SpaceX载人龙飞船发射成功,马斯克的火星殖民梦还有多远?


SpaceX载人龙飞船发射成功,马斯克的火星殖民梦还有多远?
文章图片
图源:SpaceX官网
采访人员 |
姜菁玲

这无疑是一次具有重大意义的飞行——其是世界历史上首次由私营航天企业进行的载人发射 , 也是美国时隔9年首次使用国产火箭从本土将宇航员送入太空 。

北京时间5月31日凌晨3:22分 , 搭载着两名宇航员的SpaceX载人龙飞船 , 从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心39A发射台成功发射 , 并成功在海上回收一级火箭 。

SpaceX载人龙飞船发射成功,马斯克的火星殖民梦还有多远?
文章图片
发射现场图片 图源:SpaceX
之后 , 宇航员Bob Behnken以及Doug Hurley将在空间站中呆4个月 , 执行100余项任务 , 载人龙飞船将停靠在空间站 , 等待宇航员返航 。
这无疑是一次具有重大意义的飞行——其是世界历史上首次由私营航天企业进行的载人发射 , 也是美国时隔9年首次使用国产火箭从本土将宇航员送入太空 。
在此之前 , 载人航天项目一般由政府机构负责 , 自2011年美国航天飞机退役以后 , 美国就没有了自己载人航天的飞行器 , 宇航员往返空间站只能完全依赖俄罗斯飞船 , 每个座位需要向俄罗斯缴纳8600万美元 。
因此 , NASA希望SpaceX等民营公司能够提供价格更为低廉的飞船服务 , 可以为国际空间站提供货运和人运 。 自2011年起 , SpaceX入选NASA公布第二轮商业载人开发计划(CCDev) , SpaceX开始得到NASA在载人航天方面的多轮资金支持 。 在2012年NASA与SpaceX的一项协定中 , SpaceX被要求至少进行一次无人飞行测试、一次载人飞行测试 , 并在系统经过认证后进行六次实际任务 , 以向NASA证明它拥有足够能力向国际空间站运送宇航员 。
在2019年初 , SpaceX已成功进行载人龙飞船的无人飞行测试 。 因此 , 此次发射成功 , 意味着SpaceX已经完成NASA的最后一项载人飞行测试 , 之后 , SpaceX将成为NASA认证的商业载人航天机构 , 可以提供载人航天服务 , NASA将为SpaceX提供至少两次、至多六次空间站载人飞行任务 。
成立于2002年的Space X 成功从运货升级到了运人 , 而或许更令人激动的是 , 这也是Spacex实现自己火星殖民计划的新的进展 。

Space X的终极幻想 , 前往火星

火星殖民计划是Space X的终极商业幻想 , 也是创始人马斯克对Space X的热情之源 , 马斯克曾在多次采访中提到 , 自己希望能够为地球建立后备文明 , 而火星是最好的选择之一 。
“如果我的团队可以没有我的话 , 我愿意一直呆在火星 , 甚至在那死去 。 ”马斯克曾在2013年的一次演讲中提到 。

SpaceX载人龙飞船发射成功,马斯克的火星殖民梦还有多远?
文章图片
图源:Business Insider
Space X从一开始就将火星殖民计划放在时刻要考量的要素之中 。
Space X投资人之一Fusion Fund合伙人张璐在接受界面新闻访谈时提到 , 在一次投资人会议上 , 马斯克随口提到自己在开始之际为火箭的外壳选择材料时 , 考虑的标准是哪种材料在火星的大气条件之下最为稳定 。 这个细节令张璐印象颇深 , “这就说明在十几年前 , 马斯克已经是直接为登陆火星在做筹划 , 而不是选择阶段性的尝试 。 ”分页标题
2017年 , 马斯克在国际宇航大会中宣布 , Space X已经计划建造大型航天器前往火星 。 大会上 , 他将任务拆解为两步 , 第一 , 2020年利用猎鹰重型火箭运送两艘无人货源飞船至火星 , 寻找水源并建造燃料工厂;第二 , 2024年则发射另外四艘航天器并运载第一批宇航员登陆火星 , 执行第二项任务——建立火星殖民地 。
这听起来很不可思议 , 但马斯克已经开始着手准备 。 2017年起 , SpaceX开始研发一款同时拥有地球洲际客运、近地轨道运输、月球轨道运输、行星际任务执行能力的飞行器——星舰(Starship) , 该火箭可能有一天将人类带到月球和火星等目的地 , 可承载多达100吨有效载荷 , 能够载客100多人 , 这被看做未来取代现有的猎鹰9号的下一代火箭 , 可以帮助实现人类的星际旅行 。
目前 , 星舰系列火箭已经迭代了多个测试版本 。 不久前 , 该系列火箭已经通过美国联邦航空管理局(Federal Aviation Administration)授予的长久测试飞行许可 , 可以在26000英尺以下免申请进行测试飞行 。 但不幸的是 , 星舰最新系列火箭SN4在载人龙发射前一天的一次静态点火测试中 , 发生了猛烈爆炸 , SN4几乎完全摧毁 , 而这样的爆炸在星舰系列的前几个测试版本也出现过 。
看起来星舰系列走向成熟还需要等待 , 另一方面马斯克也在筹备火星基础设施的建设 。 根据马斯克的计划 , 他希望以每两年发射一枚火箭的方式 , 在火星能在其上建立一个基地 , 供人类在登陆后使用 。 马斯克认为最迟2035年会有数千枚火箭运送100万人类至火星 , 建立一个自给自足的人类殖民地 。
不过很显然 , 殖民火星的计划已经远远超过马斯克个人或者Space X一个公司的能力范围 , 马斯克本人更像是一个积极的倡导者 。 尤其是对于火星基础设施的建设 , 马斯克认为 , 成本更低的运输基础设施将促进自下而上的经济秩序的建立 , 其他感兴趣的各方 , 无论是公司 , 个人或政府 , 可以一起来创新和供应需求 。
正如前NASA局长迈克·格里芬(Mike Griffin)所说 , “总有一天 , 它会像商业航空旅行一样 , 只是现在还不行 。 ”Record报道中提到 , 目前 , 太空旅游仅是非常有钱人的选择 。 很少有人能够负担得起目前5500万美元的SpaceX火箭座位的价格 。

从降低太空运输成本开始计划火星旅行

以火星殖民为目的的太空探索计划是投入巨大的 。 公开资料显示 , 2016年SpaceX在火星运输方面花费在几千万美元量级 , 占公司总支出的5%以下;到2018年左右 , 花费预计上升至3亿美元 。 火星首次发射之前 , 所有工作的成本预计将“达到100亿美元左右” 。
太空探索需要技术和资金上的双重积累 , 火星建设也并不是Space X一家公司所能做到 , 正如上文提到 , 马斯克希望从降低太空运输成本着手 , 这至少有两方面的要求 , 一是降低火箭制造成本 , 二可以实现火箭回收 。
特斯拉及SpaceX早期投资人史蒂夫·尤尔韦松曾表示 , 在SpaceX创办之初 , 马斯克计算了生产火箭的原材料价格 , 发现仅是当时火箭售价的3% 。 通过垂直整合 , 自行生产85%的发射设备及软件模块 , SpaceX能将火箭发射价格降至十分之一且仍拥有70%毛利率 。
根据NASA独立核实的数据 , SpaceX开发猎鹰1号和猎鹰9号火箭的成本共计约3.9亿美元 。 而由国家开发类似发射系统需花费约40亿美元 , 借助NASA与SpaceX签订的太空法案协定 , 由SpaceX开发、改进猎鹰9号发射系统的成本约4亿美元 , 仅为前者十分之一 。
至于火箭回收 , 普通人甚至无法想象 , 坐单程一次性消耗的火箭需要花费多少钱 。 如马斯克所描述的 , 如果要实现太空旅行计划 , 就必须要让火箭可以像飞机一样可以往返使用 , 才可能实现大规模的人口运输 。分页标题
廉价火箭和高效的产品迭代为SpaceX杀进了商业航天市场 , 打破了由波音和洛克希德·马丁组成的联合发射联盟市场垄断情况 。
2014年洛杉矶时报曾披露过一组数字 , 当时SpaceX与发射联盟共同向美国空军竞标一项发射计划 , 当时发射联盟的发射平均成本已经至4.2亿美元 , 而SpaceX所提供的报价不到1亿美元 。 巨大的差异让美国空军不得不重新评估SpaceX的项目可行性 , 这也意味着SpaceX开始正式进入国防项目的市场份额瓜分 。
根据Foreign Policy的报道 , 猎鹰9号每次近地轨道发射标价5650万美元 , “是业内最便宜的火箭 。 重复使用猎鹰9号能再将价格降低一个数量级 , 吸引更多太空企业 , 规模经济会使价格进一步变得低廉 。 ”
火箭回收技术也进一步降低了火箭的重复利用成本 , 公开资料显示 , 如果客户选择利用火箭回收计划 , SpaceX将提供不少于10%的售价折扣 。
价格带来的优势是明显的 , 对于SpaceX来说 , 只需要证明技术具有可用和可靠性就有机会拿下更多订单 。 具体来说 , SpaceX的订单来源主要为NASA货运、载人合同;美国国防合同以及国际合同三部分 。 SpaceX为这三者提供火箭发射以及卫星发射等服务 。 Artstechnica报道显示 , 截止到2017年 , SpaceX已经获得45%的全球商业发射合同 。
负责生产阿丽亚娜5号的空中客车创新总监简·波提(Jean Botti)曾警告道 , “那些不认真对待伊隆·马斯克的人将会有大麻烦” 。 2015年 , 随着联合发射联盟预计国内军事发射合同数量锐减 , 联盟表示表示如果不能赢得商业卫星发射合同 , 公司将破产 。 之后 , 联合发射联盟宣布进行大规模重构生产过程和人员结构 , 将发射成本减半 。

用星链计划创造支撑火星殖民的内部资金

在NASA为SpaceX提供资助之前 , SpaceX的资金来源一直是马斯克个人 , 面对横空而入航天业的马斯克 , 谁也不知道这会不会成功 。 相关报道曾经提到 , 此次发射成功的载人龙飞船的Dragon来自于歌曲《Puff the Magic Dragon》 , 马斯克用此来回应SpaceX自成立之初遭受的嘲笑 。
直到2008年 , SpaceX与NASA签订价值16亿的合同 , 并将货物成功送入国际空间站 。 SpaceX才迎来了Founders Fund的第一笔外部投资 。 自此之后 , 随着SpaceX在技术和订单上的不断突破 , SpaceX的融资的估值也呈现水涨船高的趋势 。

SpaceX载人龙飞船发射成功,马斯克的火星殖民梦还有多远?
文章图片
虽然马斯克曾在多个场合表明 , 投资者对于SpaceX的热情很高 , 融资总是会取得超募的效果 。 但对于庞大的火星殖民计划而言 , SpaceX希望利用星链计划(Starlink)来获取自己需要的资金 , 充足SpaceX的自有资金流 , 而不必向外部寻求融资 。
星链计划于2015年开始启动 , 通过批量向近地轨道发射通讯卫星 , 希望组建全球最大的WiFi网络 , 可以向全球即使是偏远地区的民众低价提供至少1Gbps带宽的互联网服务 。
SpaceX估计 , 涉及建立和发射由12,000颗卫星组成的网络的Starlink项目的成本可能超过100亿美元 , 需要花费10年时间 。 自2018年2月以来 , 该公司分五批发射了302颗卫星 。 预计第六批60颗卫星将在5月31日升空 。
中国科学院航天战略专家张伟认为 , 不同于SpaceX此前面向NASA、美国国防部等政府端的业务 , 星链计划面向C端消费者 , 而且是刚需的通讯业务 , 所能带来的价值将远远超过前者 , 这也将是SpaceX与其他商业航天公司如蓝色起源、维珍航空相比 , 潜在且巨大的竞争力 。分页标题
Fusion Fund曾在2018年为SpaceX公司投资数百万美元 , 合伙人张璐将星链计划定义为太空中的AWS(Amazon Web Services)——通过卫星布局 , 不仅可以在通讯层面上得到提升 , 也让我们人类的信息向太空辐射成为可能 。 张璐认为 , 星链计划激发了投资人的热情 , 会为SpaceX在未来带来增长 。
根据马斯克的估计 , SpaceX的火箭发射服务带来的收入峰值能够达到每年30亿美元 , 但是互联网接入服务(即星链计划)的潜在收入每年能够超过300亿美元 。 他认为 , 目前全球互联网连接的服务收入总值约1万亿美元 , 而星链预计能获得其中3%的市场份额 。
可以看出来 , 对于火星殖民计划 , SpaceX并不是说笑 , 且已在准备的路上 。 不过不管是仍处于测试阶段的Starship飞船 , 还是需要10年时间完成的星链计划 , 从技术和资金上 , SpaceX仍然有很长一段路要走 。 就在今年3月刚结束的卫星年会2020上(Satellite 2020) , 伊隆·马斯克也感叹 , 除非科技发展突飞猛进 , 否则他的有生之年可能是看不到飞船载人前往火星的一天 。
【SpaceX载人龙飞船发射成功,马斯克的火星殖民梦还有多远?】未经授权 禁止转载

SpaceX载人龙飞船发射成功,马斯克的火星殖民梦还有多远?
文章图片