雷锋网|创造历史的 SpaceX 凭什么超越百年波音?


北京时间 5 月 31 日凌晨 3 点 23 分 , SpaceX DM-2 龙飞船(Crew Dragon)在美国肯尼迪航天中心 39A 发射场正式发射成功 。 约 19 个小时后 , 载人龙飞船与国际空间站成功对接 , 开启了全球商业载人航天新时代 。
【两名宇航员进入国际空间站 , 与三位已在国际空间站的宇航员正式见面】
而在这背后 , 是一场近十年的太空竞争 。
忍气吞声终究不是长久之计
故事要从国际空间站说起 。
国际空间站是如今世界上在轨运行最大的空间站 , 于 2010 年完成建造任务转入全面使用阶段 , 主要由美国国家航空航天局(NASA)、俄罗斯国家航天集团(Roscosmos)、欧洲航天局(ESA)、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)和加拿大空间局(CSA)共同运营 。
为方便宇航员往返于地面和宇宙空间 , 经过多年研究 , 世界上第一种往返于地面和宇宙空间的可重复使用航天运载器「美国航天飞机」得以拥有姓名 。
1981 年 4 月 12 日 , 第一架航天飞机“哥伦比亚号”首次执行 STS-1 任务 , 拉开了航天飞机时代的大幕 。 虽然“挑战者号”、“哥伦比亚号”分别于 1986 年、2003 年失事 , 但不可否认的是 , 美国航天飞机在太空探索史上仍然具有重要的意义 。
2011 年 7 月 8 日上午 , “亚特兰蒂斯号”从肯尼迪航天中心成功发射升空 , 这是长达 30 年的美国航天飞机时代的第 135 次升空 , 也是美国航天飞机的最后一次飞行 。
此后 , 美国向国际空间站运送宇航员和货物都需要花大价钱购买俄罗斯“联盟号”飞船 Soyuz MS-17 船票(当前一张船票的票价约为 8600 万美元) 。 “联盟号”由前苏联设计 , 于 1967 年 4 月 23 日首飞 , 曾一度成为宇航员往返国际空间站的唯一运输工具 。
值得一提的是 , 一旦国际空间站出现紧急情况 , 逃生舱也全是为俄罗斯宇航员准备的 , 国际空间站上的美国宇航员则处于绝对劣势地位 。
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对美国来讲 , 忍气吞声终究不是长久之计 , 但毕竟发展航天事业太烧钱了 , 因此 NASA 便有了一条开放商业竞争的新思路——让商业公司分担重任、国家给予技术与经费支持 , 鼓励其开发往返空间站和地面的航天运载器 , 一个名为「Commercial Crew Program」(商业载人航天飞行项目)的计划应运而生 。

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四名选手 , 三轮竞争
根据维基百科 , 「Commercial Crew Program」始于 2011 年 , 在随后两年的一系列公开竞争中 , 波音公司(Boeing)、蓝色起源(Blue Origin)、内华达山脉(Sierra Nevada)和钢铁侠马斯克的 SpaceX 成功竞标 。
由此 , 竞争便开始了 。

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【马斯克在最新推特中感慨“九年了”】
第一轮竞争中 , NASA 拨款 13 亿美元 , 为商业公司载人航天技术的开发提供资金 。
第二轮竞争旨在确定航天运载器的具体方案 , 其中:
蓝色起源获 2200 万美元 , 用于开发其双锥头太空舱概念;
SpaceX 获 7500 万美元 , 用于开发龙飞船和“猎鹰9号”载人运载火箭;
内华达山脉获 8000 万美元 , 用于开发“追梦者”(Dream Chaser)航天飞机;
波音公司获 9230 万美元 , 用于开发 CST-100 宇宙飞船 。
第二轮竞争于 2014 年 5 月截止 , NASA 在竞争者中确定获胜方案 , 成功晋级到第三轮竞争「Commercial Crew integrated Capability」(商业载人航天飞行综合能力)中的公司 , 也将获得新一轮的资金支持 。
值得一提的是 , 在这个节点上 , 由贝佐斯创立的蓝色起源决定不再参与竞争 , 但其载人航天项目仍将继续 , 只不过所有经费将完全依靠贝佐斯个人 。分页标题
第三轮竞争中 , 内华达山脉获 2.125 亿美元拨款 , SpaceX 获 4.4 亿美元拨款 , 波音获 4.6 亿美元拨款 。
几轮竞争结束后 , 2014 年 9 月 16 日 , 波音的 CST-100 宇宙飞船和 SpaceX 的龙飞船最终被 NASA 选中 。
对此 , 内华达山脉向政府问责局(GAO)表示抗议 , 但被联邦法院否决 。 之后 , 内华达山脉接受了这一结果 , 在解雇了 90 名员工后 , 将其“追梦者”航天器重新设计为一种商业航天的租用飞行器 , 在地面和国际空间站间执行无缝物资补给任务 。
也就是说 , 此时赛道上只剩下 SpaceX 和波音两名选手 。
向商业载人航天时代冲刺
而两名选手在向商业载人航天时代冲刺的过程中 , 也并非一帆风顺 。
实际上 , 按 NASA 最初的计划 , 第一批载人航天飞行任务将于 2017 年底前完成 , 但在航天器和运载火箭的设计、测试和运行过程中出现了诸多问题 , 发射任务一拖再拖——2016 年 5 月 , 波音公司表示 , 由于 CST-100 Starliner 飞船首发用的 Atlas V N22 运载火箭存在问题 , 首飞推迟到 2018 年;同年 12 月 , SpaceX 也宣布其首飞将推迟到 2018 年 。
与此同时 , NASA 也承受着来自俄罗斯方面的压力——美国宇航员参与联盟计划(Soyuz programme)的机会日益减少 , 政府自然也开始担心起来 。
2017 年 2 月 , 美国政府问责局建议 NASA 为商业载人飞行任务制定进一步的计划 。
基于此 , 2018 年 8 月 , NASA 确定了乘坐 CST-100 Starliner 飞船和龙飞船的宇航员;10 月 , NASA 宣布 , 飞船将于 2019 年启动发射演示 。
令人欣慰的是 , 无载人 SpaceX Demo-1 任务于 2019 年 3 月 2 日启动 , 猎鹰 9 号一级火箭成功回收 , 飞船也成功与国际空间站对接 , 并于 6 天后返回地球 。 然而 , 龙飞船太空舱在 2019 年 4 月的静态点火试验中发生爆炸 , 因此被意外摧毁 , 再次影响了飞船的载人首飞进度 。
而另一边 , 波音的轨道飞行试验和飞船飞行试验均因 CST-100 Starliner 飞船中止系统试验失败而推迟 , 再加上一些未披露的因素 , 波音 CST-100 Starliner 飞船的试验日期不断延后 。
可见 , 虽然二者都遭遇了失败 , 但 SpaceX 的效率较高 , 成为超越波音的关键 。
另外值得一提的是 , 在三轮竞争之后 , 波音获得了 42 亿美元拨款 , 而 SpaceX 仅仅获得了 26 亿美元 。 于 2002 年 6 月建立的 SpaceX , 在已有百年历史的全球航天航空行业领袖企业面前 , 拼资历、拼经费 , 都是不现实的 。
面对这种尴尬的境地 , SpaceX 的方案也很简单粗暴——省钱 。
雷锋网(公众号:雷锋网)此前报道过 , SpaceX 有一项独出心裁的火箭回收技术 , 通过采用航天超强度铝锂合金材料、增加挡热板等措施 , 其火箭已得到多次回收 , 节省了不少成本 , 这实际上也是 SpaceX 此次胜出的一个原因 。

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后来的故事我们都知道了 , SpaceX 率先开启了全球商业载人航天新时代 。
实际上 , SpaceX 曾受到不少质疑 , 马斯克在 SpaceX 载人火箭发射成功发布会上哽咽着说:
质疑的声音让我们更想成功 , SpaceX 创立之初我也觉得只有 10% 的可能成功 。 SpaceX 和特斯拉都曾面临破产 , 2008 年是非常艰难的一年 , 我们试了 4 次才让猎鹰 1 号火箭成功入轨 。
需要明确的是 , 尽管 SpaceX 抢先一步完成了首飞 , 但这并不代表 SpaceX 形成了垄断局面 。
下一场比拼 , 哪家公司又会脱颖而出 , 我们拭目以待 。