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美國航天的私營化轉身 南方周末
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  SpaceX公司的人員在調試“獵鷹1號”。
  SpaceX計劃在2011年實現“龍飛船”與國際空間站的無人對接。
  航天項目的“私營化”或“民營化”在若幹年內有可能成為美國新的潮流。美國宇航局(NASA)的角色也將因此發生轉變:由産品研發者的角色轉變為産品用戶。
  □本報記者黃永明
  2008年8月一個周六的夜晚,一枚黑白相間的火箭在火光中從太平洋中部的海島上升空。點火的過程看起來非常完美。然而,僅僅在兩分半鐘之後,糟糕的事情發生了。火箭的一級與二級沒有順利分離,這導致了整個發射任務的失敗。
  失敗了的火箭叫做“獵鷹1號”。至此,它一共發射了三次,失敗了三次。但發射火箭的人們並沒有絲毫停下來的意思,在第三次失敗的時候,第四次和第五次發射已經在日程之中了。一個多月後,獵鷹1號進行第四次發射。這一次它成功了。它將165千克的有效載荷送入了地球軌道。
  這是歷史上第一枚成功進入地球軌道的完全由私營公司設計製造的液體燃料火箭。設計它的公司叫做SpaceX,創始人是Paypal的創始人艾隆·馬斯克(ElonMusk)。此時距離公司的創立僅有6年。
  兩年多之後的今天,SpaceX已經計劃在2011年年內實現公司自行研製的“龍飛船”與國際空間站的無人對接。
  事實上,SpaceX公司在去年已經被奧巴馬政府選定,為美國研製新型的天地往返運輸系統。此前擔此重任的美國宇航局(NASA)由産品研發者的角色一下轉變成了産品用戶。“NASA此種與私營公司合作的方式是前所未有的。”中國空間技術研究院研究員龐之浩說,“這不是政府投資去干某一件事情,而是私營公司自己研製火箭和飛船,政府相當於‘打的’,完全按照商業化的模式運作。”美國目前正在使用的天地往返運輸系統是航天飛機,它們在為NASA服務了三十年之後,即將退役。接下來的幾個月裡,它們將進行最後兩三次發射。自1983年開始服役的發現號航天飛機目前正在修補外部燃料箱的裂縫,可能在下個月飛向國際空間站。奮進號航天飛機的發射則不早於4月1日。
  “航天項目的‘私營化’或‘民營化’在若幹年內有可能成為美國新的潮流。”中國的一些航天科技專家做出了這樣的判斷。
  星座計劃的起與落
  航天飛機擁有兩個翅膀,外形與航空飛機較為相似。在1969年阿波羅11號登月之前,美國就開始了航天飛機的設計。第一架航天飛機“哥倫比亞號”誕生於1979年,並於1981年進行了首次發射。隨後,挑戰者號、發現號、亞特蘭蒂斯號和奮進號相繼誕生。每架航天飛機每次能將5到7名宇航員送入低地球軌道,然後再返回。
  然而,事實證明,航天飛機並不是一種足夠安全的交通工具。1986年,挑戰者號航天飛機升空時發生爆炸,七名宇航員喪命。2003年,悲劇重演,哥倫比亞號航天飛機在重返大氣層時爆炸,七名宇航員全部遇難。
  這促使小布什政府在2004年決定讓NASA研製新一代的天地往返運輸系統———“獵戶座”成員探索飛行器。而獵戶座飛船只是小布什政府一個龐大計劃的一部分。“太空探索新構想”是這個龐大計劃的名字。在這個新構想中,美國人要重返月球,在月球建立永久基地,然後登陸火星併爲探索更遙遠的太陽系做准備。NASA為此在2005年啟動了“星座計劃”,即用13年的時間研製新型戰神系列火箭、獵戶座飛船和“牽牛星”月球着陸器。
  在這個計劃中,獵戶座飛船會在2015年首飛,戰神-5火箭在2018年首次發射,2018-2020年間美國人再次踏上月球表面。
  但僅僅幾年間,“太空探索新構想”就出現了走不下去的感覺。航天器的研製進程不斷推遲,耗資也如天文數字。據估計,從航天飛機退役到新一代飛行器之間的斷檔期至少將長達七年。經濟危機更令情況雪上加霜。“布什的計劃即使走下去也沒什麼新意。”龐之浩認為,“做出這樣的計劃似乎還是政治影響比較大。從創新性和美國的長遠利益來講,屬於循序漸進。”奧巴馬政府在2009年成立了一個評審委員會,對美國的載人航天計劃及其進度進行了評估。評估報告給出了美國太空探索的三種路徑:火星優先、月球優先和靈活途徑。奧巴馬最終選擇終止星座計劃,採取靈活途徑。
  將靈活途徑的主要內容歸納起來:國際空間站的運行時間延長到2020年,鼓勵私營公司設計製造、發射和運行商業載人航天運輸系統,發展重型運載火箭系統、在軌操作技術和機器人技術。
  在新的計劃裡,重返月球的計劃被拋棄,取而代之的是載人登陸(或環繞)人類從未踏足過的小行星,然後是火星。
  這一改變在美國國內引起了巨大的分歧。登月宇航員阿姆斯特朗和奧爾德林就分別持有不同意見。奧爾德林支持新的計劃,而阿姆斯特朗則說“重返月球才是人類在太陽系擴張的最富成效的路徑”。“其實在小布什提出重返月球的時候,就有很多科學家反對。除了沒什麼新意,另一個原因是,他們認為如果去火星的話,無論從小行星上去還是從地球上去,都比他那個效率高。”龐之浩說,“實際上在奧巴馬上台前,就已經有一些行星科學家准備了新的方案,要向奧巴馬提出了。”
  美國航天的傳統
  奧巴馬去年4月在甘迺迪航天中心宣講他的新計劃時提到,事實上,美國宇航局一直在依賴私營公司幫助設計和建造載人航天器,包括從50年前運送宇航員約翰·格林到達軌道的“水星”飛船,到今天仍在服役的發現號航天飛機。“使用私營公司,政府投資少,而且私營公司效率非常高。不論是在技術開發還是研製周期上,效率都比大公司要高。它們的起點也非常高。”龐之浩說。
  在SpaceX之前,美國已經有私營公司研製出了能夠進行亞軌道飛行的飛行器。早在1994年,知名飛機設計師伯特·魯坦(BurtRutan)就開始考慮造這樣一架飛行器。2001年開始,魯坦的公司與微軟創始人之一保羅·艾倫合作,花三年時間建造出了“太空船1號”。太空船1號的設計製造完全沒有政府資助,它2004年在五天之內兩次飛上100千米以上的高空,創造了私人載人突破地球大氣層的歷史。後來的“太空船2號”在設計上能夠飛得更高,達到160-320千米,几乎到達載人航天的高度。飛行時,太空船2號搭載在母機“白騎士2號”身上飛至18千米高空,然後與白騎士2號分離,火箭助推裝置點火,急劇躍升。
  不過這些亞軌道飛行器的研製者並非要與政府合作,他們的目的只是為了開發民間新的旅遊項目。太空船2號一次飛行可以搭載6名乘客,讓他們到大氣層之外看地球並體驗失重飛行。只要能支付20萬美元,經過簡單的訓練,便可嘗試一次亞軌道飛行。
  美國另一家著名的私營公司“軌道科學”在2010年成為NASA小型火箭計劃的主要承包商,執行國際空間站的貨運任務。該公司計劃在今年利用自行研製的金牛座2號火箭發射天鵝座飛船,後者能夠與國際空間站對接。
  不光是在美國,歐洲近年來也有類似的現象。德國的OHB公司,只有一百多人,卻在研製歐洲的第一代雷達成像偵察衛星中打敗了實力強大的阿斯特留姆公司。OHB公司所製造出的衛星既便宜,性能又高,現在已經發射了四顆。
  私營、國營之爭
  當年SpaceX發射獵鷹1號火箭的團隊只有二十多人。兩年之後的2010年6月,獵鷹9號又從美國佛羅裡達州卡納維拉爾角發射升空。它一次成功。獵鷹9號的任務主要是搭載SpaceX公司自行研製的“龍飛船”。2010年12月8日,獵鷹9號第二次發射,首次成功將龍飛船送入預定軌道。龍飛船繞地球飛行了兩圈後,在同一天成功着陸。SpaceX公司在這一天成為歷史上第一家能夠讓飛船進入低地球軌道並返回的私營公司。之前全世界只有六個國家或政府機構完成過相同的壯舉。
  龍飛船計劃在今年再試飛兩次,並首次與國際空間站進行無人對接。如果對接成功,它接下來要向國際空間站運送12次貨物。一切順利的話,龍飛船也非常容易改為載人飛船,未來每次飛行可以運載七名宇航員進入太空。
  航天飛機退役之後,美國就缺少了天地往返的運輸系統,載人需要依賴俄羅斯。航天飛機與新型飛船之間的斷檔期一定會出現,問題在於有多長。“‘打車’要比自己‘造車’便宜得多,而且時間上也更快。”龐之浩說。
  然而美國國內對奧巴馬的新計劃的質疑聲音也一直不絶於耳。航天飛機退役後,佛羅裡達州將有7000人失業,而奧巴馬的商業乘員運輸系統計劃只能帶來1700個就業機會。NASA前局長格裡芬也對奧巴馬的計劃表示明確的反對。他認為,由此下去,美國將不再是人類太空探索的主力成員,私營公司之前沒有承接過政府的載人航天的大項目,難以承擔這一高風險使命。
  在壓力之下,奧巴馬後來做出讓步,雙管齊下,既出資扶持私營公司,又命NASA繼續研製獵戶座飛船。只不過在布什的計劃中,未來的天地往返運輸系統完全依靠獵戶座飛船,而奧巴馬的是縮減版,獵戶座飛船只被當作備用的救生艇。
  盡管現在商業乘員運輸系統計劃已經獲得美國國會的通過,但美國許多科學家仍然在呼籲重返月球,而不是先登陸小行星。“月球是唯一合邏輯的首選目的地。”X奬委員會的資深主任威廉·波莫然茲(WilliamPomerantz)說。太空船1號當年的成功就是在競爭X奬的過程中出現的。“將月球作為通往火星和太陽系其他地區的測試場、試驗場和待命場,在我看來才是唯一講得通的。”龐之浩則說:“我個人認為,從長遠看,奧巴馬的商業乘員運輸系統計劃符合美國載人航天的長遠利益,對其他技術也有積極影響。因為它重視抓技術,而不是為了搞出一個東西來炫耀。”
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