军事新见闻|全球首次商业载人发射：“钢铁侠”又帮了人类一把作者|池涵飞龙在

作者|池涵

文章图片
飞龙在天图片来源：NASA
当地时间5月30日15时24分，美国太空探索技术公司（SpaceX）的载人“龙”飞船携两名航天员，由“猎鹰9号”火箭搭载，从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。
其黑白相间的配色让人联想起航天飞机，优雅修长的箭体从容地抖落前一日该公司“星际飞船”原型机爆炸的阴霾，一飞冲天。
此次飞船的成功发射标志着自2011年7月亚特兰蒂斯号航天飞机最后一次飞行任务后，美国以一种崭新的运营模式，重返载人航天的舞台。
2分42秒后，飞船成功与1级火箭分离， 1级火箭随后在海上成功回收。
点火约13分钟后，飞船与2级火箭成功分离，飞往国际空间站，将在独自飞行19个小时后到达。

文章图片
图片来源：NASA
【军事新见闻|全球首次商业载人发射：“钢铁侠”又帮了人类一把】“龙”的靓色
作为第二代龙飞船，载人“龙”及同胞载货“龙”拥有很多亮眼的特色设计。
它们可以独立在太空自持7天，或接驳国际空间站生存210天，达到俄罗斯“联盟号”飞船的标准。
二代龙飞船装有8台SuperDraco发动机，其燃烧室由Inconel铬镍铁合金3D打印，使用单甲基肼/四氧化二氮为燃料，不仅可以在逃生时通过8台发动机同时点火产生约7万牛的推力，从而免去逃逸塔设计，还可以用于缓冲在陆地着陆，继而重复使用。
然而，由于可靠性和安全性等原因， SpaceX最终取消了飞船的喷气缓冲着陆方式。此次龙飞船依然采用降落伞减速在海上降落的方式。
飞船内部拥有最多搭乘7人的10立方米室内空间，配合外部的37立方米不加压船尾货仓，载人“龙”一次可携带重达6吨的成员和物资升空。
飞船大量采用触摸屏，减少物理开关。三块大面积蓝色触摸屏宁静典雅，允许航天员完成大部分操作，并可以直接通过向控制软件打补丁的方式升级，而不需改变机械开关和线路。
“科技发展让NASA（美国宇航局）已经充分信任新技术并决心告别机械系统了。 ”中国科学技术大学天文系教授蔡一夫说， “触屏和投影设备非常高级，以及宇航员的服装明显大幅简约化了。从这些小细节都能看得出来，这次美国航天在发生巨大改变。 ”

文章图片
图片来源：NASA
可重复使用是SpaceX老板埃隆.马斯克的执念。
南京航空航天大学航天学院教授康国华告诉《中国科学报》，这次发射的猎鹰9号Block5火箭，理论上可实现近100次的回收，即便不经过大修保养，也能连续回收10次，而二手猎鹰9号的报价还能打折。可重复使用的运载火箭和龙飞船，大大降低了发射成本。
成本之战
“航天飞机退役的原因就是太贵。 ”康国华说。 “航天飞机每次任务成本约为15亿美元， SpaceX载人航天的单次价格仅为1.6亿美元,性价比非常高。 ”
2011年航天飞机退役后， NASA把注意力放在了深空探测上，而把商用轨道运输和商用补给服务（COTS/CRS）外包给私人公司，并以客户和投资人的身份提出任务需求、资助经费，并在技术上支持私营企业开展项目。私营公司再把“船票”卖给愿意支付费用的个人、机构或政府，获得利润。
由于私人企业在成本控制、激励机制等方面存在优势，这个过程可以降低成本，促进新技术研发，实现“双赢” 。
西安航空学院飞行器学院飞行器设计与工程教研室教师梁毅辰认为，私人企业参与和市场化竞争是一个技术走向成熟的标志，过去的航天行动多是国家行为，现在逐步走向了国家政府需求，私人企业提供服务的模式，再往后可能又会变成社会需求，企业提供服务的模式。这样的模式有利于航天技术在民用方面的普及，会有更多的企业家考虑技术如何服务于老百姓，而且市场化竞争可以促进这些企业降低成本，降低定价，提升服务。
“可以这么说，当初咱们老百姓能坐上飞机，最终靠的是私营企业和市场化竞争，我认为以后咱们老百姓能不能上太空，也需要靠这些。 ”梁毅辰说。
康国华认为，以往航天产业是国家主导，以任务成功为导向，不惜成本和代价；现在商业航天将以营利为目的，追求利益最大化。两者其实是互相促进的关系。通俗的讲，就是针对航天这个高风险产业，国家先啃下硬骨头，然后让企业来吃肉；而企业通过快速开发，迅速降低成本，反过来又促进整个航天产业的发展。
“拿SpaceX来说，其面临的主要问题实际上美国在上世纪60年代就解决了，作为商人，马斯克这些年专心致志的研发其实都是围绕着省钱展开的。 ”
梁毅辰说， “由于他预计火箭以后有大批需求，因此火箭制造过程高度自动化，人力成本很低，所以生产的产品越多，研发成本和生产线投资平摊在每件产品就越少。再加上火箭和飞船的回收技术，这项技术如果成熟的话，又能够节省海量的成本。最理想的情况是一枚火箭用100次，这比起之前用完就扔的火箭，成本就节约了99% 。 ”分页标题
2017年， NASA的一项调查显示，龙飞船将每公斤货物运入国际空间站的成本是8.9万美元，仅相当于航天飞机的1/3 。
SpaceX模式能否借鉴
在商业利益的激励下， SpaceX与其竞争对手们发起了一个又一个颇具雄心的计划。
康国华告诉《中国科学报》采访人员，波音的CST-100“星际客机”预计年底将首飞。而亚马逊的“蓝色起源”追求低调发展、行事稳健，近期其BE-4发动机竞标成功，成为美国主要的太空发射业务商联合发射联盟（ULA）下一代火神（Vulcan）火箭所采用的发动机。这一大单很有可能价值数十亿美元，其飞船也在2019年开售船票。
这种商业驱动航天发展的SpaceX模式能否值得我们借鉴呢？
“马斯克的发射成功对于我们也有好处，就是因为这会让投资人看到这件事本身的前途，所以国内私营航天企业也能更容易的拿到投资，航天科研是一件烧钱的事，资本的流入是非常必要的。 ”梁毅辰说。
梁毅辰告诉《中国科学报》，我国目前开放产业链中的一部分给私营企业，但是暂时没有像SpaceX这样的全系统承包，而主要是在一些零部件制造之类的“小活” ，大部分的发射任务，包括商业航天活动依然是国家队领跑。比如快舟，长征11这些火箭，都是固体火箭，灵活机动，对发射场要求不高，成本低，颇具市场竞争力。
当然近年来也出现了翎客、零壹空间、蓝箭航天等私营航天企业，在火箭回收技术、火箭垂直悬停、液氧甲烷火箭发动机等前沿领域有了很多突破，但暂时还没有盈利。
据采访人员了解，蓝箭航天的天鹊发动机（80t推力）100秒试车成功是一个惊喜，不过距离商业航天发射还比较远。
“航天技术的发展有自身规律，目前基本按照近地、月球、火星这条脉络，虽然我们还需要在航天领域补足更多功课，但是可以说我国航天发展的加速度是快于美国的。 ”康国华说。
梁毅辰认为，中国的航天技术优势在于“全” ，世界上具备全方位航天技术的国家不多，无论是从深空探测，还是在运载火箭技术、载人航天技术、空间站技术、卫星通讯和导航技术等方面，中国都一直牢牢咬着第一梯队，而且与世界顶级水平的差距正在缩小，这是国家教育经济全面发展的必然结果。
康国华认为，国情不同，必然导致我国航天发展战略不同。对于航天产业的发展，我们还是需要有冷静的头脑，我们需要做的是在不掉队的基础上，实现局部领域的领先。