一邊爆炸一邊上天馬斯克賺錢、技術“一魚兩吃”
美國東部時間5月30日15時22分,獵鷹9號火箭搭載乘坐著NASA宇航員鮑勃·本肯(Bob Behnken)和道格·赫爾利(Doug Hurley)的載人龍飛船,從佛羅里達州肯尼迪航天中心39A發射台點火升空。12分鐘後飛船順利進入近地軌道,朝國際空間站進發。
成立18年,SpaceX首次實現載人飛行,龍飛船成為繼蘇聯東方號宇宙飛船、美國水星號飛船、蘇聯上升號飛船、美國雙子座飛船、蘇聯聯盟號飛船、美國阿波羅飛船、美國航天飛機、中國神舟飛船後,人類歷史上第9款載人入軌航天器。
一邊爆炸、一邊上天的SpaceX為何能成功?全國空間探測技術首席科學傳播專家龐之浩對澎湃新聞(www.thepaper.cn)表示,從技術路線上看,龍飛船從貨運到載人,“一魚兩吃”,兼顧賺錢和技術,走對了路線。SpaceX的成功離不開NASA的出錢又出力。此外,商業公司除了管理效率高,還敢於使用先進技術、不怕失敗。
“一魚兩吃”,賺錢、技術兩不誤
龍飛船成功入軌並最終安全返回,將不僅意味著美國重啟載人航天關鍵一發,也是開啟商業載人航天新時代。
儘管過程曲折,但SpaceX之所以能取得龍飛船載人首飛成功,全國空間探測技術首席科學傳播專家龐之浩認為,重要原因之一是“從貨運到載人,一魚兩吃”,兼顧賺錢與技術,走對了路線。
一方面,SpaceX通過龍貨運飛船向國際空間站運貨賺錢,另一方面以此掌握天地往返運輸的關鍵技術。在此基礎上,SpaceX將飛船的貨運艙改成載人艙,既獲得技術經驗,價格又便宜。
49歲的鮑勃·本肯和53歲的道格·赫爾利都在2000年被NASA選為宇航員。
載人龍飛船是SpaceX新一代宇宙飛船,用來送人類飛往國際空間站和其他目的地。2012年,龍飛船成為第一艘向空間站運送貨物的商業飛船,但龍飛船從一開始就被設計用來載人。
載人龍飛船和龍貨運飛船都採用兩艙式設計。“載人龍”是由乘員艙和非密封艙兩部分組成的,龍貨運飛船是由貨運艙和非密封艙兩部分組成的。
龐之浩介紹,為確保龍飛船快速從貨運艙轉換成乘員艙,除乘員逃逸系統、生命保障系統和允許乘員利用飛行計算機控制船載控制系統等與載人有關的特設系統外,載人龍飛船的乘員艙和龍貨運飛船的貨艙在結構上幾乎是相同的。
NASA出錢出力出項目,商業公司承包
SpaceX的成功離不開NASA的出錢又出力。“資金直接投入、發射台便宜使用,給貨運項目賺錢,還給技術支持,企業出現技術故障,NASA就派專家指導。”龐之浩表示。
“美國發展商業載人航天,就是為了便宜。”以往航天由國家投資,成本非常高。而將近地軌道的天地往返交由商業公司承包,一是因為這一技術相對成熟,二是商業公司為了降低成本也會採取多種措施。這種採用官方發包、發射商承包的商業模式將為NASA節省大約200億-300億美元。
為支持商業載人航天發展,2014年,波音公司和SpaceX分別從美國航天局獲得42億和26億美元的大合同,用以建造“星際客機”載人飛船和載人龍飛船。實際上,在2014年的大合同之後,NASA又陸續對兩家公司增資。
與此同時,“商業公司能挖大企業人才,人才自由流動。”SpaceX的主要技術骨幹來自傳統的航天公司和矽谷的信息技術公司,也來自於NASA。
NASA載人航天計劃負責人William Gerstenmaier在龍飛船首次載人試飛前加入SpaceX,在SpaceX位於加州的總部工作,為該項目保駕護航。Gerstenmaier在NASA工作了40個年頭,在載人航天領域被視為世界頂級專家之一。
為使團隊保持創新能力,SpaceX一直嘗試著精簡組織架構、省略更多的規範、去除不必要的過程管理。空氣動力學家、航天技術專家黃志澄表示,扁平化的管理不僅激發了科技人員的創新熱情,保證了整個研發工作團隊的效率,也大大節約管理成本。
嘗試新技術,允許失敗
“民營公司有很多優勢,除了管理效率高,他們敢於使用先進技術、不怕失敗。”龐之浩認為,“無論是SpaceX的火箭還是飛船,都使用了一般巨頭公司不敢採用的技術,先進便宜又可靠。”
獵鷹9號火箭可靠性高,一級、二級發動機效能世界領先。串聯而成的兩級火箭雖然“腰圍”不粗,直徑3.7米,但近地軌道推力達22.8噸。一級火箭9台發動機,其中一台出現問題也能可靠飛行。
SpaceX火箭和飛船採用重複使用技術,回收成常態。載人龍飛船採用的新型發射逃逸系統不使用逃逸塔,而是利用自身裝配的超級天龍座發動機系統進行發射逃逸,讓船箭分離。
飛船4個側面分別裝備推進器吊艙,每個吊艙配有2台超級天龍座發動機,互為備份。在這4組8台發動機中,任何1台出現故障都不會對飛船產生顯著影響。
龍飛船載人首飛成功,馬斯克說,“這是我和SpaceX所有人夢想成真。”而就在載人龍飛船發射前一天,SpaceX用於向月球、火星和更遠的地方執行深空任務的“星艦”(Starship)研發又遭遇失敗。
一台經歷多次靜態點火的原型機SN4在美國得克薩斯州博卡奇卡(Boca Chica)爆炸。這是SpaceX六個多月來在測試中被毀的第4枚原型機。
但原型機本就用於試驗。SpaceX已經在研製更多“星艦”原型機,有觀察員在博卡奇卡看到SpaceX開展SN5和SN6的相關工作以及SN7的初始硬件。
馬斯克也曾在推特上透露,從SN1開始,每一代原型機會有一點點改進,至少迭代到SN20,最後實現Starship V1.0。
“馬斯克多次失敗,但敢於嘗試新技術,最終獲得成功。”龐之浩說,要算一筆大賬,允許航天企業失敗。