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星际飞船将首飞!马斯克的新火箭如何改变太空竞赛

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智东西(公众号:zhidxcom)

编译 | 程茜

编辑 | 李水青

SpaceX新火箭星际飞船即将首飞,SpaceX首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)希望星际飞船能帮助人类登上火星。但众多竞争对手对其目前的垄断地位表示担心,认为SpaceX将主导美国的深空探索。

SpaceX的新型火箭高度接近400英尺,最终将超过美国宇航局执行阿波罗登月任务的土星五号,它的33个发动机提供的推力是土星5号的2倍。SpaceX的创始人马斯克表示,当人类在火星上建立殖民地时,该新型火箭将扮演关键角色。

一、短短13年,马斯克就冲上太空

在德克萨斯州最南端的墨西哥湾沿岸,一枚闪闪发光的火箭将从盐沼中升起。


但是,美国的航天工业已经被马斯克的雄心壮志所动摇,这枚被称为星际飞船的火箭发射后,可能会产生更为直接的影响。该火箭能够将重达100吨的货物带入环绕地球的低轨道,因此他的崇拜者声称马斯克即将改变火箭发射行业的经济状况。

“对于现有的火箭发射公司来说,游戏已经结束。”美国太空企业家彼得·迪亚曼迪斯(Peter Diamandis)说,“火箭赛场上马斯克将没有可以竞争的对手。”

马斯克的航天公司仍需要解决一些问题,其中就包括获得监管许可。从德克萨斯州发射星际飞船,并保证它可以可靠地到达太空,同时返回火箭能够供重复使用是降低火箭发射成本的重要一步。

此外,许多专家质疑被设计用于殖民另一个星球的大型火箭是否可以兼作多用途运输工具,以执行更接近地球的更多样化、更平凡的任务。但SpaceX成功将其现有的猎鹰9号火箭转变为进入太空的主力,这让商业航天行业的其他人感到紧张。

“如果你不小心,SpaceX将是行业里唯一的‘选手’。”私营太空公司内华达山脉公司(Sierra Nevada Corp,SNC)的联合创始人法提赫·厄兹曼(Fatih Ozmen)说。

杰夫·贝索斯(Jeff Bezos)的私人太空公司蓝色起源(Blue Origin)直言不讳地表示,SpaceX最终可能会“垄断控制”美国的深空探索。

马斯克闯入国家主导的航天行业,在商业航天产业中展示了超高的天赋,从成立第一家行业公司到将火箭送入轨道仅仅用了13年。它还领先于波音(Boeing)和洛克希德马丁(Lockheed Martin)等承包商,它们所属的合资企业联合发射联盟(United Launch Alliance)使用俄罗斯发动机,但已经成为美国太空发射的旗帜。

二、NASA订单、平民太空游、星链网络应用,SpaceX很忙

在过去的六个月中,SpaceX取得了一系列引人注目的成果,突显了其优势。

其中包括美国宇航局与SpaceX签订了一份价值29亿美元的合同,该合同要求在2024年之前,SpaceX需使用星际飞船将宇航员送上月球。

美国宇航局此前曾表示将为上述项目选择两家供应商,但蓝色起源对该项提议表示不满,因此最后决定仅选择一家供应商。

美国宇航局官员指出,SpaceX只负责该计划中的部分任务,未来的着陆任务可能会选择其他供应商。

但蓝色起源表示,为了与星际飞船相配合,需要迫使其调整系统并更改设计,从长远来看,这将加大蓝色起源对星际飞船的依赖。

就在几周前,亚马逊创始人和太空旅游公司“维珍银河”(Virgin Galactic)的创始人理查德·布兰森(Richard Branson)分别乘坐各自公司的火箭前往太空边缘,他们在微重力环境中享受了短暂的时光。

然而SpaceX在上个月底载着四名乘客,在高度超5倍的宇宙中环绕地球进行为期三天的兜风,使他们成为首批到达太空的全平民船员。

同时,SpaceX宣布其星链卫星网络(Starlink)获得首批50万个订单,在距地球约500公里的低轨道卫星上运营的通信公司中,SpaceX首屈一指。

上周,美国宇航局表示,原定乘坐波音飞船飞行的两名宇航员将改用SpaceX的飞船。波音公司定义了早期的航空航天时代,但遇到了太多技术障碍,无法在其第一艘商业开发的宇宙飞船上搭载宇航员,而远远落后于其他公司,目前还只是一个斗志旺盛的初创公司。

三、两大优势:火箭技术、廉价资本

猎鹰9号美国SpaceX公司研制的可回收式中型运载火箭,同时也是SpaceX获得重大成果的核心,它降低了到达太空的成本,并成为公司开展更广泛业务和实现马斯克到达火星的最终目标的跳板。

“就性能、成本和可靠性而言,它确实是有史以来最成功的火箭。”安萨里X奖基金会(Ansari X Prize)创始人兼执行董事长迪亚曼迪斯(Diamandis)称。

根据太空研究和咨询公司BryceTech的数据显示,SpaceX在除中国以外的全球发射市场中,市场占有率2021年上半年首次攀升至50%以上。虽然中国在那个时期发射了几乎与SpaceX一样多的火箭,但这家美国公司向太空发射的火箭重量几乎是其三倍。

猎鹰9号作为SpaceX的核心业务,其主要技术将被应用到星际飞船上,这也解释了马斯克的电动汽车公司特斯拉取得突破性成功的原因。

马斯克和SpaceX的首席运营官格温·肖特维尔(Gwynne Shotwell)在将颠覆性技术推向主流生产方面的取得了重大成功。这一进展使得猎鹰9号中在未来发射时,能够使用3D打印制作最复杂的发动机,并实现主助推器的复用。

为了掌握这样的新技术,SpaceX创始人马斯克本人在早期担任首席工程师时,就激励他的团队致力于研究设计和制造火箭的每一个细节,而不是依赖供应商。SpaceX内部财务规范严格,因为其需要自己负担所有开发风险,而不依靠于美国宇航局的固定拨款。因此,美国宇航局估计,SpaceX用于开发猎鹰9号火箭将需要4亿美元,而传统政府合同下建造的火箭成本是这一数字的10倍。

SpaceX与特斯拉共享的另一个优势是可以随时获得廉价资本,得益于对该项目的高估值,投资者已经准备好投入其业务。马斯克在私人市场中已经筹资超65亿美元,今年初期估值已经提升至740亿美元。据美国全国广播公司财经频道(CNBC)报道,其部分投资者出售的股票估值已超过1000亿美元。

卫星公司SES的首席执行官史蒂夫·科拉尔(Steve Collar)表示,大多数竞争对手都必须从现有业务中为新企业筹集资金。他补充说,SpaceX吸引投资能力显著,这为其承担更大的风险开辟了道路。

SpaceX拥有充足的现金以及星链卫星网络,它击败了宽带服务行业的潜在竞争对手全球卫星电信网络初创公司OneWeb和亚马逊的Kuiper等。

涉及卫星设计的技术赌博纷纷出现,而Starlink已经采用了第三代技术。但是,即使为了完善其星座通信,SpaceX将注销价值数十亿美元的卫星,其受到的影响也比其他没有获得廉价资本的竞争对手小,科拉尔表示。

四、太空舞台有限,SpaceX将独舞?

竞争对手表示不满,SpaceX可能会排挤其他尚未达到一定规模,且无法获得资金优势的公司。蓝色起源对美国宇航局提出的登月合同提出投诉,并表示,该公司为开发新格伦火箭已经耗资25亿美元,且目前尚未离开发射台,如果失去这一合同将剥夺新格伦火箭的一个重要市场。

亚马逊和其他公司表示,SpaceX的垂直整合制造方法还将剥夺其他美国供应商的业务,削弱美国为支持其在太空的长期雄心而建立的更广泛的工业基础。

然而,包括政府部门在内的SpaceX的客户似乎并不担心这一问题。

“在SpaceX之前,我们只有真正的联合发射联盟,所以我们处于比以前更好的位置。”美国宇航局商业太空飞行部门主管菲尔·麦卡利斯特(Phil McAlister)说。

迪亚曼迪斯说:“美国政府很幸运有一家像SpaceX这样的公司。”他表示,因为它的效率直接影响到美国太空计划。在某些市场与SpaceX竞争的公司似乎也非常乐意使用其发射服务。

“当他们进入卫星行业时,这让人们有点害怕,但我认为没有必要。”SES的科拉尔说,该公司仍然乐于高度依赖SpaceX火箭。

五、火箭发射需求激增,主要客户是政府

垂直整合的火箭公司可能削弱重要供应链的警告,在新兴商业航天工业的许多领域也没有得到重视。大多数新的火箭公司都采用了类似的模式。

投资航天业的风险投资公司Playground Global的合伙人乔里·贝尔(Jory Bell)也指出,传统供应链更多地服务于政治目的而不是商业目的。供应商遍布全国,能够帮助更多的政治家赢得政府空间合同的份额,并获得成功。

然而,反对垄断风险最有说服力的论点是,这类型火箭公司使得进入太空的成本降低,导致需求激增,但这已经远超任何一家公司所能承受的范围。

这些需求中大部分来自需要发射由数千颗卫星组成的星座的新通信网络,以及更多渴望进入太空进行国防或参与更深层次太空探索的政府。

“这是一个多年来供应受限的市场。”德意志银行分析师埃迪·森余(Edison Yu)表示,他预测,到本十年末,太空发射市场的年价值将达到375亿美元,到2021年将达到5倍。

业内许多人士表示,该市场应该留下足够的生存空间,能够产生至少一个竞争对手和SpaceX实力相当。一些现有的火箭发射公司即使面临技术落后、缺乏竞争力的制造方法、建立在政府合同基础上的文化的困境,但新一代颠覆性火箭公司正在迅速崛起。

新一代火箭公司除了贝佐斯自己的蓝色起源,还包括由前SpaceX高管领导的太空公司Relativity Space,该公司已筹集了13亿美元,并计划使用3D打印技术制造整个火箭,而不仅仅是发动机。

来自Playground Global的贝尔是Relativity的财务支持者之一说:“我们不必打败SpaceX——我们只需要打败其他所有人。”他表示,受SpaceX培训的一代工程师和太空企业家正在利用其思想,帮助建立整个行业。

六、星际飞船重新定义发射成本新基准

星际飞船实行首次轨道飞行时,仍将在航天工业中引起反响。它的庞大规模将重新定义飞船进入轨道的成本,设定一个新的定价基准,其他人可能会以此作为评判标准。

森余表示,对于愿意与他人共享火箭发射的客户,猎鹰9号已经将价格降至每公斤5,000美元,约为之前的三分之一。他预测,一旦星际飞船全面投入运营,该价格可能会降至1,000美元,甚至可能低至500美元。

对于构成当今航天工业基础的卫星发射而言,它的适应性如何是另一回事。森屿表示,由于星际飞船无法将其大型有效载荷放置在多个轨道上,因此它携带的卫星将需要自己的推进器来机动到位,这使得它们的成本要高得多。

维珍轨道公司(Virgin Orbit)首席执行官Dan Hart表示:“对于某些事情,你需要将大重量的火箭送入轨道——而对于其他事情,你需要速度、敏捷性和精确度。”从波音747机翼下发射的火箭,今年首次推出轨道。

SES的科拉尔说,这可能会让星际飞船拥有“比商业卫星更适合火星的能力”。

一些人还质疑SpaceX在未来几年将如何致力于在常规卫星发射业务中争夺市场份额。猎鹰9号一直定位于该公司的垫脚石,开发现金流,并提供能够将公司带入更深太空所需的技术。

迪亚曼迪斯等支持者表示,当马斯克考虑放弃猎鹰9号并将SpaceX的所有努力转向星际飞船,并致力于到达火星的目标时,他将得到很多支持。迪亚曼迪斯说:“他杀死了他的旧产品并烧毁了这艘船。”他认为这是马斯克经常在雄心勃勃的新事业上取得成功的原因之一。

结语:星际飞船或称为航天工业里程碑

锁定今天的发射市场,为猎鹰9号写墓志铭可能还为时过早。但当星际飞船最终升空时,它很可能会在太空探索和太空探索之间划出一条清晰的界线。

短短13年,马斯克的火箭版图迅速扩张,重新定义了众多行业基准,尽管马斯克的太空理想连同他本人一起受到质疑,但以其为主要玩家的商业航空正如即将起飞的星际飞船一样蓄势待发。

来源:Financial Times

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