李會超:載人型龍飛船發射成功,近地軌道會成為下一個商業藍海嗎
【文/觀察者網專欄作者 李會超】
如果將上世紀六十年代的家用小轎車和現在流行的款式擺在一起,你一定能發現它們之間諸多的不同。相比於六十年代的老車,如今的新車在外觀上更前衞,內飾上更講究,排放上更環保,也有ABS、ESP、安全氣囊、行車雷達等新技術系統讓行駛更安全。然而,除去這些細節上的不同,轎車的主體結構和基本原理沒有革命性的變化,依然是發動機將其他形式的能量轉化為動能,輸出到輪胎,驅動車輛前進。碰到堵車,還只能老老實實排隊,並不能飛過去。

(龍飛船發射升空)
美國時間5月30日,由NASA“商業載人航天計劃”支持的載人型龍飛船,讓美國恢復了失去9年的載人航天飛行能力。龍飛船飛行的目的地是距離地面400公里左右的國際空間站。而向這個高度的軌道運送運送宇航員的技術,美國通過上世紀五六十年代開展的“水星”計劃就已經掌握。
龍飛船和水星號飛船的對比,就好像上世紀六十年代的小轎車與如今的小轎車之間的區別一樣,雖然新技術數不勝數,但本質上依然是一種往返於近地軌道的載人航天器。這也是為什麼NASA通過“商業載人航天計劃”獲得兩種近地軌道飛船的同時,還要繼續進行自己的“獵户座”飛船研發計劃。要讓美國宇航員重返月球甚至登陸火星,靠目前的載人型龍飛船是做不到的。

(上世紀六十年代使用的水星號飛船)
當年航天飛機的停飛,除了可靠性因事故而受到質疑外,另一個重要原因是其經費消耗實在太高,每次飛行大約要燃燒掉15億美元的經費。美國迫切希望尋找一種更便宜的上天手段。商業載人航天計劃正是為了實現“提質增效”的目標而開展的。
以往,美國採用政府兜底式的經費支付方式。作為飛船的買主,當NASA將飛船、火箭等設計製造任務交給承包商後,研發過程中的超支全部由NASA買單。由於航天任務的經費體量一般十分巨大,且具有未知性和高風險性,這種經費支付模式有其合理性——如果NASA不兜底,大概沒有哪家企業敢接這樣的活。然而,也正是有了NASA兜底,承包商自身所承擔的壓力減小,沒有太多的東西去控制成本,超支和項目拖延的現象經常發生。

(載人型龍飛船和配套開發的宇航服)
而在商業航天模式中,付費的方式則和一般的商業合同更接近,NASA支付的研發和使用費用是固定的。如果説以往的模式中,NASA是飛船的買主,在商業模式中,NASA則更接近於租客的角色,它不再為飛船的研發負總的責任,而是採購自己需要的服務內容,而企業得到NASA部分經費支持所研發出的飛船,也可以用於它自身的經營業務。對於近地軌道飛行這種早就被美國掌握並熟練運用的技術,開發新飛船和進行飛行的風險已經沒有那麼大,而開發出的飛船又可能通過其他業務盈利,因而企業能夠接受這種新型的付費模式。對於新興的航天企業,這又是他們不可多得的擠進市場的機會。

(NASA自己正在研製的獵户座飛船)
因此,比起技術上的進步,龍飛船首飛更大的意義在於一種新的航天服務採購付費模式的實現。在商業載人航天計劃的基礎上,NASA計劃進一步建立起商業化的近地軌道經濟,為太空經濟提供新的商業領域。
廣義上的近地軌道,指高度低於2000公里的軌道。NASA的近地軌道經濟,則更具體的指運行在近地軌道上的載人航天器所帶來的商業機會。在美國政府Performance.gov網站上給出的NASA優先目標中,近地軌道排在了第一位,具體內容是:在近地軌道,運輸、主流和其他在軌服務既有NASA這個傳統壟斷者購買,也有其他客户購買。2021年9月,NASA將開始對商業服務的發展進行支持,具體政策包括髮布新的商業機會、支持演示飛行、開始驗證活動和支持示範商業能力等。

(NASA的近地軌道經濟路線圖)
在相關的行動計劃上,NASA則提出了幾個具體的舉措。在國際空間站上,NASA將拿出自己佔有的部分使用權,交給商業機構開展研發工作以外的活動。實際上,國際空間站美國部分,目前的使用權是三分天下的狀態。除了歐洲、日本和加拿大等NASA的國際合作夥伴擁有的約五分之一的使用權外,NASA自己和美國的國際空間站國家實驗室各佔有五分約之二的使用權。通過國家實驗室,已經有不少機構進行與商業產品有關的研發活動,也有向高校和其他科研機構出售研究平台的業務。而NASA此次拿出自己的份額,希望企業能有研發活動之外的業務設想。
SPACEX、波音在商業航天計劃支持下擁有了自己的飛船,內華達山脈、軌道科學等公司在商業航天計劃前幾輪的篩選中,也獲得了部分支持。雖然未能在最終的PK中獲勝,但他們也擁有了自己飛船的設計方案甚至樣機。未來,美國有能力將人送入太空的將不只有NASA。為了讓這些公司擁有市場空間,NASA計劃開放國際空間站給私人航天員使用,只要相關企業願意按照NASA的價格付費並通過了有關評估,就可以將宇航員送到太空上執行任務。

(內華達山脈公司的追夢者號飛船,未能最終入選執行任務的飛船序列。為此,內華達山脈公司還向美國政府有關部門投訴了NASA,但訴求未能得到支持。)
為了在長遠上解決國際空間站退役後,美國宇航員在近地軌道長期駐留的問題。NASA將促進企業對近地軌道飛行目的地的投入和研發。近期,NASA將開放國際空間站上的接口,資助企業研發商業艙段安裝到國際空間站上來。而NASA作為啓動用户,將會訂購相當的服務。最終,NASA希望這些艙段,乃至未來的近地軌道商業空間站,都能由包括NASA在內的許多用户共用,而非NASA一家獨享。
其他幾項行動計劃則面向的則是更加長遠而不確定的問題,而所有這些行動計劃都指向了同一個目的:產生長遠而持續的供給和需求,讓載人航天不再是NASA自己的事情,讓近地軌道上出現更多的賣家和賣家,讓載人航天從純燒錢的活動變成能夠創造經濟價值的錢生錢的活動。
在過去的十年中,全球太空市場得到了長足的發展,試產規模從2006年的1760億美元增加到了2018年的3450億美元。越來越多的資本開始湧入太空領域,支持創業公司。在2000年到2014年的15年間,與太空相關的創業公司總共獲得了11億美元的風投,而在2017年一年,就有高達39億美元的風險投資進入太空領域。
在NASA聯合美國十多家航天產業企業進行的共同研究中,大部分企業對近地軌道載人航天領域產生新的經濟價值表示樂觀。然而,至於在空間站這類長期有人駐留的近地軌道航天器上,具體進行哪些活動來產出利潤,企業的看法並不統一。從微重力環境下新材料的研發,到私人企業進行的太空旅遊,甚至是太空中的娛樂與廣告,市場方向的預測多種多樣,可行性目前也不明確。不過,目前企業能夠達成的共識是,如果這方面的產業真的能夠發展起來,帶頭大哥和首要大客户,必然是NASA。
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