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中國出手,改變天空的規則

2024-12-31 00:00:00向治霖
南風窗 2024年26期

2024年8月6日14時42分,太原衛星發射中心,長征六號改運載火箭成功將千帆極軌01組衛星發射升空,衛星順利進入預定軌道

“天空一無所有,為何給我安慰。”或許很多年以后的人們,會對這句海子的詩產生疑問。因為那時,不僅天空的價值如陸地一般被熟練開發,而且都“看得見”,甚至是琳瑯滿目。

馬斯克星鏈項目的首批衛星,于2019年開始被送往天空。自那時起,網絡不斷出現世界各地發出的肉眼可見的星鏈衛星,它們排成一列,快速劃過星空亙古的格局。而現在,星鏈已經不是唯一。

2024年8月6日,18顆衛星從太原出發,被長征6A火箭送到極地軌道,它們是我國名為“千帆”的低地球軌道通信超級星座的首批組網衛星。同時,這也是我國幾大衛星互聯網低軌星座中首次組網發射的。

70天后,第二批組網衛星再度以一箭18星的方式入軌,這是熟悉的中國速度。

千帆星座規劃衛星超過1.4萬顆,這不是全部;由中國星網主導的另一星座“國網”,規劃衛星1.3萬顆,其首批衛星也預計將很快發射。兩大星座是商業航天藍圖中重要的組成部分。

毫無疑問,星鏈是兩大星座的對標物之一。第二代星鏈衛星支持直接接入手機一類的小型終端,這打開了一個價值巨大的市場。

隨著越來越多低軌星座建立,新的技術圖景被激活。它可能是這樣:地面上,飛馳的自動駕駛汽車由衛星信號支持車路云協同;半空中,載人或載物的低空飛行器,由衛星提供定位和通信支持,穿梭于城市中絲毫不亂;再往上,乘坐飛機的旅客可以開始普遍地使用衛星寬帶上網……

從未有過的喧鬧將布滿天空,也許那時,它也不能夠以其純潔安慰人心了。因為這個過程中,地面上的技術、利益以及政治的角力故事,也將在天空重新演繹。

“鋼鐵俠”的故事背后

最近幾年,似乎一說到探索太空,就不得不提一個人,那就是昔日的“硅谷鋼鐵俠”,今天的“白宮座上賓”,馬斯克。

馬斯克旗下的SpaceX的確也戰功赫赫。2024年10月,星艦(Starship)第五次測試飛行,直播畫面中的“筷子夾火箭”猶如神功,令世界驚羨。發射塔機械臂能夠捕獲超重型助推器,意味著實現可重復使用火箭系統的工作再進一步。這指向馬斯克特有的一以貫之的核心:降本。

“夾火箭”固然吸睛,但馬斯克的核心競爭力仍是“成本控制”,從而打出“量大價優”的價格牌。

SpaceX完全成熟的火箭,如獵鷹9號和獵鷹重型,以高頻率發射商業有效載荷。2023年,SpaceX共將約1195噸的有效載荷送入軌道,占全球總量的80%。更關鍵的,獵鷹系列火箭的發射成本限制在每千克3000美元,這比全球商業太空飛行市場的平均每千克1萬至2萬美元低得多。

2024年6月25日,嫦娥六號返回器準確著陸于內蒙古四子王旗預定區域,實現世界首次月球背面采樣返回

馬斯克曾放言,發射成本有望繼續壓縮至每千克1500美元。根據設計參數,星艦將能夠攜帶多達150噸的貨物。如果“筷子夾火箭”之后的進展一切順利,星艦輔以可重復使用的火箭系統,那么,馬斯克的豪言的確可以落地。

“卷價格”是馬斯克對傳統航天業的顛覆,星鏈則是他新辟的沃土。星鏈自2009年開始組網,截至2024年12月,已發送7522顆星鏈衛星入軌,其中6504顆處于工作狀態。這些衛星服務的用戶總數已超過300萬人。

馬斯克的領先,不僅讓他的美國“對手”貝佐斯感到絕望,也帶給其他國家競爭的壓力。

盡管中國的衛星星座規劃與建設開始加速,“千帆”開始組網,但差距也是顯而易見。中國最大的航空航天公司—中國航天科技集團,曾于2023年12月發文稱,我們相比SpaceX還存在一定差距和不足,“整體上大而不強、大而不優”,所以要堅決克服驕傲自滿的情緒,堅決摒棄盲目自大的心態,永不自滿、永不自大。

成就與名人光環,滾雪球般地讓馬斯克的形象越滾越大,這讓許多人忽視了他同樣強大的講故事的能力。硅谷需要故事,“殖民火星”就是馬斯克講得最好的一個故事。

然而正如美國航天媒體SpaceNews一篇評論文章所說,在馬斯克狂攬名氣與崇拜時,事實上,有著火星殖民雄心的SpaceX,尚未飛出地球軌道。

馬斯克的星鏈與運載火箭開發極為出色,但航空航天領域包含了一系列系統性的工程挑戰。

太空任務遠比僅僅達到軌道的挑戰要復雜得多。以探月工程為例,進入轉移軌道后,運載火箭將與探測器分離。在到達最終目的地之前,還有很長的路要走,這部分任務需要導航設備、深空通信網絡、高精度雷達、能源供應單元、航天器姿態控制系統、可變推力發動機、避障算法等支持。

即使是在地球軌道內,SpaceX也不是所謂領導者。中國獨立建造和運營著第三代技術標準的空間站,自然輪不到SpaceX來比試。在吹捧星鏈計劃時,不應忘了中國也維護著最大的全球導航衛星系統“北斗”。

SpaceX的火星殖民計劃,盡管聲勢浩大,卻并非其一己之力。實際上,這一愿景的整體框架由NASA主導,SpaceX僅在其中承擔了特定任務的技術開發和執行?;鹦翘剿鞯膹碗s性遠超單一公司能夠獨立完成的范圍:從深空導航到環境適應性研究,從探測器的多功能設計到長期的資源供給,每一環節都依賴跨機構的協作與支持。

馬斯克的盛譽之下,真正的主角美國NASA隱身于后。

大國競爭

有趣的是,馬斯克名利雙收的時刻,美國NASA卻陷入一種尷尬的處境。

首先是由嫦娥六號帶回的月壤牽帶起的一出滑稽戲碼—

2024年6月15日凌晨,北京航天飛行控制中心的大屏上,嫦娥六號探測器傳回的數據讓整個指揮大廳的氣氛緊張到近乎凝固。最終,一小罐來自月球背面的月壤樣本被安全封存,開始踏上歸程。72小時后,當它在內蒙古的著陸區被回收團隊輕巧地從隔離艙中取出時,這歷史性的一刻不僅令世界側目,也讓美國的科學界和政治圈感到微妙不安。

這種不安,直觀地體現為一種復雜而克制的“微詞”。

NASA局長比爾·納爾遜在社交媒體上最初禮貌性地表達祝賀,可不到一天后,他在面向媒體的連線中又提及“透明性”“規則制定”等老生常談的話題。美國多家權威媒體在評論中直言,美國對月球資源和新鮮月壤樣本的渴求從未停歇,只是自己遲遲無法實踐。

美國面臨的現實很尖銳:自上世紀阿波羅17號任務后,半個多世紀來沒有獲得過一克新的月壤樣本。那些分發出去的382公斤阿波羅月壤,曾經引領科學潮流,但伴隨時代進步和新問題的出現,舊樣本顯然無法回答當今地質學、天體物理和太陽風作用相關的諸多前沿問題。

然而,這份對于新月壤的羨慕與緊張情緒,只是大國競爭版圖中的冰山一角。

中國曾被美國排斥在外。上世紀90年代,國際空間站ISS誕生之初,16個參與國熱烈鼓吹其為“人類合作探索宇宙的典范”。然而,中國當時盡管展現出一定的航天潛力,卻從未獲得加入的機會。美國以“技術泄露”“國家安全”為由,堅決反對中國介入,將其拒于門外。

被拒,意味著中國無法借鑒ISS的技術經驗,無法共享飛行數據,也無法在這個龐大國際平臺中獲得團隊訓練和資源分配。對于任何剛剛起步的航天大國而言,這都是一種近乎嚴酷的孤立。

更刺眼的是,1999年的《考克斯報告》加濃了這種技術封鎖氛圍,而2011年的《沃爾夫修正案》則以法律形式徹底鎖死了中美雙邊航天合作的大門。NASA不得與中國合作,中國科學家甚至連進入NASA的學術會議都被嚴格限制。在這樣的環境下,中國必須從零開始,讓“自己畫圖紙、自己搭積木”成為常態。

2011年,天宮一號目標飛行器升空,這是中國的“試驗課”;2016年,天宮二號接棒,是更先進的“實習課”。

漫長的“自修課”最終在2022年底交出耀眼答卷:中國完全自主建成的天宮空間站在軌運行,它雖不如ISS那般規模龐大,卻足夠成熟、穩定,而且對外敞開大門,歡迎各國科學家提出研究計劃。

許多在ISS上地位尷尬的國家—特別是一些在國際合作中習慣于被邊緣化的發展中國家—正積極與中國接洽,以期在天宮完成自己的科學實驗。曾經,美國等國對中國的技術隔絕、資源屏蔽與國際規則上的排斥,本意是維護自身優勢。出乎預料的是,中國不僅在封鎖中逆勢成長,還反過來通過天宮平臺,為國際社會提供另一種合作范式。

真正的“星辰大海”

當然,美國政府不可能對此無動于衷,事實上,降下“大院鐵幕”的手已經蠢蠢欲動了。

2024年夏,美國共和黨全國大會在密爾沃基發出了一份耐人尋味的簡短聲明:“中國正努力將美國趕回月球。我們再次陷入冷戰,伴隨著太空競賽?!边@句話聽起來既警惕又焦慮,背后是美國對中國航天事業快速崛起的密切關注。

美國慣用的“小院高墻”,眼看又有加高的動作,不過,中國選擇更加開放包容的姿態助推航天事業。嫦娥六號帶回的月壤,不同于過往的封閉模式,中國航天部門很快宣布,將為全球研究機構預留檢驗機會。

為此,歐美等傳統航天強國或地區自然已經提出意愿,而在亞洲和非洲,一些新興科研團隊首次看到了參與尖端研究的可能。它們積極提交實驗申請,希望通過這一項目讓自己的科研成果進入更高的學術平臺。

中國航天的開放性其來有自。國際月球科研站項目,是中國與俄羅斯合作推動的國際合作典范。這一項目通過了“共商、共建、共享”的框架文件,向全球開放,邀請更多國家參與。而中國空間站的實驗項目征集名單中,也首次出現了來自拉丁美洲和東南亞的發展中國家科研團隊的名字。這些變化,打破了以往少數強國主導的太空探索格局,為全球科學家參與太空研究提供了全新的機會。

嫦娥六號取回的月球背面月壤樣品

而這些開放與合作的故事,在全球范圍內留下了深刻的印記。在2024年的一次國際研討會上,一位來自東南亞的小型科研團隊的負責人提到,他們通過中國的合作提案首次申請到了一項微型實驗儀器的太空實驗機會?!皬奶峤簧暾埖綄蛹夹g,整個過程都非常流暢。這不僅讓我們得以參與,還幫助我們了解了如何進入國際科研的高階領域。”他說。

在更深遠的探測領域,中國的藍圖顯得清晰且雄心勃勃。

根據規劃,嫦娥八號將在2028年前后發射,與嫦娥七號和中繼星共同構建國際月球科研站的基本型,2030年前初步成型。官方技術文件詳細列出了月球南極區域的資源探測、通信導航、能源供應等環節,為科研站的長期運行奠定了技術基礎。

不僅如此,天問二號將在2025年發射,嘗試近地小行星取樣返回,并繞飛彗星;而2030年前后的天問三號則將瞄準火星樣本返回—這一任務復雜程度極高,涉及從火星表面取樣、軌道交會、樣本封裝等一系列關鍵技術。這些規劃不僅展示了我國在深空探測領域的技術實力,也體現了執行的穩定性。

商業航天的力量為這些宏偉目標提供了堅實支撐。2023年,中國商業衛星發射次數同比增長28%,商業航天市場規模突破1.9萬億元,年均增長率達23%。許多民營企業正在快速崛起。業界普遍認為,接下來3到5年是國內民營航天的窗口期。

可以看到,中國的航天探索已經不再是單一的技術競賽,而是一場多主體共同參與的長期工程—從月壤樣本的開放共享,到天宮空間站的國際合作,從月球科研站的明確規劃,到商業航天的強勁助力。

打破“小院高墻”,才會看到真正的“星辰大?!?。

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