私企航天领域的领跑者:美国太空探索技术公司


私企航天领域的领跑者:美国太空探索技术公司

Space-X研发的“猎鹰9”号火箭发射
太空探索技术公司(SpaceX)是一家由PayPal早期投资人Elon Musk建立的美国太空运输公司 。它开发了可部分重复使用猎鹰1号和猎鹰9号运载火箭 。SpaceX同时开发Dragon系列的航天器以通过猎鹰9号发射到轨道 。SpaceX主要设计、测试和制造内部的部件,如Merlin、Kestrel和Draco火箭发动机 。原来的总部位于加利福尼亚州的El Segundo,后来迁至同洲的霍索恩 。SpaceX由Elon Musk(Elon Musk是PayPal公司的前身X公司的创始人)于2002年6月建立,他于2006年3月独自投资了1亿美元 。2008年8月4日,SpaceX从The Founders Fund接受了2000万美元 。SpaceX的员工由2005年11月的160人新增至2008年7月的超过500人 。SpaceX在瓜加林环礁有25个员工及6个任务控制员 。这样少的人数,是由Elon Musk设计,以降低成本 。他认为,高价格的太空发射服务,其部分原因是不必要的官僚架构 。他的目标是由十个因素降低成本和提高太空服务的可靠性 。
SpaceX制造了两个主要的太空运载火箭:猎鹰1号于2008年8月28日成功首次飞行,较大的EELV级猎鹰9号计划于2010年首次发射 。
比中国还要低的火箭发射费用
【私企航天领域的领跑者:美国太空探索技术公司】在信中Elon Musk一一列举了SpaceX公司在成本控制上的突出成绩,这些成绩足以让全世界的航天业界汗颜:猎鹰9号火箭的标准发射费用为5400万美元,目前已经在政府和商业市场都获得了订单,Musk很自信的认为由于SpaceX公司设计生产中进行了高度的垂直集成,随着时间的推移这个价格还将进一步下降;龙式飞船赢得了美国空天局(NASA)的国际空间站货运合同 , 单次费用为1.33亿美元 。这是2008年签订的固定价格合同 , 美国空天局授予SpaceX公司16亿美元的合同,购买12次货运发射 。虽然由于通货膨胀等因素当年的1.33亿美元只相当于今天的1.15亿美元 , 但固定价格合同意味着通货膨胀报价也不会增加,这令人不得不佩服他们对成本控制的自信 。
研发费用更拉开与竞争对手距离
如果说火箭和飞船的发射报价令人很难与其竞争,那么研发费用上SpaceX公司更是远远拉开了和其他国家的政府航天机构或是商业航天公司的距离 。猎鹰9号重型运载火箭从绘图板上到首次发射,用了4年半时间,研发费用仅仅略大于3亿美元 。从零开始的龙式飞船从绘图板到首次发射用了4年时间 , 研发费用约3亿美元 。SpaceX公司自2002年创立以来截止2010财年 , 总支出略少于8亿美元,公司自2007年度以来连续4年盈利 。这些冰冷的数字对于关注航天工业的爱好者来说实在太过震撼 。
至于开发费用,美国的EELV火箭花费了35亿美元,阿里安5火箭的研制费用更高,猎鹰9号火箭3亿美元的研制费用降低了一个数量级 。在飞船开发上,中国20世纪90年代开发的神舟飞船花费30亿人民币,日本1997年开始研制的HTV货运飞船花费了680亿日元/8.5亿美元,欧洲自1995年以来ATV货运飞船研制花费了19亿美元,这些对比无不显示出SpaceX公司在成本控制上的成功 。
创建目标:打破藩篱殖民火星
“地球太危险了,你还是回火星去吧”,这句《少林足球》里的台词经常被用来讽刺我们认为的“火星人” 。有趣的是,SpaceX公司的创建其实与“地球太危险”的想法有着直接的关系 。Elon Musk认为在天灾和自我毁灭(如核战)的威胁下,移民其他星球是我们人类文明得以延续的唯一方法 。
Elon Musk还认为现有各国航天机构深受官僚主义繁文缛节的束缚 , 造成航天发射费用居高不下 。他认为更灵活的商业公司开展航天活动,可以大幅度降低航天发射费用 。在出售了Paypal的股份后,2002年Elon Musk创立SpaceX公司,并亲自担任首席执行官和技术总监,他的目标是将发射费用降低到当时商业航天发射市场的1/10,并计划在未来研制超巨型火箭用于星际殖民 。
正在逐步应用的火箭复用技术
正是基于这样的雄心壮志,猎鹰1号和猎鹰9号火箭在初始设计中都考虑了重复使用问题,以达成发射费用降低一个数量级的目标 。SpaceX公司当前的成功,Elon Musk个人的梦想与进取居功甚伟 。没有这样胸怀大志的企业家 , 不可能造就SpaceX这样富有进取精神的公司 , 也不会出现如此成功的成本控制和由此产生的低廉发射费用 。由于火箭复用的技术难度 , 猎鹰火箭尚未完成第一级的复用 , 当前猎鹰火箭的报价也没有考虑复用因素,在未来完成复用后,现有报价还将进一步大幅度降低 。
火箭的可重复使用并非SpaceX的空口虚言,2010年6月猎鹰9号火箭的首次发射第一级空中解体,但几个月后的第2次发射中第一级虽然没有完整回收,但成功接收到遥测信号,距离成功又近了一步,以后猎鹰9号火箭的发射都将试验回收技术,不出意外的话几年后我们就有希望看到猎鹰9号重复使用的消息 。

腾讯科学