马斯克上演陪跑逆袭!刚把人类送入太空的SpaceX牛在哪

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发表于 2020-11-26 14:11:46 来自手机 | 显示全部楼层 |阅读模式
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文 | 黄天然 王安忆
人类载人航天史又翻开了新的一页。


北京时间5月31日凌晨3点23分,在美国肯尼迪航天中心,SpaceX(美国太空探索技术公司)的载人龙飞船搭乘一枚猎鹰九号火箭发射升空,NASA两名宇航员目前正在前往国际空间站途中。


这是自 2011 年以来,美国第一次自己将宇航员送入太空,也是 SpaceX 成立 18 年以来首次执行载人航天任务,更是人类历史上的首次商业载人航天发射。
预计今晚23点与国际空间站对接

此次发射可谓一波三折。
原定于5月27日发射的载人龙飞船,却在万众瞩目下因天公不作美而临时取消,延期至今日;
静待发射的载人龙飞船

昨天SpaceX又传来噩耗,星际飞船SN4原型机在测试中发生爆炸,尽管爆炸的星际飞船与即将发射的载人龙飞船不是一回事,但还是让人捏了一把汗;
5月30日,德州南部测试场SpaceX星际飞船SN4爆炸火光冲天

北京时间5月30日晚,由于担心会有闪电、暴雨和积雨云,就在发射前数小时,NASA和SpaceX官方依然显示“有50%取消发射的可能性”。
然而,当发射任务进入倒计时45分钟,天气突然开始放晴。
搭载载人龙飞船的猎鹰九号火箭发射成功

北京时间5月31日凌晨3点23分,在“3-2-1-0”的倒数计时中,猎鹰九号火箭终于点火升空,带着载人龙飞船、两位宇航员和一只恐龙玩偶飞向国际空间站。
宇航员们还带了一只小恐龙上飞船,到达太空后小恐龙漂浮在镜头前

发射2分40秒后,一级火箭分离;


发射大约9分钟后,一级火箭降落在位于大西洋的海上专用回收驳船上,成功实现回收。看到这一消息,飞船里的两位宇航员击拳相庆。


发射大约12分钟后,载人龙飞船与猎鹰九号二级火箭完成分离,SpaceX首次载人航天任务的发射阶段至此获得圆满成功。


接下去,载人龙飞船将依靠太阳能电池板供电,借助自身动力慢慢靠近国际空间站。
值得注意的是,载人龙飞船是一艘自动飞船,一旦分离成功,它会自动规划出一条通向国际空间站的路径,就连对接过程也可以由系统自动完成。


不过为了安全起见,两位宇航员鲍勃和道格在发射前,还是在触摸操控屏幕上反复练习了如何手动控制飞行与对接。
飞船驾驶舱

鲍勃和道格都是NASA老将。鲍勃进行过6次太空行走,有超过708小时的太空停留记录,而道格更是国际空间站的老面孔,正是他在2011年乘坐亚特兰蒂斯号航天飞机,执行了美国最后的载人航天任务。
NASA宇航员鲍勃(左)和道格拉斯(右)

按照SpaceX的飞行计划,预计19个小时后,也就是北京时间今晚23点左右,载人龙飞船将与国际空间站完成对接。
只有飞船与国际空间站成功对接,并完成接下来1-3个月的空间站工作后顺利返回地球,这项载人航空任务才算圆满完成。


SpaceX再一次改写人类航天史

随着此次发射任务成功,SpaceX 终于在人类载人航天史上写下了自己的名字。


载人航天,堪称航天领域难度最高的任务,此前只有俄美中三大国拥有这种能力。
而今,第一次有一家私营公司掌握了发射载人飞船的技术和能力。
2002年6月,马斯克创建SpaceX之时,宣布这家公司只为一个目的存在——实现火星移民计划,让人类能去火星生活或旅行。
那一年,距离美国航天飞机最后一次飞行还有9年。
在政府主导航天事业的年代,人们只将马斯克的愿景视作疯话,也完全没把SpaceX当成一家正经公司。
然而,正是在一片“疯子”和“骗子”的嘲讽声中,SpaceX一次次改写了人类航天史:
2008年9月,SpaceX成功发射猎鹰一号,全世界第一枚由私人公司研发的液态轨道火箭成功进入地球轨道;


2010年12月8日,SpaceX的第一代货运龙飞船携带着一罐法国奶酪蛋糕进入太空轨道,龙飞船成为世界上第一艘由私人公司研发的航天飞船;
货运龙飞船载着一罐法国奶酪蛋糕(右)进入太空

2012年5月25日,货运龙飞船携带1000磅物资与国际空间站成功对接,SpaceX成为继美国、欧盟和日本后,第四个拥有与国际太空站对接能力的实体;


2015年12月,SpaceX首次发射猎鹰九号全推力版,一级火箭返回着陆场,人类历史上第一次实现陆上软着陆回收一级火箭;


2016年4月,猎鹰九号全推力版的一级火箭成功降落在大西洋上的回收驳船上,人类历史上第一次实现海上软着陆回收一级火箭;


2017年3月,SpaceX再次成功发射并回收一枚猎鹰九号全推力版一级火箭,人类历史上第一次实现一级火箭重复使用,还首次回收了火箭的整流罩。
回收火箭的整流罩

SpaceX为全球航天业带来的一项革命性创举,正是将原本一次性消耗的运载火箭,变成了可回收重复利用的载具,这也是他们最核心的一项技术。
肯尼迪航天中心机库中回收的SpaceX火箭机身 图片来源:AP

实现这项技术的难点,主要在于着陆段如何根据火箭的当前位置、速度、姿态等信息,在线实时计算出发动机推力的大小和方向,以实现安全精确着陆。


除了着陆段制导算法。可调节的大推力火箭发动机,亦是一大难点。
曾有美国记者形容,SpaceX成功发射并回收一枚猎鹰九号的难度,相当于在一场暴风雨中,发射一支细铅笔飞跃102层高的纽约帝国大厦,并让铅笔稳稳落在大厦另一边的鞋盒里。


研究火箭回收技术,是为了尽可能回收和重复利用火箭组件,从而大幅降低卫星和航天器的发射成本。
SpaceX曾介绍,火箭发射95%的成本来自硬件,其中一级火箭成本便占去了60%。
通过回收并重复使用一级火箭,能够大幅降低发射成本,以猎鹰九号重复使用10次计算,成本可降低5成。
SpaceX猎鹰九号运载火箭与猎鹰重型运载火箭 图片来源:路透社

马斯克曾公开表示,猎鹰九号发射报价在6000万美元左右,但据美国著名投资银行杰富瑞透露,猎鹰九号发射报价最低可以压到4000万美元左右。
而在欧美日俄,通信卫星的发射报价动辄上亿美金,正是凭借火箭回收技术降低发射成本,SpaceX才能从众多“国家队”中脱颖而出。


据NASA商业航天总监菲尔·麦卡利斯特透露,目前SpaceX的猎鹰9号火箭,在全球商业发射领域占据了65%份额。
不过,马斯克还嫌猎鹰九号发射报价太贵,他希望将猎鹰九号的发射报价降低到600-700万美元,远期目标则是降到60-70万美元。
载人龙飞船与国际空间站对接模拟 图片来源:SpaceX

了解SpaceX的人都知道,到今年3月,货运龙飞船其实已经为国际空间站完成了20次补给运送任务,因此,载人龙飞船今日的成功其实并没有太多意外,完全是这家公司厚积薄发,水到渠成的结果。
美国走通航天发展新模式

SpaceX廉价的发射报价,恰恰是NASA(美国国家航空航天局)近十年来最大的需求。
冷战结束后,以举国之力研发太空技术的路线,逐渐在美国失去了民意支持和政治需求。
特别是经历了挑战者号和哥伦比亚号的两次致命事故后,载人航天飞机的风险系数和高昂成本,迫使NASA放弃了这一载人航天路线。
2011年7月,美国亚特兰蒂斯号航天飞机降落在肯尼迪航天中心,完成了最后一次载人飞行。
亚特兰蒂斯号航天飞机

此后,NASA不得不斥巨资买船票,让美国宇航员乘坐俄罗斯联盟号飞船往返国际空间站。
过去9年,NASA向俄罗斯购买过52张船票,共计花费约40亿美元,俄罗斯开出的票价也一路水涨船高,从最初的2000多万美元,上涨到了8000多万美元。
今年4月NASA宇航员卡西迪与两名俄罗斯宇航员飞往国际空间站 图片来源:CNET

就在最近,NASA刚向俄罗斯联邦航天买了一个今年秋天往返国际空间站的舱位,票价更是涨到了9025多万美元。
联盟号飞船票价水涨船高

NASA并不甘心一路挨宰,一度试图继续执行布什领导的“星座计划”,通过研发“战神1号”火箭和“猎户座”飞船,重新将美国宇航员送到国际空间站。
然而,这项计划成本太高,最终被奥巴马政府取消。
奥巴马的替代方案,是鼓励美国私人企业进军太空市场,大力推动太空活动商业化,希望太空飞行由政府控制转为商业运作。


在白宫授意下,NASA于2010年开始实施一项名为“商业载人开发”(CCDev)的太空飞行计划,希望通过资助数家私人航天公司,以获得满足需求的重型火箭和载人飞船。
SpaceX再次获得了资助,早在2006年,他们就中标过NASA的商业轨道运输服务计划(COTS),获得了5亿美元救命钱。
波音、SpaceX和内华达山脉公司获得美国政府各项航天计划的支持 数据来源:NASA OIG

可是在CCDev计划中,SpaceX起初完全负责陪跑,因为他们的对手是航天巨头波音。
当时,SpaceX的火箭回收技术尚未成功,NASA 为这一计划投入的近 84 亿美元,有49亿进了波音的口袋,SpaceX只获得了31亿美元经费支持。
马斯克对此偶有怨言,然而载人飞船毕竟也是SpaceX完成愿景的必由之路,因此他们还是一丝不苟地推进着载人龙飞船的进度,直到跑到了波音的前面。
波音与SpaceX火箭对比

2019年3月,SpaceX进行了载人龙飞船首次无人飞行测试,飞船与国际空间站成功对接,奠定了此次载人任务的基础;
今年1月,为了证明载人龙飞船的安全性,马斯克还炸毁了一枚造价4800万美元的火箭以通过飞行中止测试,紧急逃逸系统让飞船成功降落大西洋海面,为这次载人飞行上了最后一道保险。


这期间,SpaceX也遭遇过失败和争议,比如猎鹰火箭发射终止,载人龙飞船曾因阀门故障导致航天器起火,甚至在例行测试中爆炸等等。
在发射前一天SpaceX星际飞船原型机在测试中发生爆炸

无奈波音的Starliner载人飞船更不争气,拖拖拉拉数度推迟,直到去年12月才进行了首次轨道试飞,结果还因为软件缺陷和通信线路问题,未能按计划抵达国际空间站……
就这样,原本陪跑的SpaceX,反而率先冲过了CCDev计划的终点线。
更重要的是,单从载人飞船每个座位的报价来看,SpaceX的性价比无敌。
美国宇航局审计长办公室(OIG)报告显示,SpaceX载人龙飞船每个座位报价5500万美元,波音Starliner载人飞船却要9000万美元,几乎和俄罗斯联盟号火箭一个价。
波音Starliner载人飞船

无论如何,美国运用民间商业力量参与国家太空基建的模式走通了,毕竟过去NASA每发射一次航天飞机,成本高达4.5亿美元。
按照NASA的设想,未来宇航员往返空间站的运载任务全部交给商业公司,NASA 则专注于深空探索,例如将人类带到月球和火星。


通过这样的分工,NASA商业航天总监菲尔·麦卡利斯特预计节省成本在20到300亿美元之间。
美国进一步加强太空领导力

成功进入载人航天赛道之后,SpaceX的路将越走越宽。
在继续与NASA合作以外,SpaceX还可以自由执行其他商业化的载人航天任务。
事实上,载人龙飞船的座位有七个,商业化飞行的票价为2000万美元/位,SpaceX已经签下了一些乘坐载人龙飞船游览太空的订单,据说乘客还包括了即将在国际空间站拍摄最新电影的汤姆·克鲁斯。


安全将宇航员送往国际空间站只是一个开始。
接下来,SpaceX还将继续研发可以飞抵月球和火星的星际飞船,建立火星运输系统,以实现火星殖民的目标。


根据SpaceX给出的时间表,他们希望能在2022年向火星发射搭载货物的超级重型火箭和星际飞船。
到2024年,SpaceX将第一次实现将人类和更多的货物运到火星。
SpaceX殖民火星的构想图 图片来源:SpaceX

载人龙飞船的成功,也让美国摆脱了对俄罗斯的依赖,在太空领导力方面走出了一大步。
除了SpaceX,如波音、维珍银河、蓝色起源等公司也正投入到美国国家太空建设计划中来。


目前,这种商业合作模式已被纳入NASA的登月计划之中。
作为“阿尔忒弥斯计划”的一部分,NASA将与波音等商业公司一起投资建设登陆月球的火箭和航天器,并将在2024年实现重返月球计划。


令人担忧的是,自从特朗普上台以来,美国在航天领域变得野心勃勃,充满侵略性。
从宣布2024年重返月球,到建立太空军,再到拉盟友抢占月球资源,特朗普政府一直以保卫美国太空资产为理由,向着独霸太空的目标前进。
特朗普在签署了一项国家太空政令后,激动地举起了记号笔 图片来源:AP

而载人龙飞船的成功,标志着美国拥有了相对廉价且稳定的近地轨道载人发射服务,这将有助于美国在航天领域进一步实践其排他性野心。
参考资料:
NYT:SpaceX Launch Live: Updates From NASA Astronauts’ Trip to Orbit
Forbes:Spacex makes history with first ever human rocket launch for NASA
Techcrunch:SpaceX makes history with successful first human space launch
Dailymail:Spaceplanes vs super rockets: Expert reveals who will win the battle of cheap space
Archdaily:Elon Musk Announces SpaceX Plans to Begin Mars Colonization by 2022
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 楼主| 发表于 2020-11-26 14:16:03 | 显示全部楼层
SPACEX:火箭技术新发展。 华为:趁还没被禁再多囤点芯片,大不了回头做老年机。
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 楼主| 发表于 2020-11-26 14:20:20 | 显示全部楼层
人家有成熟的资本市场。你可以说是NASA支持了SpaceX发展,但不得不说的是,SpaceX在资本市场又可以进行大举的融资,不相信星期一看股票价格。我们大A就薅羊毛,不相信星期一看中石油。这个怎么比,比不了。没有资本市场加持,只靠政府资金发射,成本高无法解决。
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 楼主| 发表于 2020-11-26 14:24:37 | 显示全部楼层
每次看到载人航天器发射,总有一种敬畏感,感觉宇航员是在告别人类
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 楼主| 发表于 2020-11-26 14:28:54 | 显示全部楼层
真正的钢铁侠,看过他的书。从濒临破产到世界上最强的民营航天公司,埃隆马斯克坚韧不拔的精神,值得我们学习
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 楼主| 发表于 2020-11-26 14:33:11 | 显示全部楼层
说spacex是陪跑,也太小看马斯克了。马斯克现在所有的商业行动,都是为火星殖民做准备。面对100万人去火星的宏伟计划,nasa都不敢想,波音更是连提鞋都不配。
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 楼主| 发表于 2020-11-26 14:37:28 | 显示全部楼层
我们中国的火箭和太空站才是世界最好的
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 楼主| 发表于 2020-11-26 14:41:45 | 显示全部楼层
这个SpaceX是不是就是前几年挖走中国飞天博士的那家?!记不清了
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 楼主| 发表于 2020-11-26 14:46:02 | 显示全部楼层
美帝的火箭描叙真详细,国内常常几句话就完了,热烈祝贺某某火箭发射成功,这怎么激起爱国热情
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 楼主| 发表于 2020-11-26 14:50:19 | 显示全部楼层
有学习强国厉害吗
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