• 0
SpaceX成功发射!十年磨一剑,美国载人航天事业开启新篇章
统计 阅读时间大约9分钟(3352字)

2020-05-31 SpaceX成功发射!十年磨一剑,美国载人航天事业开启新篇章

来源:SpaceX
SpaceX向太空深处探索的步伐远未终止。

猎云网注:SpaceX载人龙飞船的成功发射,标志着该公司成为历史上首个成功将人类送上太空的私营公司,该事件也是美国载人航天走出阴霾,获得新生的一次里程碑。文章来源:腾讯潜望,作者:纪振宇。

几天前因天气原因推迟后,Space X猎鹰9号火箭30日再度试射并成功将两名宇航员送入太空。如果接下来一切顺利,他们将接驳国际空间站,并开始接下来持续数月的太空任务。

在这一成功发射的背后,是美国载人航天从过去暗淡的10年中逐渐走出,并试图重启的艰难历程。2003年,美国哥伦比亚号航天飞船失事,造成7名宇航员丧生,该事件令美国载人航天事业陷入最低谷。2011年,美国载人航天项目全面停止,接下来近10年间,美国不得不依赖俄罗斯的火箭,将自己的宇航员送上国际空间站。

但就在面对重大航天事故和外界严厉抨击指责的同时,美国政府开始痛定思痛,酝酿新一轮航天计划。在2011年,也就是之前的载人航天项目正式取消的同一年,美国“商业宇航计划”应运而生,该计划的核心是:隶属于美国联邦政府的美国宇航局与私营部门展开合作,探索新的从事载人航天的方案。

在这一全新计划下,美国宇航局的角色发生根本性转变,从一切由自己来变成提供资金的赞助方,通过内部竞争机制,选择最优越的合作伙伴,波音和SpaceX便是在这一过程中脱颖而出的私营公司。

SpaceX载人龙飞船的成功发射,标志着该公司成为历史上首个成功将人类送上太空的私营公司,该事件也是美国载人航天走出阴霾,获得新生的一次里程碑。与此同时,SpaceX作为过去10年中最为成功、对行业产生重大颠覆影响的私营太空公司,其向地球以外空间的更深处不断探索的步伐仍将继续。

哥伦比亚号事故与美国政府的痛定思痛

在SpaceX载人航天项目进行之前,美国的第四次载人航天项目—太空穿梭计划(Space Shuttle Program)起始于1981年,终止于2011年,在这30年间,该项目在太空探索、国际空间站建设、卫星建设等方面获得了许多成就,但由于两次严重事故,导致14名宇航员丧生,使得美国政府重新调整载人航天项目,并在2011年正式终止。

时至今日,2003年的那一场哥伦比亚号航天飞船事故依然让许多人记忆犹新,在那次事故中,由于火箭发射过程中,部分隔热泡沫脱落,击中机身复合材料板,造成了一个直径15厘米至25厘米的洞,导致高温气体在哥伦比亚号再次回归大气层时进入机翼,最终,飞船上的7名宇航员在回归地球的过程中全部不幸遇难。

这起重大事故发生后,美国载人航天计划立即宣布暂停,原先计划中的国际空间站的建设规划也被无限期推迟,此后,美国再无从美国本土发射的载人火箭,只是通过俄罗斯的载人航天项目,将部分宇航员送入国际空间站从事相关的空间站建设和太空探索、科研调查等工作。2011年,美国第四轮载人航天项目正式宣告终结,该项目的总预算高达1960亿美元。

内部赛马机制

在项目终结的同时,美国宇航局的航天项目也饱受批评,其中受到最多诟病的是由于项目在设计、管理、安全等方面的一系列问题,导致项目最终的投入已经远远超出此前的预算。

按照2011年的有关数据显示,美国宇航局航天飞机每次执行飞行任务的总费用高达4.5亿美元,按照到达近地轨道的成本来计算,约每运载一千克需每1.8万美元。与此相比,俄罗斯当时依然基于1965年设计规划的运载火箭,每次执飞成本仅为1.1亿美元,每运送1千克至近地轨道仅需5000美元。

事实上,如果将火箭的设计、维护成本也考虑在内,美国宇航局平均每次太空飞行任务的花费更是高达惊人的15亿美元,或每运送1千克至近地轨道需6万美元。

为了应对这一尴尬局面,同时摆脱载人航天对俄罗斯项目的依赖,一项新的计划,开始在美国宇航局内部酝酿,而这一计划的核心,便是与私营部门的合作。

2011年,就在美国第4代载人航天计划宣布退出的同一年,一项被称为“商业宇航计划”(Commercial Crew Program)正式出炉,该计划主要目的是向国际空间站输送航天员执行太空任务。

根据美国宇航局2010年授权法案,商业宇航计划下的发展计划在未来3年获得13亿美元的拨款,该计划主要是为了挑选宇航局合适的合作伙伴而引入的“内部赛马机制”。

在该项目中,亚马逊创始人贝索斯所创办的蓝色起源获得2200万美元、马斯克的SpaceX获得7500万美元,Sierra Nevada获得8000万美元以及波音获得9230万美元,分别用于研发和制造各自的火箭和用于载人的太空舱系统。

该项目在进入到第3轮后,尽管蓝色起源在前两轮均有所胜出,但该公司宣布不再参加第3轮的角逐,而完全依赖于其创始人贝索斯的个人注资进行随后的研发制造工作。

最终,SpaceX的龙飞船与波音公司的Starliner脱颖而出,分别获得26亿美元和42亿美元的拨款,在这一决定做出后,竞争中落败的一方,Sierra Nevada公司向美国政府拨款计划办公室提出抗议,称在挑选过程中存在严重的问题,但最终美国联邦法院否决了该公司对此提出的异议。

在获得政府的巨额拨款后,波音和SpaceX正式成为美国宇航局“商业宇航计划”的合作伙伴,他们将共同承担未来将宇航员运送至国际空间站的重任。最初计划在2017年进行首次载人飞行,但由于一系列的设计、测试和运行方面所遇到的问题,最终发射时间被推迟至2020年和2021年进行。

21世纪的火箭设计

由于距离上一次美国载人航天飞机发射升空已经近10年之久,当身着SpaceX所设计的宇航服亮相的两名宇航员出现在面前时,引来了人们的惊呼:原来21世纪的航空航天是这样的。

马斯克在接受采访时表示,自己对于SpaceX的宇航服的设计亲自投入了3-4年的时间,希望宇航服看起来既好看又有实用性。

“希望新的宇航服的设计,能够让孩子们对成为宇航员感兴趣。”马斯克说。

与过去人们印象中笨重臃肿的宇航服所不同,SpaceX所设计的新型宇航服,仿佛从未来世界走出,设计语言极简并充满科技感。

根据美国宇航局所发布的声明显示,SpaceX的宇航服在腿部部位连接生命支持系统,包括氧气和电力接口,头盔是由3D打印技术所打造。

该宇航服的手套设计也特别考虑了能够用于飞船舱内触摸屏的使用,这套宇航服仅仅用于宇航员在飞船舱内升空和回收过程中穿着,进行太空行走时,需要穿着另一套由NASA所设计制造的专门用于在太空真空环境中使用,并能够抵御辐射的太空服。

此次执行太空飞行任务的两名宇航员,都是有着丰富航天经历的资深宇航员,对于他们来说,全新的宇航服以及全新的机舱内全触摸控制系统,也是全新的体验。

据这两位宇航员透露,大约在5-6年前,他们前往SpaceX总部评估各种不同的机舱内控制系统,最终选择了全触摸屏的方案。

对于这两位宇航员来说,他们过去熟悉的是传统的按钮、旋钮等操作界面,但触摸屏对他们来说适应起来并不困难。

在此次太空飞行中,两位宇航员所乘坐的太空舱最终将与国际空间站进行接驳,整个过程完全是自动化进行,但宇航员可以根据情况及时介入转而进行手动操作。

SpaceX的脱颖而出

在此次载人航天行动中,由马斯克所创办的SpaceX再度引来世人的广泛关注,事实上,这家公司自2002年成立以来,在太空发射领域一直在突破过往的认知,颠覆行业格局,并创造了已经难以计数的成就。

在以“大幅降低太空旅行的成本以实现火星殖民”作为远大目标的SpaceX公司,在2008年成功发射猎鹰1号火箭,成为首个成功实现液态推进火箭发射的私营公司,2010年,成功实现龙飞船的发射、入轨和回收,2012年,成为首个向国际空间站运送飞船的私营公司,2015年猎鹰9号火箭实现首次推进垂直降落,2017年,该型号火箭又实现首次成功回收。

在与NASA进行载人航天合作之前,SpaceX实际上与美国宇航局就已经开展了许多成功的合作。美国宇航局使用SpaceX的火箭,已经20次将补给品送往国际空间站。2011年,美国宇航局与SpaceX正式签订载人航天计划合同,由SpaceX负责用于载人的龙飞船研发制造。2019年3月,被称为龙飞船Demo-1的载人飞船试射成功,为今年5月底正式的载人发射打下了坚实的基础。

SpaceX在火箭发射领域的异军突起,对该领域带来了空前的颠覆。在2013年以前,火箭发射市场还主要由欧洲航天局主导的Arianespace和俄罗斯主导的国际发射服务(International Launch Services)所垄断。

但Space以低价冲击了这一市场,当时发射至近地轨道的价格约为5650万美元。虽然这已经是当时市场中的最低价格,但SpaceX仍不满足于此,公开表示,如果其火箭回收技术和系统得以日益成熟和完善,发射价格能够进一步以10倍的倍率下降,最终区间在500至700万美元。

到了2014年,SpaceX已经在当年全球20个发射服务订单中赢下了9个,到了2017年,SpaceX已经在全球商用发射合约中占到了45%的市场份额,到2018年7月,份额进一步扩大至65%。

今年第一季度,SpaceX发射运送至近地轨道的货物总重量为6.1万公斤,同时,中国、欧洲和俄罗斯运送总重分别为2.1万、1.6万和1.3万公斤。

除了商用市场外,SpaceX近年来也进入军用发射领域,在2014年之前,美国最大的军用发射提供方United Launch Alliance垄断了整个市场,单次发射成本高达惊人的4亿美元,与之相比,SpaceX的发射价格仅为6200万美元。

作为一家私营公司,SpaceX通过对外融资维持研发所需的巨额投入,最近一轮融资发生在今年2月,融资额2.5亿美元,目前SpaceX的估值约为360亿美元。

在当天的发射任务完成后,SpaceX成为历史上首个成功将人类送上太空的私营公司,与其更为宏伟的“火星殖民”目标相比,与美国宇航局合作完成的向国际空间站输送宇航员的任务,仅仅是实现这一目标过程中的一个里程碑事件,不难想象,SpaceX向太空深处探索的步伐远未终止。

1、猎云网原创文章未经授权转载必究,如需转载请联系官方微信号进行授权。
2、转载时须在文章头部明确注明出处、保留官方微信、作者和原文超链接。如转自猎云网(微信号:ilieyun
)字样。
3、猎云网报道中所涉及的融资金额均由创业公司提供,仅供参考,猎云网不对真实性背书。
推荐阅读
{{item.author_display_name}}
{{item.author_display_name}}
{{item.author_user_occu}}
{{item.author_user_sign}}
×