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SpaceX引领新一轮太空竞赛,火箭发射越来越便宜

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(原标题:The New Rockets Racing to Make Space Affordable)

SpaceX引领新一轮太空竞赛,火箭发射越来越便宜

网易科技讯 7月30日消息,据彭博社报道,50多年来,人类一直在通过发射将科学设备、卫星甚至生物(包括宇航员)送入轨道,目的通常是为了获得只有政府才能负担得起的大笔金钱。但与前期美国宇航局(NASA)取得卓越成就的时代不同,过去几年,火箭发射产业已经发展成为一个成熟的产业,全球有数十家私营公司在竞相以更低的成本将物资送入太空

对于一些机构来说,这意味着研发一种小型火箭,这种火箭的设计只能携带几百公斤的负荷进入近地轨道(LEO)——一般高度为2400公里(约合1491英里),或者更低——服务费用只需25万美元。如果你是一个微卫星运营商,不愿坐等要向其它客户卖完所有的载荷槽以后才发射的大型运载火箭,这种小型火箭会有很大的帮助。

在该产业的有效载荷范畴的另一端,各家公司正致力于通过更加重型的火箭实现规模经济。美国联邦航空管理局(FAA)最近发布的一份报告显示,在发射次数最多的10枚火箭中,以每公斤为单位计算,客户最负担得起的是SpaceX的“猎鹰9号”(Falcon 9)和俄罗斯联邦航天局的质子M。二者都能承担2万公斤的有效载荷。总的来看,最具成本效益的是重63.8吨的重型猎鹰,该火箭今年早些时候成功地完成了试发射。(这些成本估算没有涵盖其他几枚正在研制的巨型火箭,如NASA的太空发射系统。)

SpaceX引领新一轮太空竞赛,火箭发射越来越便宜

新旧火箭的发射成本对比(蓝圈是2017年以来首次发射的或正在研制的火箭,白圈是旧火箭,横轴是最大有效载荷容量估算,纵轴是每次发射的成本估算)。新一代小型火箭的发射成本只有7位数或更低的发射成本以及SpaceX的价格竞争,正在改变发射产业。

这些围绕非常小型和非常大型的有效载荷飞行器的创新,促使整个发射行业的成本出现下降。布莱斯太空与技术公司的创始人兼首席执行官卡里萨·克里斯滕森(Carissa Christensen)说,自2010年以来,发射成本设计上下降了10%到15%,这在一定程度上是SpaceX的驱动所致。该公司是上述的FAA报告的编撰者。

克里斯滕森指出,SpaceX“已经将发射价格降低了大约25%”,为客户节省了1000万至2000万美元,并给竞争对手带来了不小的压力。此后,克里斯滕森发现欧洲的Arianespace公司和联合发射联盟(ULA) 的Atlas V项目的价格也出现下降。ULA是洛克希德马丁公司(Lockheed Martin)和波音公司(Boeing)的合资企业,一直都是美国政府的发射服务供应商。

据太空咨询公司Northern Sky Research高级分析师卡洛琳·贝莉(Carolyn Belle)称,在地球同步转移轨道(GTO)任务中,平均发射成本较五年前下降了约20%。这种任务需要到达距离地面大约3.6万公里的特定轨道,因此更适合进行直接对比。在这一领域,猎鹰9号再次处于领先。

SpaceX引领新一轮太空竞赛,火箭发射越来越便宜

SpaceX正在颠覆发射产业。这家加州公司的地球同步转移轨道任务发射成本最低(蓝框为猎鹰9号)。

尽管ULA的Delta IV和Atlas V每公斤有效载荷的发射成本较高,但这两枚火箭一直是美国政府主要的发射服务提供者。ULA在美国军事太空发射上拥有过十多年的垄断地位——直到2016年,SpaceX赢得了美国空军的一份合同。

就在去年,Atlas V还被用于为国际空间站提供补给,但产业竞争的加剧也促使NASA使用了来自Orbital ATK公司的Antares火箭、SpaceX的猎鹰9号以及俄罗斯制造的“联盟号”(Soyuz)火箭。

然而,这并不意味着该机构能像商业客户那样节省成本。根据Northern Sky Research的数据,通常来说,美国政府为地球同步转移轨道发射支付的价格平均达到商业客户的两倍左右,原因是它所发射的东西更加敏感,需要额外的规格和成本。有时候政府甚至要支付更高的价格。

不管是美国的GPS公司雇用SpaceX发射卫星,还是欧洲科学家利用Arianespace火箭展开科学实验,真实成本最终都是取决于有效载荷、发射地点(靠近赤道更好)、发射角度和其他的因素。尽管如此,这些重大的技术性问题正日益受到经济成本的变化以及正在迅速改变发射行业的新一代商业航天巨头的影响。(乐邦)

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