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[KJPT]SpaceX的第一次,NASA的最后一搏
[版面:科技新闻][首篇作者:inews] , 2020年05月22日02:44:43 ,153次阅读,0次回复
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发信人: inews (inews), 信区: ScitechNews
标  题: [KJPT]SpaceX的第一次,NASA的最后一搏
发信站: BBS 未名空间站 (Fri May 22 02:44:43 2020, 美东)

编者按:据外媒报道,5月27日下午,两名来自美国国家航空航天局(NASA)的经验丰富的航天员即将创造历史,他们将在位于美国东海岸的佛罗里达州登上一艘最新开发的航天器,然后飞往国际空间站。这两名航天员将成为首批乘坐真正的私人航天器飞往太空的人,这个航天器就是SpaceX所开发和运营的Crew Dragon。这次发射,可能将标志着美国的航天事业进入了一个新的时代。



这次发射任务,可以说是SpaceX公司和NASA在进行了近10年的研发和合作之后的巅峰之作。如果能够成功发射,这将意味着自2011年Space Shuttle计划以来,美国人首次在美国本土完成轨道发射。在过去的9年中,所有美国宇航员都是在哈萨克斯坦乘坐着俄罗斯的火箭前往国际空间站的。

本次载人航天除了对美国意义重大之外,它还是对SpaceX的Crew Dragon的最后一次大考,Crew Dragon也是NASA的Commercial Crew Program的一部分。NASA的这个项目有着许多的目标,但是它最重要的目标是:让私人企业制造出下一代航天器,将美国宇航员送上轨道,而不是由NASA自己制造飞行器。他们希望这些商用航天器能以更低的成本制造出航天器,从而节约纳税人的税金。在航天器制造完成之后,这些私人企业还可以通过出售航天器上的座位来实现盈利。

从本质上说,NASA是要把资本主义制度引入载人航天领域。在奥巴马时期曾担任NASA管理人员的洛里·贾维尔(Lori Garver)表示:“这是资本主义入门课。政府不擅长这样的事情。在过去50年中我们一直在发射火箭,所有工作都是行业在做。为什么不能让他们接手,而我们去购买服务呢?”

数字不会骗人,通过用这种方式制造航天器,NASA的确节省了大量的资金,然而新的载人航天经济依然处于襁褓期。航天顾问、负责对NASA航天计划负责审查的奥古斯丁委员会(Augustine Commission)成员杰夫·格里森(Jeff Greason,)说到:“它可能是更伟大的事情的起点,或者实现那些商业上的东西还需要采取更多的步骤。无论你如何看,这都是进步。现在唯一不确定的是,这个进步的程度有多大,有关这一点我们必须要在时候回过头来看才能下结论。”

截止到目前,Commercial Crew Program在达成目标方面可谓喜忧参半,但是更多的分析师都认为,它为NASA和企业对太空的探索带来了一种全新的方式,在未来十年中,这个新方式可能会从根本上改变太空经济的样貌。

新的业务方式

自从人类可以进入太空以来,这个产业的控制权就一直被政府牢牢握在手中。在过去半个世纪中,NASA虽然通过雇佣承包商来制造火箭,但是在生产和设计方面,NASA依然维持着完整的控制权。在载具制造完成之后,NASA就立刻获得它的拥有权和运营权。

这样做的结果就是,火箭的造价一直居高不下。自20世纪60年代以后,为了开发搭载宇航员登上月球的Saturn V火箭,NASA的预算开始不断膨胀。该机构希望,其下一代载具Space Shuttle能够降低成本,但是据一位分析师透露, Space Shuttle每飞行一次还是要让NASA付出了大约16亿美元的成本。

贾维尔说到:“在最初的50年中,阻碍太空发展的东西是太空运输。我们无法将成本降低。”贾维尔和其他一些人认为,NASA过于强势的安全文化让他们形成了自己独特的行事方式,而这种行事方式经常让NASA的载具过于复杂,其复杂程度超过了真正的需求。而且,缺乏竞争也是载具成本居高不下的一个重要原因。

2004年,布什政府呼吁取消Space Shuttle项目,而就在这时,一个试验的机会到来了。在航天飞机停止运行之后,NASA依然需要找到一种方式,将物资运往国际空间站。NASA想要找到一种低成本的解决方案,让他们可以将资金节省下来,用在其他更具雄心的项目上,比如探索太空中更遥远的地方。于是,NASA的官员们建立了一个新的太空商业模式,他们将其称为商业轨道运输服务,简称COTS。

通过COTS项目,NASA将成为投资者,而不再是监督者。NASA告诉企业他们想要什么样的火箭或航天器,并针对这些项目进行投资。而企业将负责设计和生产这些太空载具。

为了帮NASA节约成本,项目所需的一部分资金需要由这些企业来承担,而反过来,这样做也能刺激企业去寻找降低成本的方式。此外,NASA还希望能够有多家企业参与这个项目,以此来促进竞争。贾维尔称:“随着引入竞争制度,开发成本必然会减少,这让NASA可以去做其他一些事情。”在完成设计和制造之后,NASA将会扮演客户的角色,向企业购买这些服务,就像消费者向航空公司购买飞机票一样。

航空航天顾问、前NASA管理人员阿兰·林登麦伊尔(Alan Lindenmoyer)表示:“我们不想做这些企业唯一的客户。我们希望这个项目可以造福所有人,造福整个美国。我们非常希望在降低前往太空的成本方面也提供帮助。因为降低成本是打开所有新市场的关键。”

而这个计划在现实中也的确起到了效果。COTS选择了SpaceX作为其初始供应商之一,在NASA的帮助下,这家公司开发了猎鹰9号(Falcon 9)火箭和Dragon货仓。SpaceX还使用其猎鹰9号火箭发生了多颗商用人造卫星。

在一家供应商获得成功之后,NASA决定更进一步。在奥巴马执政期间,NASA的官员们开始考虑,这种商业模式是否也能用在其他方面,比如将宇航员和货物运上太空。无论是对于NASA还是对于立法者来说,这都是一个激进的想法。空间分析和工程公司Bryce Space and Technology的创始人兼CEO 加里萨·克里斯滕森(Carissa Christensen)表示:“安全性是人们最担心的事情。在航空行业中,人们一直都在担心未来是否会有私人企业参与进来。”

2014年,NASA选择了两家公司,SpaceX和NASA长期的承包商波音,这两家公司将为NASA的Commercial Crew项目制造载具。

愿景与现实

时至今日,Commercial Crew项目距离真正实现仅有一步之遥。但是一路上,这个计划的实施却遇到了许多阻碍。在NASA最初与SpaceX和波音签署合同的时候,该机构希望他们的载具能够在2017年首次实现载人航天。而如今距离最初的目标时间已经过去了3年。SpaceX的猎鹰9号火箭出现过两次爆炸:一次是在飞行过程中,另一次是在进行地面测试的时候。该公司的Crew Dragon在地面测试时也出现了一次爆炸。而波音的测试也并不顺利,其CST-100 Starliner在2019年12月的初次测试中,出现了大量软件错误。

最终,SpaceX在这场竞争中脱颖而出,如今在SpaceX进行首次飞行之前,NASA正在对Commercial Crew项目进行回顾,确定它是否起到了预期的效果。

从数字来看,与NASA的其他项目相比,Crew Dragon的开发成本降低了很多。Planetary Society的分析师估计,在过去10年中,NASA对Crew Dragon项目的投资总额大约为66亿美元。

如果NASA此前选择自己开发,那么他们所花费的成本将远高于这个数字,通过与SpaceX和波音合作,NASA节省了大约数百亿美元,Planetary Society高级空间政策顾问凯西·德雷尔(Casey Dreier)说到:“刚开始的时候我只是认为这对于NASA来说是一笔好买卖,但是我并没有意识到这个项目能帮助他们节省这么多资金。”

当然,这些载具很难与NASA做的事情作比较。Crew Dragon和Starliner都是相对简单的飞行器,与NASA过去自己开发的复杂的深空载具无法相提并论。航天飞机项目的前项目经理、现任NASA顾问维恩·黒尔(Wayne Hale)称:“载具以不同的方式做不同的事情。在两个载具的任务不同、能力不同的情况下,很难对两者进行对比。波音和SpaceX提供的都是出租服务,他们所使用的都是基本的保护,没有气闸、没有机械臂。他们实际上都是货运飞行器,与联盟号(Soyuz)不同。”

在制造这种精简、可提供服务的航天器的过程中,Commercial Crew计划也实现了其“制造竞争”的目标。货运和载人项目帮助SpaceX成为了这个行业内的主要参与者,此前这一行业一直由同一家承包商的企业所主导。贾维尔表示,通过让另一家大型企业(波音)参与到这个过程中,有利于继续拉低成本。如果只有SpaceX一家公司,我并不是说他们一定会这样,但是从经济学的角度来说,由于没有竞争,他们无需保持较低的价格。”

Commercial Crew项目真的只催生出了商用载具吗?这依然是个难以回答的问题。这种做法的价值在于,它让NASA不必再参与设计会议,而且也不用在主导整个设计和生产过程。但是也有专家认为,由于这个项目的目的是要将人类送上太空,因此NASA永远都需要保持一定的参与度。在宇航员的生命安全面前,最重要的并不是NASA将采取哪种承包方式,而是要确保宇航员的安全。

克里斯蒂娜·查普兰(Christina Chaplain)曾担任政府问责办公室的主任,负责审计Commercial Crew项目,她表示:“这并不是一个无足轻重的项目。在这个项目中,他们采取了很多的措施,确保自己对项目能够获得更多的洞悉。”例如,NASA给Commercial Crew供应商设置了非常严格的安全标准,规定这些企业的飞行器出现严重伤害或导致机组人员死亡的几率不得超过270分之一(这是一个很高的标准,通常在航天飞机项目结束的时候,飞行器严重损坏的概率为90分之一)。NASA还要求供应商遵守一份非常详细的安全和技术要求清单,其中许多要求还会根据计划的进行而演变。

NASA的安全顾问表示,无论是SpaceX还是波音,都还没有独立达到这个标准,并且表示NASA必须在整个过程中通过“实质性干预”为两家公司提供帮助。今年5月,航天安全顾问小组主席帕特里克·桑德斯(Patricia Sanders)在一次会议上表示:“NASA仍然具有深厚的专业知识,他们应该继续运用这些知识帮助美国最复杂、最具挑战性的太空系统的开发和执行。”

在一些人看来,这不仅仅是商业行为,还是政府在对企业进行指导,时刻指出变化。格里森表示:“我们尚未将载人航天完全变成商业行为。这是一个商业世界,所有服务都有价格。你购买船票,如果你不喜欢当前所提供的船票,你就不能飞向太空,我认为我们尚未达到这一点。”

商业载人航天服务的未来

NASA表示,这种方式并不适合所有的项目。而一些分析师认为,NASA之所以敢采取这种方式发展载人航天,是因为即使这个计划没有成功,NASA也有后备计划:俄罗斯的联盟号飞船火箭。查普林称:“如果没有这样的替代方案,那么风险就会更大一些。如果这种模式无法取得成功,政府必须要有后备方案。”

但是很显然,Commercial Crew项目取得了成功,NASA希望这种模式能够用在其更重要的项目上,比如把人类送上月球。今年4月底,NASA已经与三家主要企业签订了初步合同,开发人类月球着陆器,这三家企业中依然包括SpaceX。

专家表示,就像Commercial Crew一样,此举能够帮助NASA节省更多的资金,但是当前尚不清楚人类登上月球能够给商业公司开拓哪些新的市场。克里斯滕森表示:“月球活动目前没有明确的商业市场。今天没有,也不清楚未来会不会有。但是除了美国之外,还有其他国家,一定会有一些国家希望进行月球探索,但是自己又没有能力自主完成这样的项目。”

随着NASA开始展望其下一个项目,Commercial Crew除NASA之外还能不能找到新的客户,现在还有待观察。这个模式之所以能够通过COTS项目取得成功,是因为当时市场已经对火箭产生了需求:人造卫星发射任务。德雷尔表示:“新的项目与Commercial Cargo项目完全相反,后者是先出现了市场需求,即把卫星发射到低空轨道中。而现在情况完全相反:先去实现一种能力,然后在去寻找市场需求。”

当前还没有太多的企业提供低空轨道运输服务,SpaceX和波音成为了唯一的选择。黒尔说到:“这像是一个鸡生蛋和蛋生鸡的问题。地球低空轨道运输鲜有企业参与的原之一,就是成本太高。通过帮助企业建立价格较为低廉的运输系统,成本就会降低,然后就会有企业参与进来。当然,这只是理论上的说法。”

SpaceX此前宣布,已经有个人消费者表达了对乘坐Crew Dragon飞船的兴趣。该公司已经销售出了4张座位票,2021年这些个人消费者将乘坐飞船进行环球旅行。该公司jihui还计划最终将消费者送到一个由一家名叫Axiom的商业公司开发的私人空间站中。很多证据表明,SpaceX有朝一日将会把汤姆·克鲁斯(Tom Cruise)送到国际空间站,拍摄新的电影。

从现在来看,一切都在朝着正确的方向前进,但是几次进展并不意味着整个任务的成功。和任何一个新兴市场一样,我们最终将需要利用时间来检验这种模式是否能够奏效,以及这类全新的“旅行”方式是否能够持续。

格雷森说到:“对于这类服务已经吸引了一些商业客户,这是一件令人鼓舞的事情。当然,如果这类出行能够发展到不仅仅是3次,而是每年3次或每半年3次的话,我们将会非常兴奋,那样,我们就得到了想要的一切。我并不确定这个情况是否一定会出现,但是我当然希望如此。”
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