文/ 左清華
商業航天是指按照市場規則配置技術、資金、人才等資源要素,以盈利為目的、獨立的非政府航天活動。美國在太空發射與運輸領域的立法基本反映了美國太空發射商業化歷程,而美國太空發射與運輸領域的商業化歷程基本也可以反映美國整個商業航天的發展歷程。在美國一系列促進太空商業化的法規政策支持下,太空探索技術公司、藍色起源等商業公司的發射能力逐漸成為美國太空發射力量不可或缺的組成部分。
20世紀80年代,里根政府正式將航天活動分為軍、民、商三部分。此后,美國陸續發布了一系列旨在促進商業航天發展的政策法規,強調商業航天對于航天工業基礎乃至國家安全的重要性,并提出具體的發展舉措。一是明確政府部門對商業航天活動的管理職能與權限。目前,美國聯邦航空局是美國商業航天發射的主管部門,商務部國家海洋與大氣管理局負責管理商業航天遙感產業,商務部和國務院共同審查受管制航天物項的出口許可,并對違規出口的企業和個人提起訴訟或進行處罰。二是要求政府的航天技術和基礎設施要向私營企業開放。私人公司可以通過租賃、購買等方式,獲得航天技術和基礎設施。三是要求政府部門最大限度地采購和利用商業航天服務和設備。政府主要是發展商業航天不能滿足的天基能力,盡可能地使用商業航天能夠提供的服務。四是為商業航天創造寬松良好的發展環境。包括為私人深空探測提供立法保障、為商業載人航天飛行設置“學習期”以減輕監管負擔等。成熟的政策法規體系不僅能保障美國航天活動的有序開展,還能培育新興商業航天產業,推動商業航天活動的穩步發展。

▲ 美國宇航局新型重型運載火箭“航天發射系統”

▲ 太空探索技術公司的“獵鷹9號”一級火箭成功實現海上回收

▲ 藍色起源公司的新謝潑德火箭
隨著冷戰的結束,美國宇航局的預算一再縮減,于是便想到了吸收社會資本的方法。1984年,國會通過了《商業太空發射法案》,允許私人發射火箭,建立了商業發射許可制度,明確了美國國家交通部負責商業發射的許可及管理。在允許私人發射的同時,法案明確了美國航天服務、設施的使用原則、方法。法案規定,為私人實體發射或是私人實體利用美國的設施自行進行發射活動需要向提供發射財產、服務、設施的機構(如美國宇航局)付費,最終費用交給美國交通部。法案指出,沒有特別情況,任何人獲得美國的發射財產(推進劑、運載火箭和運載火箭的組件,以及為其構建的其他物理項目)、發射服務(為了發射和執行發射,涉及到的火箭及其載荷的準備活動)、設施,如不是為了公共服務,應該付費;付費的數量由提供發射財產、服務的機構在與交通部部長商量后確定。交通部部長可以收取發射財產和服務的費用,須經設立此類付費機構的同意。也就是說,這就是私人實體使用相關航天測控設施、場地需要向美國宇航局付費的法律源頭。
挑戰者號航天飛機的發射事故促成了1988年《商業太空發射法》修訂案。修訂案指出,聯邦政府除了影響國家安全等的特殊情況以外,應在其活動過程中從美國商業提供者處獲得空間運輸服務。在切實可行的最大范圍內,聯邦政府應規劃任務以適應美國商業提供者的空間運輸服務能力。修訂案還確立了風險分擔的三層責任機制,包括對巨大災難的有條件賠償。在美國建立一個對第三方責任的風險管理體系,該體系由3部分組成,即商業保險、廣泛的交叉免責體系、超過保險賠償的責任部分由政府承擔不超過15億美元的責任。
2000年的《商業太空運輸競爭法》延長了對第三方責任的期限。2004年的《商業可重復使用太空運輸法》促進商業載人航天,并授權制定管理商業載人航天的規則。2015年的《商業航天發射競爭力法》進一步支持發展商業載人航天飛行和商業航天發射活動,延長了商業發射第三方損失政府補償期和商業載人航天飛行“管制學習期”,對商業企業、公民對采自小行星等太陽系天體的資源賦予所有權,明確了美國宇航局新型重型運載火箭“航天發射系統”(SLS)的使用政策,即凡符合宇航局目標、用于近地軌道以外探索任務的載荷,都可使用SLS發射。
2012年6月,美國宇航局與聯邦航空局簽訂了一份商業航天活動諒解備忘錄。根據備忘錄要求,聯邦航空局對在美國發射和降落的任何商業載人航天活動進行管理,并要求商業發射服務商從聯邦航空局獲取商業發射公共安全許可證;而宇航局要對商業發射的乘員安全性和任務保證工作負責。讓商業發射服務商從聯邦航空局獲取商業發射許可證,就是在規范商業航天飛行,同時讓像太空探索技術公司這樣的從事商業發射的私營公司承擔相應風險。讓美國宇航局對商業發射的安全性和任務保證工作負責,就是再次強調宇航局在與商業航天合作時,必須承擔商業發射有關的安全保證、任務保證這樣的義務。以1984年《商業航天發射法》為基礎,這份備忘錄的簽訂標志著聯邦航空局與美國宇航局就商業發射有了明確的任務分工及官方運作政策。
2019年3月11日,美國白宮管理和預算辦公室公布了《美國宇航局2020財年預算提案》,210.19億美元預算中的107億美元,將繼續用于將航天員送到月球及其他地方進行探索活動等重大項目中。在這份預算中,提出美國宇航局要開發和發展新興技術和商業能力,同時,削減了SLS的預算,比2019財年少了3.75億美元,削減的資金絕大部分轉投給商業發射商,用于購買月球貨運商業航班。預算還取消了原定于2020年由SLS發射歐羅巴快艇的任務,改為2023年用商用運載火箭發射。美國宇航局稱,此舉可以節省7億美元,讓其有經費開展多項新的活動。
各類國家政策助力商業航天。2006年版《國家航天政策》進一步明確了商業航天的指導方針。2010年新版國家航天政策提出要利用商業航天產品和服務滿足政府需求,推廣對美國商業航天產品和服務的購買與使用等。2013年11月,美國發布新版《國家航天運輸政策》,該政策中“商業”一詞出現20多次、“私營”一詞出現10多次,并專門提出要鼓勵并采取切實可行的措施推動商業航天運輸業的發展。

▲ 獵鷹9號火箭第二次發射60顆星鏈衛星
2017年12月11日,特朗普正式簽署了“國家太空委員會1號”指令。指出“與商業和國際合作伙伴一起領導一項創新和可持續的探索計劃,以促進人類活動在太陽系中的擴展,并為地球帶來新的知識和機遇。從低地球軌道以外的任務開始,美國將帶領人類返回月球進行長期探索和利用,隨后是人類對火星和其他目的地的任務。”特朗普政府1號太空政策令為國家探索活動提供了基礎,也為商業航天參與美國深空探測活動進一步明確了相關政策,創建了一個開放、可持續和靈活的政策架構。
過去的火箭發射服務,無論是阿波羅時代的“土星5號”,還是之后的航天飛機,美國宇航局都是自己研制、自己發射。后來,在美國空軍支持下的漸進式一次性運載項目,扶持了一系列如德爾塔、歐米伽系列的商業火箭,經過嘗試,美國宇航局認為扶持商業火箭發射的模式,可以充分利用社會資源,減少政府投入,能將有限的錢投入到更重要的技術研究領域,從而推動整個國家航天技術的進步。于是,美國宇航局利用各種協議作為經濟合作的合同模式,培育一個競爭性的商業航天市場,降低進入空間的成本。正是在這種政策模式的牽引下,美國私營航天業得以快速興起并發展壯大,迅速填補美國空間能力的缺口,大力推動美國商業航天的發展,大幅提升美國航天產業的國際競爭力。
在有償協議下,私人公司或學術研究機構可以有償使用美國宇航局的發射服務、場地設施或是技術。有償協議是一種共贏的協議,私人公司節省了投資,美國宇航局的設備、技術也得到了充分利用和發展。
1984年美國的《航天發射法》就明確了私人公司對美國發射服務、設施要有償使用。目前,美國宇航局將肯尼迪航天中心的LC-39A發射臺租給了太空探索技術公司,由其負責使用、改造、保養、維護,每年只交很少的租金,而美國空軍第45太空聯隊,負責發射場首區的測控、空域協調以及航落區協調。這些年來,美國宇航局不僅將發射任務委派給太空探索技術公司,允許其有償使用發射場和發射服務,同時還將人才、技術等向太空探索技術公司進行轉移,免于其重復進行先期的技術研發。
無經費協議包括兩種,一是鼓勵企業和大學積極參與美國宇航局的研究計劃,不需要承擔費用。實際上就是鼓勵企業不斷研究、開發新技術。如太空探索技術公司“獵鷹”系列火箭的“灰背隼”發動機的噴管技術就采用了“阿波羅”計劃登月艙下降級發動機的噴管技術。再如,在深空探索領域,美國宇航局通過專項計劃,與商業企業一起投資開發“深空門廊”關鍵技術,其間,美國宇航局不向相關廠家提供任何經費,而是允許它們同美國宇航局各技術中心合作,可以利用這些中心在各類技術上的優勢。
二是美國航天商業公司自籌經費、全權負責航天器研制及相關技術的開發工作,而美國宇航局可以免費提供技術、設施設備等支持,雙方共享技術成果。2017年2月,美國宇航局太空技術任務理事會發布《合作機會公告》,在小型運載火箭技術、可靠電子技術、先進通信技術、太空推進技術四個領域尋求與航空航天科技企業開展合作。2019年7月30日,包括太空探索技術公司在內的13家公司通過美國宇航局發出的《合作機會公告》,獲得了合作合同,美國宇航局為這些公司無償提供技術、知識、試驗設施、硬件設備等資源支持,推進企業相關技術發展,減少企業的技術研發成本,加快與商業太空系統的融合,早日實現重返月球、登陸火星的計劃。

▲ 太空探索技術公司的獵鷹1號運載火箭
有經費協議是指,美國宇航局提供經費,承包商為美國宇航局提供有償服務。協議簽訂后,承包商可以自主開展航天器的設計、制造,美國宇航局并不干預其工作。但是,承包商只有按協議的要求,在既定的時間內完成了提前確定好的研制計劃,符合項目預期的設計要求、安全標準和功能目標,才能從美國宇航局獲得固定額度的資金。這和以往的投資政策不同,之前,承包商可以在項目研制前期就獲得部分資金,研制計劃完成后,再獲得額外的資金來保證承包商的利潤。因此,這種有經費協議的模式,可以極大地調動承包商的積極性和主動性,保證項目如期、高質量地完成。
同時,有經費協議不僅承包商會獲益,美國宇航局也會獲益。2019年8月,美國宇航局宣布邀請美商業公司提供向登月中轉站“門戶”運送貨物的服務。美國宇航局將這一工作交給私人公司,自己便可以把精力集中到星際飛行需要的重型運載系統開發上。而且,在有經費協議的模式下,美國宇航局與商業航天公司合作非常緊密。例如,美國宇航局付費把項目的開發、研制等任務交給了太空探索技術公司,而后者在研制、開發過程中遇到了技術難題,可以交由美國宇航局攻克技術難題,再通過技術轉讓協議,將技術轉讓給太空探索技術公司,這樣,美國宇航局的技術研發就更有實踐基礎和針對性了。
美國商業航天制度政策推動了商業航天的蓬勃發展,給商業航天帶來了實際效益。在美國商業航天發展的制度支持和政策推動下,社會資本迅速進入了過去一直由政府帶動投資的航天領域,很多技術能力強、創新意識強的私營航天公司涌現并發展起來了。2002年10月,艾隆·馬斯克出資1億美元成立了太空探索技術公司。公司成立后馬斯克的目標就非常宏大,那就是帶100萬人上火星,要想實現這一夢想,首先是必須降低火箭發射成本,要降低成本的重點就是一級火箭回收,必須掌握火箭的回收技術,但是該項技術的實現很困難,獵鷹1號火箭的發射幾經波折,三次發射都失敗了,馬斯克四處借債瀕臨破產倒閉。2006年,美國宇航局雪中送炭投資2.8億美元到梅林發動機升級和研發“獵鷹9號”。之后,在第四次發射時,“獵鷹1號”成功升空并實現了回收,同時,將發射成本降到了1000萬美元。2008年,太空探索技術公司又拿到了美國宇航局的16億美元訂單,從而擺脫了困境,逐步發展壯大起來。
美國宇航局的相關政策模式為美國私人公司進入航天領域奠定了基礎,其政策的效果已逐漸顯現,對中國有很強的借鑒意義。在確立商業航天發展的政策模式上,應當關注以下兩點:一是實現政府與商業航天公司的共贏。美國宇航局通過協議與商業航天公司進行合作,采取了三種協議形式。這些協議形式的選擇不僅考慮到商業航天公司的參與,商業航天的發展,而且考慮到美國宇航局自身的利益。可以說這三種協議形式,美國宇航局和商業公司都實現了共贏,只是形式和程度不同。二是最大限度降低風險。美國宇航局在確定項目承包商的過程中,會有一些兩難的選擇,比如僅將合同授予絕對領先者太空探索技術公司,還是再增加幾個承包商以分攤風險。美國宇航局認為確保任務的順利完成至關重要,承包商、系統方案的多樣性能夠有效降低風險。于是,在太空探索技術公司之外,美國宇航局會多選幾個承包商,保證任務成功。