私營航天

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更新時間: 2013-12-05

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私營航天是指美國太空梭退役后,在太空探索中尋求「靈活途徑」並著眼火星登陸的美國國家航空航天局(NASA),可能將近地軌道市場讓給正在蓬勃發展的私營航天業。美國宇航局局長博爾登發表聲明說,美今後將藉助私人企業的載人航天器,以「靈活方式」將宇航員送入國際空間站。宇航局將同航天業界緊密合作,儘快實現商業宇航項目。為此,宇航局決定提供5000萬美元,資助企業發展宇航能力。美國總統奧巴馬1日公布了2011財年預算方案,其中對美國的太空項目做出重大調整,他建議國會在未來5年內為美國宇航局(NASA)增加約60億美元預算,但同時建議取消美國的重返月球計劃,而將火星作為美國載人航天計劃的目的地。奧巴馬政府的新預算報告建議宇航局鼓勵私營企業發展航天項目,承擔搭載美國宇航員飛往國際空間站的任務,宇航局的工作重心將轉到研發新型火箭系統和機器人航天上。

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1 私營航天 -背景

美國佛羅里達州卡納維拉爾角發射中心,「發現」號太空梭在發射架上整裝待發,最早將於2011年2月24日執行STS-133號飛行任務,完成最後演出。 

「發現」號是史上運行時間最長、執行任務最多的太空梭,在兩次太空梭事故后均承擔了恢復民眾信心的首次復飛任務,其最後一役原定去年11月1日,但因故障連連而一再推遲。 

自1977年起,美國共造了六架太空梭。第一架為樣機「企業」號,另有「挑戰者」號及「哥倫比亞」號分別於1986年和2003年爆炸解體。繼「發現」號之後,「奮進」號將於2011年4月謝幕,「亞特蘭蒂斯」號預計在2011年6月28日最後一次為國際空間站運送給養和備件。至此,美國的太空梭將全部退役。 

太空梭退役源於美國太空政策調整。進入21世紀,美國重新關注宇宙飛船,認為它比太空梭更安全、成本更低,故轉而研發新一代載人飛船「獵戶座」航天器。該飛船原計劃 2015年左右投入使用,但隨著美國總統奧巴馬2010年提議取消包括「獵戶座」航天器在內的「星座計劃」,並獲國會通過,下一代航天器的命運更加撲朔迷離。 

太空梭退役后,在太空探索中尋求「靈活途徑」並著眼火星登陸的美國國家航空航天局(NASA),可能將近地軌道市場讓給正在蓬勃發展的私營航天業。 

2月9日,在第14屆美國聯邦航空管理局(FAA)商業化太空運輸年會上,NASA局長查爾斯?博爾登對與會私營航天業者說,「我們是航天商業化的擁護者。當太空梭退役后,NASA對近地軌道的探索將告一段落,我們需要你們……沒有你們,我們將無法生存。」 

早在2008年,NASA已與私營企業太空探索技術公司(SpaceX)簽訂貨物運送服務合同,試飛成功后將正式運作。該公司的「龍」號航天器在2010年12月8日成為首個成功發射並回收的私營航天器,2011年的試飛則可能抵達國際空間站。 

但從2011年到私營航天器正式運營期間,NASA將無機可飛,不得不依賴購買俄羅斯的運送服務用於往返國際空間站。 

正因為此,私營公司聯合太空聯盟(United Space Alliance)表示,準備投標繼續運行太空梭項目至2017年。一旦成功,三架現役太空梭有可能將暫時避免在博物館睡大覺的命運。

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2 私營航天 -轉變

叫停「重返月球」,準備登陸火星或更遠星球。

美國前總統布希2004年啟動載人航天項目「星座計劃」,準備在2020年前讓美國宇航員重返月球,並在月球上建立基地,為下一步把人類送上火星甚至更遠的星球做準備。

白宮預算辦公室網站1日的消息說,「星座計劃」主要建立在現有技術的基礎上,面臨預算超支、工期延後、缺乏革新等問題。根據一個獨立專家委員會的綜合評估報告,即使「星座計劃」資金充裕,也不過是重複50年前的「阿波羅計劃」,相對其他更有潛力的選擇而言,是最不具吸引力的太空探索項目。而且,重返月球計劃造成美國宇航局的機器人太空探索、科學研究和地球觀測等項目資金緊張。「為此,奧巴馬取消了"星座計劃",代之以一個更大膽的太空探索方案」。

白宮預算辦公室說,加上美國政府在今後5年內增撥的60億美元資金,美國宇航局的總預算資金將超過1000億美元。未來的美國太空探索將主攻三大方向:大運載火箭的研發,在降低成本的同時將人類送往更遠太空;新型發展和測試項目,以有效提高探索活動能力;開展一系列機器人探索任務,為未來載人任務尋找著陸點和測試相關技術。

鼓勵私人宇航,今後或以「靈活方式」將宇航員送入空間站。

美國宇航局局長博爾登發表聲明,稱奧巴馬的預算方案為美國宇航局帶來了「艱巨挑戰」,他們將同美國的合作夥伴、企業界和學術界一起合作實現太空探索的可負擔、可持續發展。

博爾登表示,根據新的預算草案,「星座計劃」中的「戰神」系列火箭和「奧賴恩」載人航天器的使命都將終結,美國將把國際空間站的退役時間從2016年推遲到2020年以後,並將其變為美國的國家實驗室,充分利用其設備開展生物、醫學、材料、燃燒特性等實驗。

由於2010年3架太空梭在進行5次飛行后將「功成身退」,美國今後將藉助私人企業的載人航天器,以「靈活方式」將宇航員送入國際空間站。所謂的「靈活方式」就是短暫地探索近地天體,如火星的衛星或者月球,而不是在月球建立基地。「未來將可能有數百至數千人到低地軌道上訪問或居住。」

博爾登說,美國的航天企業早就參與了衛星發射項目。美國宇航局將同航天業界緊密合作,儘快實現商業宇航項目。為此美國宇航局決定提供5000萬美元,資助企業發展宇航能力。藍色起源、波音、完美太空發展公司和聯合發射聯盟將成為首批受資助企業。

招致議論紛紛,宇航局前局長擔心俄中後來居上。

奧巴馬政府的新預算報告還需要國會批准。不過,有些議員已經對涉及美國宇航局的部分表示反對。曾擔任過宇航員的民主党參議員比爾·納爾遜說:「我將站出來為美國宇航局以及數千名即將失去工作的人而戰。」共和党參議員理查德·謝爾比則表示,總統關於美國宇航局的預算建議開始了美國載人航天計劃的「死亡行軍」,國會「不能、也不會不採取行動而眼看著美國載人航天計劃毀滅」。

美國太空計劃的重大轉變也引起了媒體和專家的多方議論。美聯社說,「星座計劃」在耗費了91億美元和7年的時間后,終於半途而廢。美國宇航局前局長邁克爾·格里芬悲觀地認為,「美國可能放棄在太空探索方面的領導地位,讓俄羅斯、中國後來居上,從而危及美國"高邊疆"安全」。美國宇航局前副局長佩斯說,政府的新太空政策風險更大,目標更模糊,需要的資金可能會更多,比如過於依賴民間企業的風險就很大,它們有可能無法完成建造任務。

美國喬治·華盛頓大學前空間政策研究所主任約翰·洛格斯登說,預算方案意味著美國太空政策的重點將從研發系統轉向研發系統使用的技術。他認為,「星座計劃」的終結並不意味著美國太空雄心的結束。美國宇航局可以通過與私人部門和國際夥伴的合作,著眼於2020年以後國際空間站的未來。

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3 私營航天 -點評


龐之浩(北京空間科技信息研究所研究員):美國擬放棄布希政府時期制定的重返月球計劃,一個重要原因是金融危機和經濟不景氣導致資金緊張。美國政府希望把錢投在更為迫切、更有帶動作用的空間科學、軍事航天等航天項目上。

其實,美國在本世紀內實現載人登陸火星的終極目標並沒有改變。很多專家此前就指出,登陸火星不一定非得把月球作為跳板,還有其他途徑,比如,有科學家就提出以近地小行星等為跳板來登陸火星。一些國際空間站合作方也建議延長國際空間站的運行時間,將其使用期限從2015年延長到2025年。國際空間站同樣可以成為登陸火星的中轉站。

載人航天費用高,風險大,一般屬於國家行為。世界上現只有美國、中國、俄羅斯等少數國家有能力建造載人飛船。美國政府擬撥款扶持各類私營公司建造、發射和營運太空飛船,這在世界載人航天領域是首創。這種運作方式有利於降低載人航天項目支出,而且可以由此帶動商業航天業的發展。目前,美國已經有私營公司,如太空探索技術公司開發了「龍」載人飛船,並已列出了發射計劃。在美國太空梭退役后,美國宇航局將可以通過租用私營企業的商用飛船將宇航員送入太空。屆時,商業軌道運輸服務有望為未來的載人航天事業開闢出一條新路。


俄羅斯齊奧爾科夫斯基航天研究院通訊院士卡拉表示,俄羅斯應抓住美國計劃放棄一些航天項目的機遇,鞏固其在載人航天領域的世界領先地位。

卡拉說,在未來5到7年間,俄羅斯將成為唯一能夠將宇航員運送到國際空間站的國家,但認為這遠遠不夠。俄還應集中力量發展登陸火星的計劃,從而成為「絕對的太空領導者」。他表示,俄羅斯不會壟斷載人航天領域,將與其它國家開展合作,並在國際合作中發揮領導作用。

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4 私營航天 -私營


太空梭即將成為歷史。美國航空航天局計劃2011年退役全部太空梭,此後,美國將失去向國際空間站運送宇航員及物資的能力。

私營公司會加入進來。美國奧巴馬政府已經取消了原本打算接替太空梭的星座計劃,他們計劃憑藉私營公司的力量運送宇航員。

人們對此寄予厚望。理論上講,政府對大膽進入航天領域的企業進行早期資助,能夠催生出一個以太空旅行為核心的充滿活力的產業,而且競爭也會推動航天發射的價格不斷走低。

當然也有風險。新興公司能否推出安全可靠、價格上可以承受的太空飛船,這一點目前還沒人能夠確定。如果他們失敗,載人航天探索可能會倒退幾十年。
兩年前, 已故著名演員、《星際迷航》(Star Trek) 中斯科提(Scotty) 的扮演者詹姆斯· 杜漢(James Doohan)獲准參與了他人生中的最後一次探險,提供這一機會的是太空探索技術公司(Space Exploration Technologies Corporation,簡稱SpaceX)。這家公司總部設在美國加利福尼亞州的霍索恩,成立於2002 年,從事著一項任何一家新興企業都未曾涉足的業務:繞地軌道飛行。2008 年8 月, SpaceX 公司對自行設計製造的「獵鷹1 號」(Falcon 1)火箭進行了第三次試射,杜漢的骨灰被安置在這枚以液氧和煤油為燃料的火箭頂端,準備發射到繞地軌道。然而,僅僅飛行了大約兩分鐘,杜漢的最後一次探險之旅就提前結束了——火箭一二級分離過程中,第一級撞上了第二級。至此, SpaceX 公司的火箭進行了三次試射,全都以失敗而告終。

好吧,你還指望能看到什麼別的結果嗎?如此冷嘲熱諷的,有美國航空航天局(NASA)里的老前輩、航天項目的執行者,還有那些抱著傳統觀念不放的人——他們篤信,只有工程師、技師和管理人員構成的龐大團隊,在獲得數十億美元資金投入之後,再經歷長達數十年的研發周期,才能承擔起將有效載荷——特別是人類,安全送入地面以上數百千米繞地軌道的任務。畢竟,太空還是太嚴酷了。小型私有企業或許有能力發射一艘小巧的特技飛船,搖搖晃晃地爬升到幾十千米以上的高空,就像企業家兼工程師布爾特·魯坦(Burt Rutan)在2004 年贏得X 大獎(X-Prize)的那次壯舉一樣。但是,與NASA 多年來利用太空梭(space shuttle)和國際空間站(International Space Station)開展的各類任務相比,這樣的成就只能算是剛剛摸到門檻。如果你想進入繞地軌道, 100 千米只不過是起步,抵達這一高度時你最好是在全力加速,因為只有速度提高到7 千米/ 秒,有效載荷才能在地面上方300 千米處繞地球旋轉而不至於掉落下來。

既然如此,那美國奧巴馬政府又是出於怎樣的考慮,才會在2010 年2 月宣布,NASA 應該從根本上放棄載人飛船業務,轉包給私營企業來經營呢?按照這一規劃,迄今為止投資在「星座計劃」(Constellation)上的90 億美元,絕大多數將被NASA 一筆勾銷。「星座計劃」原本的目標是研製能夠替代太空梭將宇航員和補給物資運送到空間站、最終前往月球的下一代飛船。而現在,情況完全反了過來—— NASA 將向SpaceX 這樣的新興企業提供創業基金,然後簽約購買船票,搭乘他們的火箭前往空間站。

私營航天下一代NASA

十多家公司已經宣布,他們有意參與將人送入太空的競爭。未來,宇航員想要前往國際空間站,可以選擇乘坐多種火箭,包括軌道科學公司建造的「金牛座2 號」 (Taurus 2,圖1)、SpaceX 公司的「獵鷹9 號」(圖2,這種火箭2010 年夏天已經進行過成功發射),還有波音和洛克希德·馬丁合營的聯合發射同盟建造的多種德爾塔火箭(Delta rocket,圖3)。遊客還可以購票參加亞軌道觀光之旅,Xcor(圖4)、維珍銀河(Virgin Galactic,圖5)、藍色起源(圖6)和armadillo 航天公司(圖中沒有畫出)建造的飛行器都將提供這一服務。

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