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有了 SpaceX 我们还需要 NASA 吗?

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发表于 2021-2-28 00:57:40 | 显示全部楼层 |阅读模式


在过去,将卫星或其他航天器发射到太空,是政府机构与大型航空航天承包商合作的事。但这已成为历史,在过去的 20 年里,私营太空初创公司已经证明,它们可以与规模更大的同行竞争,在某些情况下甚至可以抢尽风头。
最好的证明,莫过于埃隆 · 马斯克(Elon Musk)旗下太空探索技术公司 SpaceX。如今,SpaceX 已经有能力回收一级火箭,并进行多次重复利用,这简直就是科幻小说中的场景。2020 年,SpaceX 还成为第一家将宇航员送入太空的私营公司。当前,SpaceX 正在建造一个巨大的新火箭系统,有朝一日有望将人类送上火星。
看着这些令人难以置信的壮举,你可能会想,是否还需要 NASA;或者认为,NASA 和 SpaceX 正在相互竞争。但在现实中,这两个组织做的事情截然不同,并且相互依赖才能取得成功。
SpaceX 是做什么的?
SpaceX 是一家私营公司,由特斯拉 CEO 马斯克领导,目前制造和发射两种火箭:猎鹰 9 号(Falcon 9)和猎鹰重型(Falcon Heavy)。这些火箭的助推器通常可以回收,翻新后再次利用。这既节省了资金,又能降低 SpaceX 的服务价格,从而赢得竞争优势。
SpaceX 还建造并发射了 " 龙飞船 ",这是一个可以将机组人员和货物运送到国际空间站(ISS)的太空舱。最终,SpaceX 还计划利用 " 龙飞船 " 运送 " 私人宇航员 "(非 NASA 宇航员)。
此外,SpaceX 正在研究一种名为 " 星际飞船 "(Starship)的大型火箭和宇宙飞船系统,该系统可将巨大的有效载荷运往太空。" 星际飞船 " 最终可能会把人们送到火星上永久居住。
另外,SpaceX 还在部署了名为 " 星链 "(Starlink)的著名庞大卫星网络,旨在为全球提供高速互联网接入服务。目前这些卫星的数量约为 1000 颗,由于担心它们可能会造成 " 光污染 ",并干扰天文研究,该项目还引发了一些争议。
SpaceX 项目具体进展如何?
" 星际飞船 " 的前身是 " 大型猎鹰火箭 "(BFR),根据 SpaceX 的计划," 星际飞 " 船最终将取代其主力火箭 " 猎鹰 9 号 ",执行货运任务,最终将搭载宇航员前往月球和火星。
2019 年 1 月 6 日,SpaceX CEO 埃隆 · 马斯克(Elon Musk)在社交媒体上曝光了 " 星际飞船 " 的模拟图。2020 年 2 月," 星际飞船 " 原型 SN1 在一次液氮压力测试中发生爆炸。此后,SpaceX 一直在测试 " 星际飞船 " 原型,目前已测试到 "SN9"。本周,SpaceX 还启动了 SN10 的测试。
虽然 " 星际飞船 " 仍在测试中,但马斯克已经制定了宏伟的计划。2020 年 1 月,马斯克提出了每年建造 100 艘 " 星际飞船 " 的目标,每当地球和火星轨道同步时,就把大约 10 万人从地球送到火星。
马斯克当时在 Twitter 上称:" 我们每年将建造 100 艘‘星际飞船’,10 年内数量就可以达到 1000 艘,这也就意味着每年的运力可达 1 亿吨。每当地球和火星轨道同步时,就可以同时把大约 10 万送往火星。" 这意味,2050 年之前有望让 100 万人登上火星。
至于 " 星链 " 项目,去年 10 月底,SpaceX 率先在美国和加拿大部分地区推出了 " 星链 " 测试服务。据测试用户反馈," 星链 " 的试用速度已突破 160 Mbps,超过美国 95% 的宽带连接。大多数测试用户的网速,都在 SpaceX 给定的网速范围内,即 50 Mbps 至 150 Mbps 之间。
今年 1 月,SpaceX 又在英国推出了 " 星链 " 服务。从 2019 年至 2024 年,SpaceX 计划利用 5 年时间将组网所需的数千颗卫星送入近地轨道,组成 " 星链 " 网络,以提供互联网服务。截至今年 1 月底,SpaceX 在轨的 " 星链 " 卫星数量约为 955 颗。
NASA 是做什么的?
NASA(美国国家航空航天局)是一个由纳税人资助的美国政府机构,在美国拥有十几个办公点。NASA 向政府行政部门报告,NASA 局长由总统任命。国会立法授权 NASA 的活动,并提供其年度预算。
NASA 的预算是通过政治程序制定的,并不是平均分配的。NASA 近一半的预算用于载人航天项目。对于公众来说,这些项目中最显眼的是国际空间站(ISS),这是一个位于近地轨道上的永久性载人多国空间实验室。NASA 还在努力通过其 "Artemis 项目 " 将宇航员送往月球和火星。
NASA 约 1/3 的预算用于其科学部门,该部门包括行星科学、地球科学、天体物理学和太阳物理学。NASA 发射太空任务,研究和探索行星和其他世界,研究地球气候,回答有关宇宙本质的基本问题,以及研究太阳。
NASA 还进行航空航天研究,并为各种空间技术开发努力提供资金。研究表明,NASA 为美国提供了广泛的社会和经济利益。
SpaceX 和 NASA 是如何竞争的?
他们之间没有竞争。SpaceX 是一家营利性公司,而 NASA 是一家由纳税人出资的实体,可以自由追求与经济收益没有直接联系的科学发现。



SpaceX 和 NASA 相互竞争的看法,通常与 NASA 的 "Artemis 项目 " 有关。2004 年,乔治 · 布什(George W.Bush)总统宣布了一项让航天飞机退役并将人类送回月球表面的计划。这导致了名为 " 猎户座 "(Orion)的乘员太空舱的诞生,以及最终演变为太空发射系统(SLS)的火箭。
" 猎户座 " 和 SLS 是由航空航天公司洛克希德马丁(Lockheed Martin)和波音 ( Boeing ) 制造的,这两家公司反过来又使用自己的私人供应商和分包商。这些设备在 NASA 的指导下,在 NASA 的中心组装,最终产品归 NASA 所有。这些项目在建设地点创造了数万个高薪工作岗位,因得到了当地国会代表的强有力的政治支持。
SLS 和 " 猎户座 " 的发展都落后于计划,而且超出了预算。与此同时,SpaceX 已经从一家小型初创公司成长为传统航空公司的有力竞争对手。尽管 SpaceX 也经常错过时间线,但它的支持者认为,SLS 和 " 猎户座 " 太昂贵,而且基于传统技术,这些技术已经被 " 星际飞船 "(Starship)等飞行器超越。
而 SLS 和 " 猎户座 " 的倡导者指出,这些飞行器保证了美国有能力将较大的有效载荷和人类送入太空。举个例子,尽管私营公司可以建造相当大的游轮,但美国政府仍在建造和拥有航空母舰。
NASA 的官方立场是,SLS 和 " 猎户座 " 是目前将人类送往月球的最佳运载工具。此外,如果没有必要的政治支持,NASA 不能改变路线。相比之下,SpaceX 除了埃隆 · 马斯克外,不需要对任何人负责。它可以推进星际飞船的开发,以满足马斯克将人类送上火星的目标。



SpaceX 是如何依赖 NASA 的?
如果没有 NASA 的投资,今天的私人航天将是另一番景象。2006 年,NASA 开始投资私人太空公司,希望他们有一天能为国际空间站提供货运和乘员运输服务。SpaceX 是首批从 NASA 获得资金的公司之一,当时该公司成立仅 4 年。据悉,NASA 为开发 SpaceX 的主力 " 猎鹰 9 号 " 火箭支付了大约一半的成本。
2008 年,SpaceX 获得了一份价值数十亿美元的合同,将货物运往国际空间站。如果没有 NASA,SpaceX 可能早已濒临破产,很可能会耗尽资金。今天,SpaceX 虽然从多家客户获得收入,但其资金的很大一部分来自向国际空间站运送机组人员和货物,以及发射 NASA 科学航天器。此外,SpaceX 还为另一个纳税人资助的实体美国国防部,运送有效载荷。



NASA 又是如何依赖 SpaceX 的?
2011 年航天飞机计划结束时,NASA 还没有准备好替代者。尽管有 7 年的准备时间,但 NASA 从未获得必要的资金,以完成国际空间站的建设,开发新的载人航天器和火箭系统,与此同时还要继续使用航天飞机(到航天飞机寿命结束时,每年的成本为 35 亿美元。)
NASA 预见到了向国际空间站运送货物和机组人员的替代方案的需要,于是求助于航空航天行业,并提出了一个新的建议:与其付钱让其他公司在 NASA 拥有的设施中制造 NASA 拥有的飞行器,不如 NASA 付钱给一些公司,让它们自己制造飞行器,然后再购买这些飞行器上的航班,结果会怎么样?
2008 年,NASA 与 SpaceX 和 Orbital Sciences 公司(即现在的 Northrop Grumman 公司)签署了合同,让它们制造自己的货运飞船,并将其送往国际空间站。这个计划奏效了:航天飞机项目结束后不到一年,SpaceX 的 " 龙飞船 " 就与国际空间站进行了第一次商业对接。2020 年,SpaceX 成为第一家将 NASA 宇航员送往国际空间站的私营公司。
如果没有 SpaceX,目前唯一有能力向国际空间站运送 " 货物 " 的美国公司将是 Northrop Grumman 公司,那么 NASA 的 " 机组人员 " 运输仍将依赖俄罗斯的 " 联盟号 "(Soyuz)飞船。
SpaceX 与 NASA 有哪些合作?
2008 年,NASA 与 SpaceX 签署合同,让 SpaceX 制造自己的货运飞船,并将其送往国际空间站。
2012 年,在航天飞机项目结束后不到一年,SpaceX 的 " 龙飞船 " 就与国际空间站进行了首次次商业对接,成功地将 " 物资 " 补给送到国际空间站,开启了私营航天的新时代。截止 2019 年 2 月,SpaceX 已与 NASA 进行了 16 次国际空间站补给任务的合作。



2020 年 5 月,SpaceX 在佛罗里达州肯尼迪航天中心利用 " 猎鹰 9" 运载火箭,进行了载人版 " 龙飞船 " 的首次发射,成功将 NASA 宇航员鲍勃 · 贝肯(Bob Behnken)和道格 · 赫利(Doug Hurley)送往国际空间站。
无论是对于 NASA,还是 SpaceX,这都是一次意义非凡的发射。自 2011 年 NASA 航天飞机退役以来,这是首次在美国本土进行的载人航天发射任务,标志着美国恢复将人类送往太空的能力。与此同时,这也是 SpaceX 公司成立 18 年以来,首次进行载人航天发射任务。这标志着太空探索新纪元的开始,还是一个由商业公司领导的新纪元。
近日,NASA 又宣布,2022 年将有两名宇航员搭载 SpaceX" 龙飞船 " 飞往国际空间站,这将是 " 龙飞船 " 的第四次乘员轮换飞行。NASA 宇航员谢尔 · 林德格伦(Kjell Lindgren)和鲍勃 · 海因斯(Bob Hines)已被分配到这次任务中,并将分别担任指挥官和飞行员。
今年 2 月,NASA 还宣布,已选定 SpaceX 执行 "SPHEREx" 望远镜发射任务。"SPHEREx" 项目是一项为期两年的天体物理学任务,始于 2024 年,计划将太空望远镜 SPHEREx 送入轨道。该项目将花费 NASA 约 9880 万美元。
NASA 表示,SPHEREx 将在人眼看不到的近红外光下观测天空,它收集的数据将帮助天文学家了解宇宙的演化和星系的形成。
为什么同时需要 NASA 和 SpaceX?



NASA 对 SpaceX 等公司的支持,重塑了美国航空航天产业的格局。传统上很少或根本没有竞争的、根深蒂固的航空承包商,如今更加重视能够降低航天成本的新技术。美国公司现在也开始争夺全球发射市场。NASA 还受益于拥有多个美国和全球合作伙伴,能够发射航天器,并将机组人员和货物运送到国际空间站。
而 SpaceX 则帮助重新唤起了公众对太空飞行的兴趣。该公司出色地利用了直播技术,使每一次火箭发射和着陆都成为一件令人兴奋的事情。对 SpaceX 所做一切(通常是与 NASA 合作)的兴趣,激励了新一代人追求令人兴奋的太空事业。
但人类仍需要 NASA,该机构所做的远不止是将宇航员送入轨道。向冥王星发射宇宙飞船,或在火星上着陆寻找过去生命的迹象,这些是没有商业案例的。太空探索和科学发现需要长期的公众支持和投资,人类甚至可能有探索宇宙的道德义务。NASA 的规模也大得多,每年在数百个重大项目上花费数百亿美元,而 SpaceX 只是在少数几个项目上花费数百万美元。
太空探索把人类最好的一面展现出来。当 NASA 等政府机构和 SpaceX 等私营公司合作时,双方都将受益。

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