狂飙与狂想中的商业载人航天

苗千

北京时间2017年1月15日凌晨，太空探索科技公司在位于美国加州范登堡空军基地的发射场，把一枚70米高的“猎鹰9号”（Falcon 9）运载火箭发射升空。这枚火箭中载有美国铱星公司用于第二代铱星系统的70颗通信卫星中的10颗。这次成功发射迅速成为一条世界性的新闻——此前太空探索科技公司在15个月的时间里接连经历了两次火箭发射失败，这次双方都无法承担火箭发射失败的后果。

在火箭发射的过程中，有太多的偶然因素可能导致发射失败。就在2017年首次成功的火箭发射前4个半月的2016年9月，在一次计划发射几天前的引擎测试中，一枚“猎鹰9号”运载火箭发生了爆炸，火箭连同上面已经装载的价值2亿美元的以色列Amos-6通信卫星化为灰烬。2015年6月28日，一枚“猎鹰9号”运载火箭在升空2分多钟后发生了爆炸。在这两次事故之前太空探索科技公司已经有连续20次的成功发射记录，马斯克也承认可能是人们因此有所懈怠，而接连的两次爆炸不仅使太空探索科技公司在财务上受到重创，也让他们陷入了短暂的休眠期，尽力寻找火箭频繁发生爆炸的原因，同时为下一次发射做准备。

每一次火箭爆炸不仅会给太空探索科技公司带来大约2.5亿美元的损失和潜在客户的流失，也会让这家公司所标榜的快速精实（Fast and Lean）的火箭发射技术听上去不再值得信赖。不仅如此，按计划太空探索科技公司将从2017年11月开始，陆续把美国航空航天局的宇航员从美国本土送上国际空间站，连续的火箭爆炸很可能让他们失去美国航空航天局这个目前最大的客户。太空探索科技公司急需一次成功的火箭发射以挽回自己的形象，重新赢得客户的信心。仅仅几个月之后，几个部门的联合调查显示，是因为“猎鹰9号”运载火箭中存储液氦的容器发生故障导致了爆炸。人们愿意相信，查明了事故原因并进行了改进的猎鹰火箭已经值得信赖。

可想而知，2017年1月的火箭发射如果再次失败，太空探索科技公司很可能将从此一蹶不振。结果最终让所有人都松了一口气，发射几分钟之后，“猎鹰9号”运载火箭的第一部分如预期落在了太平洋上的一个浮动平台上被回收（这是太空探索科技公司第五次在海上回收火箭，首次在太平洋上进行回收，也是他们回收的第七枚火箭）；发射1小时15分之后，铱星公司的10颗卫星安全进入轨道，此次发射宣告成功。

这一次火箭发射成功可以为太空探索科技公司换来一些喘息和休整的时间，但“猎鹰9号”运载火箭的安全问题始终是人们关注的焦点。就在這次发射之前的2017年1月11日，美国航空安全咨询小组（Aerospace Safety Advisory Panel）仔细检查了“猎鹰9号”运载火箭，在他们的年度报告中又一次表达了对其安全性的担忧。通常的发射流程是在火箭发射前几小时为其注入燃料，然后让宇航员们进入舱内，随后点火进行发射，但“猎鹰9号”运载火箭为了能够使用超低温液氧燃料，改变了这个流程。他们计划在为美国航空航天局运送宇航员时，先让宇航员们进入火箭舱内，然后在发射半小时之前为火箭注入燃料，之后迅速进行发射，这种“加上燃料就走”（Load and Go）的反常程序可能会给宇航员们带来额外的危险。航空安全咨询小组的这份报告难免会让美国航空航天局心生疑虑。

无论如何，太空探索科技公司在2017年都还有一系列的发射任务，其中包括来自美国航空航天局和美国军方的订单，在未来的18个月里他们还要为铱星公司继续进行另外的6次卫星发射，每一次都不容有失。太空探索科技公司声称，计划中还有总价值超过100亿美元的70次火箭发射。而实际上，在2017年里除了令人目不暇接的各个发射任务之外，太空探索科技公司更引人关注的，是他们计划中的几个新项目，这才是决定这家志在太空的公司命运的关键。

太空探索科技公司最大的优势就在于火箭发射的费用相对低廉，而为了尽可能降低每一次的发射成本，他们正在尝试使用已经发射过的火箭推进器进行重新发射，这个原定在2016年进行的实验计划因为此前的火箭发射爆炸被推迟到了2017年。尽管已经数次实现了在海上回收火箭，但人类还从没有过回收火箭重复使用的先例，要使这些火箭推进器可以被重新使用，肯定需要花费大量的时间和维护费用，很多技术细节也还不清楚，存在着一定的风险。正因为如此，太空探索科技公司是否可能在2017年首次实现这个突破也就格外令人期待。

相比于人们已经熟悉的“猎鹰9号”运载火箭，太空科技探索公司正在建设的另一款火箭堪称巨无霸，这就是尚未露面的猎鹰重型运载火箭（Falcon Heavy）。这款动力强劲的火箭在理论上足以把大量的载荷一直运送到火星。如果这款火箭能够如预期在2017年上半年投入使用，它将成为人类历史上功能最强大的运载火箭——它将可以一次性向近地轨道运送54吨的物品，相对来说运送货物的价格也就更加低廉，每次飞行仅需花费9000万美元。一旦成功，这款产品必将对全世界的重型火箭运载市场造成极大的冲击。

人们对于这款迟迟不肯露面的火箭并非没有疑虑。为了获得强大的动力，这款由三级构成的重型运载火箭的第一级是由三个“猎鹰9号”运载火箭组成，每个“猎鹰9号”运载火箭拥有9个发动机，因此猎鹰重型运载火箭拥有27个发动机，这意味着它拥有极为复杂的结构，难免让人对它的稳定性感到担心。在太空探索科技公司的网站上可以查到，已经有6家公司预订了猎鹰重型运载火箭的发射服务。按照计划，在2017年第二季度和第三季度就分别有一次这种重型运载火箭的发射任务。

可以说，在2017年上半年几次运载火箭发射任务以及猎鹰重型运载火箭的亮相是否成功，将决定太空探索科技公司未来命运的走向。但是人们也不会忘记这家公司提出的最终目标——公司的网站上介绍：“太空探索科技公司设计、制造，并且发射先进的火箭和宇宙飞船。这家公司成立于2002年，致力于为航天技术带来革命，最终目标是可以使人类在其他行星上生活。”为了实现这个伟大的目标，太空探索科技公司的创始人马斯克推出了一个宏伟的星际交通系统（Interplanetary Transport System）。这个系统计划一次可以把上百人从地球运送到火星，马斯克希望通过这个星际交通系统，在本世纪末能有100万地球人选择在火星定居，并最终在火星建立永久的可以自给自足的人类定居点。

梦想家马斯克希望建造的是一架主体由碳纤维构成的巨大火箭，这将比传统的金属材料更轻并且更坚固，由液氧和液态甲烷的燃烧产生动力，这样的火箭将足以把550吨的货物运送到近地轨道，也足以往返于地球和火星之间进行运输。除此之外，马斯克还希望每个人由地球前往火星的费用可以被限制在20万美元以内，这个价格可以使更多的家庭能够承受，因而更愿意前往火星定居——但是他估计星际交通系统的研发费用将需要上百亿美元。目前，太空探索科技公司每年还只是投资数千万美元在这个野心勃勃的计划之中，因此现在谈论这个计划的未来可能还为时尚早。

在探索太空这个新兴的商业领域中，马斯克并不是唯一一个怀着狂热梦想的特立独行的创业者。一位与他形象颇为类似的英国商业奇才，也正在太空中进行着前所未有的创业狂想。英国维珍银河公司是由英国企业家理查德·布兰森（Richard Branson）创立，这家公司的目标是能够在未来几年里带领游客进行地球亚轨道飞行，让普通人也可以实现成为宇航员的梦想。

维珍银河为尚在计划中的太空旅游项目设计了一条独特的飞行路线：首先由一架飞机搭载着一架“太空船”飞行器飞到高空，而后这架太空船脱离它所搭载的飞机，带着旅客们进行独立飞行。旅客们将可以短暂地脱离地球大气层，在地球的亚轨道上飞行几分钟之后再返回地面。这种新奇的太空旅游所需的两种飞行器都需要特殊设计和制造。在参考了鲁坦公司和缩尺复合体公司设计的太空飞机“太空船1号”（Space Ship One）之后，维珍银河与缩尺复合体公司共同制造了“太空船2号”（Space Ship Two）。計划中“太空船2号”首先由一架名为“白色骑士2号”（White Knoght Two）的飞机载上高空，而后开始独立飞行，进入地球亚轨道。

“白色骑士2号”是一种定制的四引擎双机身飞行器，由它负载着“太空船2号”可以到达1.5万米的高度。这种双机身的设计使两个机身之间可以有足够的空间携带“太空船2号”。“白色骑士2号”的飞行员坐在右侧的机舱中，两个机舱同样可以用于搭载乘客或是进行科学实验。“太空船2号”则是一种造型独特、最多可以承载8人、可以重复使用的飞行器，它由配置的混合式火箭发动机提供强劲的动力。

“太空船2号”可以搭载6名乘客和2名飞行员一同进入太空。除了让乘客们可以在100公里的高度俯视地球之外，这种独特的太空飞行还可以使乘客在地球亚轨道上有几分钟的微重力体验。布兰森保证在太空船内会有足够宽敞的空间，让每个乘客都有机会离开座椅，体验在太空中飘浮的奇妙感受，还会有足够大的窗户让乘客可以以前所未有的高度和角度观看地球。而这样的一次商业飞行，预计费用也将在20万美元以下。

由于各种原因，维珍银河的商业太空旅游计划也不断被推迟，但人们仍时常能听到这个项目取得进展或是遇到挫折的消息。布兰森最初计划维珍银河在2007年就正式运行这个旅游项目，然而在2007年进行的一次地面测试中飞行器发生了爆炸。2009年12月，维珍银河拥有了第一架“太空船2号”，它被命名为“VSS Enterprise”。VSS Enterprise在2010年7月第一次进行了有人驾驶的飞行试验，随后又进行了总共超过6个小时的飞行试验，虽然前三次的飞行试验都获得了成功，但在2014年10月进行的第四次飞行试验中，由于飞行员操作失当，飞机在空中解体，两位飞行员一死一伤。这次失败使维珍银河的太空旅游项目一时陷入停滞。

第二架“太空船2号”被命名为“VSS Unity”，它在2016年2月19日初次亮相，又在2016年12月3日进行了第一次滑翔飞行。飞行测试工程师驾驶着“白色骑士2号”把“太空船2号”带上天空，在1小时10分钟之后，飞行员驾驶的“太空船2号”滑翔回到了地面。之后这架太空飞机在2016年12月22日又进行了第二次飞行试验。进入2017年后，“太空船2号”还会进行更多的滑翔试验。如果顺利，它将进一步进行动力飞行试验——“太空船2号”将启动引擎，使它的最大速度达到1马赫，让人检验它在超越声速过程中的飞行表现，然后再逐渐提高速度。

太空旅游观光不是维珍银河经营的唯一项目。维珍银河在2011年就和美国航空航天局签署协议，将进行科学研究飞行，也同意把美国西南研究院的科学家们送上太空，帮助他们进行太空实验。不仅如此，布兰森在2012年宣布，维珍银河将在2016年进行商业卫星发射。这个被命名为“LauncherOne”的小型商业卫星发射项目，将由维珍银河自己研发的液体燃料动力火箭来完成。

按照最初的设想，这样的小型商业卫星发射任务同样由“白色骑士2号”搭载着火箭到大气层边缘进行发射，但因为“白色骑士2号”将频繁用于“太空船2号”的飞行，在2015年12月，同属维珍集团的维珍航空公司一架外号为“宇宙女孩”（Cosmic Girl）的波音747-400型客机在经过改造之后，被分配用来在1万米以上的高空进行火箭发射。

根据不同的项目和天气情况，LaucherOne可以选择在很多地点进行发射而不受发射场的限制。与建造体积越来越大、载荷也越来越大的火箭设计项目背道而驰，LauncherOne项目希望可以填补大项目的空白，尽量开发小型低价的商业卫星发射市场，让这种小型卫星不用再必须等到其他大卫星进行发射的时候才能“搭车”共同发射。

维珍银河的CEO、此前曾在美国航空航天局任职的乔治·怀特塞兹（George Whitesides）认为一切准备就绪之后，LaucherOne理想的发射频率是每个月两到三次。目前维珍银河已经签订了几个在2018年发射小型卫星的商业合同。不仅如此，维珍银河发现很多卫星公司设计的第二代卫星，往往会比上一代卫星更重，因此他们计划要把LaucherOne项目的火箭载荷进一步提高到400公斤。维珍银河将在2017年下半年进行LauncherOne项目的第一次试验，这种突破常规的火箭发射方式届时也必将吸引全世界的关注。

包含着科技、狂想的元素，加上对于商业成功的渴望，让很多看似疯狂的想法成为可能，这正是目前太空探索科技公司和维珍银河给人们的印象。这些探索太空的科技公司敢于打破常规，制定出的一些计划难免看上去过于不切实际，但它们在不断的失败过程中所实现的一次次突破，又会让人有所期待。商业载人航天领域众多标志性的事件都将在今年发生，这个新兴的商业领域将向哪个方向发展，2017年将会是一个关键的节点。