SpaceX商用火箭怎樣打開“新世界”？

薛山

民營商用航天飛船首次載人飛行宣告成功

5月30日，美國佛羅里達州卡納維爾角，肯尼迪太空中心，商用民營火箭獵鷹9號從39A發射臺成功將SpaceX龍飛船2號送上太空，兩名資深的宇航員道格·赫利（Doug Hurley）和羅伯特·本肯（Robert Behnken）在19小時的太空旅程后順利抵達國際空間站，開始進行為期1～4個月的空間站工作。在此期間，龍飛號會停泊在空間站并再次攜帶宇航員返回地球，將在通過大氣層后張開降落傘，最后落回預定海域，接由船舶進行回收工作。此次發射標志著美國再次擁有了載人航天的自主權，也對航天事業的發展方向產生了不小的影響。

失去載人航天能力9年后，私營公司強力接盤

載人航天并不稀奇，早在1961年蘇聯就發射了史上第一艘載人飛船“東方一號”，搭載的就是鼎鼎有名的加加林少校，那么為什么在近60年后的今天，全世界依然還對載人航天器的升空如此關注呢？這是因為在2011年7月21日亞特蘭蒂斯號航天飛機宣告長達30年的航天飛機生涯落幕后，因為航天飛機計劃終止，所以美國沒有新的載人航天器接續，暫時失去了載人航天能力，只能依賴俄羅斯的聯盟飛船運送宇航員。

而在4年后的2015年5月，SpaceX，同時也是特斯拉創始人埃隆·馬斯克在美國加州霍索恩的廠房內官宣了第二代龍飛船，也正式宣布SpaceX拿下了NASA訂單，并且準備打造一臺低成本、載人載貨通用、可重復使用的新式航天器，這個思路在當時看來可謂瘋狂，因為在人類航天史上，集齊這些要素的載人飛船幾乎從未出現過，比如我國的航天器載人為神舟號，貨運則為天舟號，兩者并不通用，重復使用則更是有著各類航天飛機和N1火箭失敗的前車之鑒，但SpaceX都做到了。

不過在馬斯克的執念之下，這一切依然有序上馬，得益于每一年都有十多次火箭發射的成功經驗，造價僅僅1億美元，但通過27臺發動機實現64噸近地軌道運力的重型獵鷹火箭于2018年的成功試射，為剛剛成功發射的載人航天計劃夯實了基礎。

大膽創新的背后是大幅削減非必要成本，進而提高發射效率

簡單來說，SpaceX方案就是在龍飛船2號周圍配備8臺發動機，且飛船自帶可重復利用的逃逸系統，放棄了傳統的每次發射就必須丟棄的逃逸塔設計。飛龍號航天器的設計目標是艙室內部加壓載人空間9.3立方米，最多可搭載7名宇航員，而非加壓貨運倉也有12.1立方米，而且它的儀表操控臺拋棄了傳統的復雜型機械設計，改用了在特斯拉產品線上常用的大面積觸控屏，甚至還重新設計了宇航員艙內服，秉承了馬斯克的“硬核科幻”風格。

專注近地衛星，中國民營航天企業同樣面臨強力競爭

在載人載貨等大型航天器上，我國主要還是依賴國家單位，長征九號登月計劃也正在逐步進行當中。民營商用航天器的發展方向主要還是集中在近地衛星方面，比如知名視頻網站bilibili就計劃定制、冠名一顆由長光衛星技術有限公司自主研發的多功能遙感衛星——“嗶哩嗶哩視頻衛星”，屆時將對衛星發射全過程進行直播。衛星拍攝的遙感視頻、圖片數據將用于科普視頻，內容包含科技、人文、歷史、地球、公益、教育等多個領域，并為B站用戶定制拍攝任務。

但是衛星的軌道、頻段是一種有限的戰略資源且有優劣之分，而因為缺乏相應的國際法規約束，所以衛星頻段和軌道資源采用的是 “先占先得” 的搶占方式，而且低軌衛星是成千上萬顆小衛星組成的網絡，當部分衛星壽命結束或損壞時可以發射新的衛星將其替換，因此整個軌道只會被一家公司獨占，所以后發射衛星的公司會十分被動。

在中國，包括銀河航天、長光衛星等國內衛星公司都有自己的發射規劃，包括了遙感衛星星座和通信衛星星座，不少衛星星座計劃也都在 3 位數以上。但計劃歸計劃，誰能真正能夠將衛星送上軌道才能占到先機，背后不僅要資本，更要巨頭來牽引需求流量，而就在去年年底，騰訊宣布聯合 Satellogic、籮筐技術以及航天科工海鷹集團推出 “WeEarth超級地球”計劃，在未來數年內組建一個包括 300 顆衛星在內的對地觀測網，為政府機構、科研院所、科技企業提供遙感服務。這種服務模式允許用戶獲得特定地理區域上空多顆衛星的使用權，這將使一部分難以自購或自產衛星的政企能以較低成本擁有屬于自己的 “專屬衛星” 服務，從而快速監測到農業、林業、海洋、國土、環保、氣象等情況。

近地衛星軌道資源爭奪戰一觸即發

不過，近地衛星的世界級大玩家依然還是SpaceX，雖然在2018年才首發了2顆驗證衛星，但2019年就進行了6次火箭發射，將包含360顆衛星的通信網絡送上了軌道，并計劃在2020 年發射總數超過700顆衛星，可以說即便在這一領域，我國民營企業也同樣面臨巨大的挑戰。

國際管控手段需求迫切，航空事業進入新一輪加速期

即使私營企業在太空商業中扮演的角色越發重要，但也迫切需要各國政府和國際組織提供基本規則和架構，畢竟外層空間的公共政策尚處于起步階段，發展方式不能過于野蠻，比如近地軌道上的太空垃圾可能會對私有財產造成重大傷害，這個問題可能需要通過產權分配或征稅來處理。而且，由于私人企業掌握低軌道衛星技術，帶給NASA等國家單位的壓力越來越大，如何實現權利均衡對所有國家都非常重要。

值得注意的是，SpaceX龍飛船2號主要也還是近地軌道（國際空間站對地高度約402公里），未來再次登月所需的飛船仍需重新設計（月球近地點也有35.7萬公里）。如果龍飛船2號載人飛船成功回收，這意味著私人公司研制的載人飛船可以運送宇航員執行空間站任務了，進而開創一條重要商業載人航天之路，今年早些時候馬斯克就啟動了私人空間站旅行項目，單人票價5500萬美元，且已有人預訂。對一個私人公司而言取得這樣的成就是值得慶賀的，當然背后也有NASA全力支持的功勞。

SpaceX商業化的成功和其在專業領域的創新思路也對國內商業航空產業起到了啟發作用，比如中國民營火箭公司星際榮耀自主研發的“焦點一號”可重復使用液氧甲烷發動機，在5月27日就成功完成了二次啟動長程500秒試車，這是全球首臺具備二次啟動能力的液氧甲烷發動機，而且作為15噸級可重復使用發動機，設計使用次數達到30次，可大幅減少火箭制造成本。

編輯觀點

當前全球太空商業化正處于關鍵時刻，預估到2030年全球航天工業的產值將達到6000億美元，尤其給政府和民營企業參與者創造不少機會。而SpaceX制造可重復使用的運載火箭以降低太空發展的成本，使其相較其他競爭業者更具成本優勢，也會對其他國家或私營公司的創新方向起到指導作用，可以說是意義重大。