领域,美国太空私企将起到更为关键的作用。
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由于运营成本高、安全系数低,美国航天飞机已在2011年全部退役。而美方寄予厚望的商业太空飞船预计2017年前无法投入使用。现阶段,NASA完全依靠俄罗斯“联盟”号飞船向国际空间站运送宇航员。美联社披露,美国需要为每张“联盟”号“船票”支付近7100万美元。
鉴于美俄关系因乌克兰危机持续紧张,2014年4月,NASA发表声明说,该机构将暂停与俄罗斯除国际空间站外的大部分太空合作。分析人士指出,美俄“太空婚姻”接近破裂,将促使美国加快推进其商业太空“单飞”计划。
这无疑是一个发展良机。过去几年,NASA一直大力支持美国私营企业发展向地球低轨道运送物资的能力,并选择了两家私企进行合作。一是与太空探索技术公司签署了16亿美元合同,用于购买12次货运发射;二是与轨道科学公司签署19亿美元送货合同。
最近,NASA宣布,美国波音公司和太空探索技术公司赢得共计68亿美元的商业载人航天合同,用于建造商业“太空巴士”运送美国宇航员往返国际空间站,这将让美国摆脱不得不依赖俄罗斯飞船的尴尬局面。
其中,波音公司将获得42亿美元建造CST-100航天器,而太空探索技术公司将获得26亿美元建造载人版“龙”飞船。新研发的CST-100和“龙”飞船都是在上世纪美国登月的“阿波罗”飞船基础上建造的,均能搭载7名宇航员上天。
查尔斯·博尔登说:“我们距从美国领土用美国飞船发送美国宇航员又近了一步,距在2017年结束对俄罗斯的唯一依赖又近了一步。”
商业载人计划背后的简单道理则是:从私营公司那里购买服务的成本,将比政府自己运营新的飞船便宜得多。
为推进商业载人航天项目,NASA正与蓝色起源公司、波音公司、内华达山公司和太空探索技术公司紧密合作,支持它们研发新一代载人航天器。
由亚马逊公司创始人杰夫·贝索斯创建的蓝色起源公司,去年成功测试了其BE-3液氢火箭发动机。波音公司的CST-100航天器已于去年完成了细节设计评估工作,今年将评估其推进系统,以确认它能否投产。内华达山公司的“追梦者”空天飞机也已取得“显着进展”。
太空探索技术公司同样“走在正轨上”,该公司总裁格温·肖特韦尔表示,其公司的猎鹰重型火箭将于2015年登场。就发射成本而言,该公司可以打败美国当前垄断大中型载荷发射市场的联合发射联盟(ULA)。未来,一旦可重复使用的载人航天器投入使用,不仅将大大降低发射和运营成本,还可以让太空采矿、旅游等项目成为可能。
目前,美国的私营太空领域,进入了一个“群雄逐鹿”的大发展时代。