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星際飛船將首飛,馬斯克的新火箭如何改變太空競賽

智東西 2021/10/19 10:10:20 責(zé)編:遠洋

10 月 14 日消息,SpaceX 新火箭星際飛船即將首飛,SpaceX 首席執(zhí)行官埃隆?馬斯克(Elon Musk)希望星際飛船能幫助人類登上火星。但眾多競爭對手對其目前的壟斷地位表示擔(dān)心,認為 SpaceX 將主導(dǎo)美國的深空探索。

SpaceX 的新型火箭高度接近 400 英尺,最終將超過美國宇航局執(zhí)行阿波羅登月任務(wù)的土星五號,它的 33 個發(fā)動機提供的推力是土星 5 號的 2 倍。SpaceX 的創(chuàng)始人馬斯克表示,當(dāng)人類在火星上建立殖民地時,該新型火箭將扮演關(guān)鍵角色

一、短短 13 年,馬斯克就沖上太空

在得克薩斯州最南端的墨西哥灣沿岸,一枚閃閃發(fā)光的火箭將從鹽沼中升起。

但是,美國的航天工業(yè)已經(jīng)被馬斯克的雄心壯志所動搖,這枚被稱為星際飛船的火箭發(fā)射后,可能會產(chǎn)生更為直接的影響。該火箭能夠?qū)⒅剡_ 100 噸的貨物帶入環(huán)繞地球的低軌道,因此他的崇拜者聲稱馬斯克即將改變火箭發(fā)射行業(yè)的經(jīng)濟狀況。

“對于現(xiàn)有的火箭發(fā)射公司來說,游戲已經(jīng)結(jié)束?!泵绹掌髽I(yè)家彼得?迪亞曼迪斯(Peter Diamandis)說,“火箭賽場上馬斯克將沒有可以競爭的對手?!?/p>

馬斯克的航天公司仍需要解決一些問題,其中就包括獲得監(jiān)管許可。從得克薩斯州發(fā)射星際飛船,并保證它可以可靠地到達太空,同時返回火箭能夠供重復(fù)使用是降低火箭發(fā)射成本的重要一步。

此外,許多專家質(zhì)疑被設(shè)計用于殖民另一個星球的大型火箭是否可以兼作多用途運輸工具,以執(zhí)行更接近地球的更多樣化、更平凡的任務(wù)。但 SpaceX 成功將其現(xiàn)有的獵鷹 9 號火箭轉(zhuǎn)變?yōu)檫M入太空的主力,這讓商業(yè)航天行業(yè)的其他人感到緊張。

“如果你不小心,SpaceX 將是行業(yè)里唯一的‘選手’?!彼綘I太空公司內(nèi)華達山脈公司(Sierra Nevada Corp,SNC)的聯(lián)合創(chuàng)始人法提赫?厄茲曼(Fatih Ozmen)說。

杰夫?貝索斯(Jeff Bezos)的私人太空公司藍色起源(Blue Origin)直言不諱地表示,SpaceX 最終可能會“壟斷控制”美國的深空探索。

馬斯克闖入國家主導(dǎo)的航天行業(yè),在商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)中展示了超高的天賦,從成立第一家行業(yè)公司到將火箭送入軌道僅僅用了 13 年。它還領(lǐng)先于波音(Boeing)和洛克希德馬丁(Lockheed Martin)等承包商,它們所屬的合資企業(yè)聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟(United Launch Alliance)使用俄羅斯發(fā)動機,但已經(jīng)成為美國太空發(fā)射的旗幟。

二、NASA 訂單、平民太空游、星鏈網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,SpaceX 很忙

在過去的六個月中,SpaceX 取得了一系列引人注目的成果,突顯了其優(yōu)勢。

其中包括美國宇航局與 SpaceX 簽訂了一份價值 29 億美元的合同,該合同要求在 2024 年之前,SpaceX 需使用星際飛船將宇航員送上月球。

美國宇航局此前曾表示將為上述項目選擇兩家供應(yīng)商,但藍色起源對該項提議表示不滿,因此最后決定僅選擇一家供應(yīng)商。

美國宇航局官員指出,SpaceX 只負責(zé)該計劃中的部分任務(wù),未來的著陸任務(wù)可能會選擇其他供應(yīng)商。

但藍色起源表示,為了與星際飛船相配合,需要迫使其調(diào)整系統(tǒng)并更改設(shè)計,從長遠來看,這將加大藍色起源對星際飛船的依賴。

就在幾周前,亞馬遜創(chuàng)始人和太空旅游公司“維珍銀河”(Virgin Galactic)的創(chuàng)始人理查德?布蘭森(Richard Branson)分別乘坐各自公司的火箭前往太空邊緣,他們在微重力環(huán)境中享受了短暫的時光。

然而 SpaceX 在上個月底載著四名乘客,在高度超 5 倍的宇宙中環(huán)繞地球進行為期三天的兜風(fēng),使他們成為首批到達太空的全平民船員。

同時,SpaceX 宣布其星鏈衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)(Starlink)獲得首批 50 萬個訂單,在距地球約 500 公里的低軌道衛(wèi)星上運營的通信公司中,SpaceX 首屈一指。

上周,美國宇航局表示,原定乘坐波音飛船飛行的兩名宇航員將改用 SpaceX 的飛船。波音公司定義了早期的航空航天時代,但遇到了太多技術(shù)障礙,無法在其第一艘商業(yè)開發(fā)的宇宙飛船上搭載宇航員,而遠遠落后于其他公司,目前還只是一個斗志旺盛的初創(chuàng)公司。

三、兩大優(yōu)勢:火箭技術(shù)、廉價資本

獵鷹 9 號美國 SpaceX 公司研制的可回收式中型運載火箭,同時也是 SpaceX 獲得重大成果的核心,它降低了到達太空的成本,并成為公司開展更廣泛業(yè)務(wù)和實現(xiàn)馬斯克到達火星的最終目標(biāo)的跳板。

就性能、成本和可靠性而言,它確實是有史以來最成功的火箭?!卑菜_里 X 獎基金會(Ansari X Prize)創(chuàng)始人兼執(zhí)行董事長迪亞曼迪斯(Diamandis)稱。

根據(jù)太空研究和咨詢公司 BryceTech 的數(shù)據(jù)顯示,SpaceX 在除中國以外的全球發(fā)射市場中,市場占有率 2021 年上半年首次攀升至 50% 以上。雖然中國在那個時期發(fā)射了幾乎與 SpaceX 一樣多的火箭,但這家美國公司向太空發(fā)射的火箭重量幾乎是其三倍。

獵鷹 9 號作為 SpaceX 的核心業(yè)務(wù),其主要技術(shù)將被應(yīng)用到星際飛船上,這也解釋了馬斯克的電動汽車公司特斯拉取得突破性成功的原因。

馬斯克和 SpaceX 的首席運營官格溫?肖特維爾(Gwynne Shotwell)在將顛覆性技術(shù)推向主流生產(chǎn)方面的取得了重大成功。這一進展使得獵鷹 9 號中在未來發(fā)射時,能夠使用 3D 打印制作最復(fù)雜的發(fā)動機,并實現(xiàn)主助推器的復(fù)用。

為了掌握這樣的新技術(shù),SpaceX 創(chuàng)始人馬斯克本人在早期擔(dān)任首席工程師時,就激勵他的團隊致力于研究設(shè)計和制造火箭的每一個細節(jié),而不是依賴供應(yīng)商。SpaceX 內(nèi)部財務(wù)規(guī)范嚴(yán)格,因為其需要自己負擔(dān)所有開發(fā)風(fēng)險,而不依靠于美國宇航局的固定撥款。因此,美國宇航局估計,SpaceX 用于開發(fā)獵鷹 9 號火箭將需要 4 億美元,而傳統(tǒng)政府合同下建造的火箭成本是這一數(shù)字的 10 倍。

SpaceX 與特斯拉共享的另一個優(yōu)勢是可以隨時獲得廉價資本,得益于對該項目的高估值,投資者已經(jīng)準(zhǔn)備好投入其業(yè)務(wù)。馬斯克在私人市場中已經(jīng)籌資超 65 億美元,今年初期估值已經(jīng)提升至 740 億美元。據(jù)美國全國廣播公司財經(jīng)頻道(CNBC)報道,其部分投資者出售的股票估值已超過 1000 億美元。

衛(wèi)星公司 SES 的首席執(zhí)行官史蒂夫?科拉爾(Steve Collar)表示,大多數(shù)競爭對手都必須從現(xiàn)有業(yè)務(wù)中為新企業(yè)籌集資金。他補充說,SpaceX 吸引投資能力顯著,這為其承擔(dān)更大的風(fēng)險開辟了道路。

SpaceX 擁有充足的現(xiàn)金以及星鏈衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),它擊敗了寬帶服務(wù)行業(yè)的潛在競爭對手全球衛(wèi)星電信網(wǎng)絡(luò)初創(chuàng)公司 OneWeb 和亞馬遜的 Kuiper 等。

涉及衛(wèi)星設(shè)計的技術(shù)賭博紛紛出現(xiàn),而 Starlink 已經(jīng)采用了第三代技術(shù)。但是,即使為了完善其星座通信,SpaceX 將注銷價值數(shù)十億美元的衛(wèi)星,其受到的影響也比其他沒有獲得廉價資本的競爭對手小,科拉爾表示。

四、太空舞臺有限,SpaceX 將獨舞?

競爭對手表示不滿,SpaceX 可能會排擠其他尚未達到一定規(guī)模,且無法獲得資金優(yōu)勢的公司。藍色起源對美國宇航局提出的登月合同提出投訴,并表示,該公司為開發(fā)新格倫火箭已經(jīng)耗資 25 億美元,且目前尚未離開發(fā)射臺,如果失去這一合同將剝奪新格倫火箭的一個重要市場。

亞馬遜和其他公司表示,SpaceX 的垂直整合制造方法還將剝奪其他美國供應(yīng)商的業(yè)務(wù),削弱美國為支持其在太空的長期雄心而建立的更廣泛的工業(yè)基礎(chǔ)。

然而,包括政府部門在內(nèi)的 SpaceX 的客戶似乎并不擔(dān)心這一問題。

“在 SpaceX 之前,我們只有真正的聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟,所以我們處于比以前更好的位置。”美國宇航局商業(yè)太空飛行部門主管菲爾?麥卡利斯特(Phil McAlister)說。

迪亞曼迪斯說:“美國政府很幸運有一家像 SpaceX 這樣的公司?!彼硎?,因為它的效率直接影響到美國太空計劃。在某些市場與 SpaceX 競爭的公司似乎也非常樂意使用其發(fā)射服務(wù)。

“當(dāng)他們進入衛(wèi)星行業(yè)時,這讓人們有點害怕,但我認為沒有必要?!盨ES 的科拉爾說,該公司仍然樂于高度依賴 SpaceX 火箭。

五、火箭發(fā)射需求激增,主要客戶是政府

垂直整合的火箭公司可能削弱重要供應(yīng)鏈的警告,在新興商業(yè)航天工業(yè)的許多領(lǐng)域也沒有得到重視。大多數(shù)新的火箭公司都采用了類似的模式。

投資航天業(yè)的風(fēng)險投資公司 Playground Global 的合伙人喬里?貝爾(Jory Bell)也指出,傳統(tǒng)供應(yīng)鏈更多地服務(wù)于政治目的而不是商業(yè)目的。供應(yīng)商遍布全國,能夠幫助更多的政治家贏得政府空間合同的份額,并獲得成功。

然而,反對壟斷風(fēng)險最有說服力的論點是,這類型火箭公司使得進入太空的成本降低,導(dǎo)致需求激增,但這已經(jīng)遠超任何一家公司所能承受的范圍。

這些需求中大部分來自需要發(fā)射由數(shù)千顆衛(wèi)星組成的星座的新通信網(wǎng)絡(luò),以及更多渴望進入太空進行國防或參與更深層次太空探索的政府。

“這是一個多年來供應(yīng)受限的市場?!钡乱庵俱y行分析師埃迪?森余(Edison Yu)表示,他預(yù)測,到本十年末,太空發(fā)射市場的年價值將達到 375 億美元,到 2021 年將達到 5 倍。

業(yè)內(nèi)許多人士表示,該市場應(yīng)該留下足夠的生存空間,能夠產(chǎn)生至少一個競爭對手和 SpaceX 實力相當(dāng)。一些現(xiàn)有的火箭發(fā)射公司即使面臨技術(shù)落后、缺乏競爭力的制造方法、建立在政府合同基礎(chǔ)上的文化的困境,但新一代顛覆性火箭公司正在迅速崛起。

新一代火箭公司除了貝索斯自己的藍色起源,還包括由前 SpaceX 高管領(lǐng)導(dǎo)的太空公司 Relativity Space,該公司已籌集了 13 億美元,并計劃使用 3D 打印技術(shù)制造整個火箭,而不僅僅是發(fā)動機。

來自 Playground Global 的貝爾是 Relativity 的財務(wù)支持者之一說:“我們不必打敗 SpaceX—— 我們只需要打敗其他所有人?!彼硎荆?SpaceX 培訓(xùn)的一代工程師和太空企業(yè)家正在利用其思想,幫助建立整個行業(yè)。

六、星際飛船重新定義發(fā)射成本新基準(zhǔn)

星際飛船實行首次軌道飛行時,仍將在航天工業(yè)中引起反響。它的龐大規(guī)模將重新定義飛船進入軌道的成本,設(shè)定一個新的定價基準(zhǔn),其他人可能會以此作為評判標(biāo)準(zhǔn)。

森余表示,對于愿意與他人共享火箭發(fā)射的客戶,獵鷹 9 號已經(jīng)將價格降至每公斤 5,000 美元,約為之前的三分之一。他預(yù)測,一旦星際飛船全面投入運營,該價格可能會降至 1,000 美元,甚至可能低至 500 美元。

對于構(gòu)成當(dāng)今航天工業(yè)基礎(chǔ)的衛(wèi)星發(fā)射而言,它的適應(yīng)性如何是另一回事。森嶼表示,由于星際飛船無法將其大型有效載荷放置在多個軌道上,因此它攜帶的衛(wèi)星將需要自己的推進器來機動到位,這使得它們的成本要高得多。

維珍軌道公司(Virgin Orbit)首席執(zhí)行官 Dan Hart 表示:“對于某些事情,你需要將大重量的火箭送入軌道 —— 而對于其他事情,你需要速度、敏捷性和精確度。”從波音 747 機翼下發(fā)射的火箭,今年首次推出軌道。

SES 的科拉爾說,這可能會讓星際飛船擁有“比商業(yè)衛(wèi)星更適合火星的能力”。

一些人還質(zhì)疑 SpaceX 在未來幾年將如何致力于在常規(guī)衛(wèi)星發(fā)射業(yè)務(wù)中爭奪市場份額。獵鷹 9 號一直定位于該公司的墊腳石,開發(fā)現(xiàn)金流,并提供能夠?qū)⒐編敫钐账璧募夹g(shù)。

迪亞曼迪斯等支持者表示,當(dāng)馬斯克考慮放棄獵鷹 9 號并將 SpaceX 的所有努力轉(zhuǎn)向星際飛船,并致力于到達火星的目標(biāo)時,他將得到很多支持。迪亞曼迪斯說:“他殺死了他的舊產(chǎn)品并燒毀了這艘船?!彼J為這是馬斯克經(jīng)常在雄心勃勃的新事業(yè)上取得成功的原因之一。

結(jié)語:星際飛船或稱為航天工業(yè)里程碑

鎖定今天的發(fā)射市場,為獵鷹 9 號寫墓志銘可能還為時過早。但當(dāng)星際飛船最終升空時,它很可能會在太空探索和太空探索之間劃出一條清晰的界線。

短短 13 年,馬斯克的火箭版圖迅速擴張,重新定義了眾多行業(yè)基準(zhǔn),盡管馬斯克的太空理想連同他本人一起受到質(zhì)疑,但以其為主要玩家的商業(yè)航空正如即將起飛的星際飛船一樣蓄勢待發(fā)。

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