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火箭代替运输机:马斯克挑战军运概念

2020-12-18迟惑

太空探索 2020年12期
关键词:后勤马斯克火箭

文/ 迟惑

2020年10月以来,埃隆·马斯克的太空探索技术公司(SpaceX)忽然拿到了两份重要的美国军方采购合同,引发业界一片哗然。作为创新科技代言人、被誉为“钢铁侠”的马斯克,一直把火星、多星球种族之类的挂在嘴边,如今也要落入俗套,去当军火商了?

马斯克拿到的两个军单,分别是导弹预警卫星和火箭货运。这意味着他同时进入了装备制造商和国防服务承包商两个领域。

▲ “星船”SN5试验箭点火

传统上,装备制造商和国防服务承包商这两个领域是泾渭分明的。因为装备制造商最初是从铁匠或者皮匠之类的匠人铺子发展而来。国防服务承包商在西方的含义就是雇佣兵。近年来,武器装备技术含量越来越高、使用越来越复杂,才导致了部分装备制造商和军方发展出了一些新的模式,比如装备租赁或者军方向承包商直接购买情报、运输、安保等服务,让制造商和雇佣军之间的界限日益模糊。那么我们似乎可以合理推测,马斯克会不会在这两个订单的基础上更进一步呢?比如直接承包美军的导弹预警服务,为雇佣兵公司提供火箭运输服务。只要能赚钱,钢铁侠没有拒绝的道理。

现在,让我们先来说一说火箭运输如何用来服务军方。

用大火箭当运输机?

在人们的印象里,美国军队拥有世界上最好的后勤供应,飞机、轮船、卡车不计其数。一线美军士兵无论吃、穿、用,还是枪支弹药,都多到用不完,为什么还要考虑用火箭运送给养?难道是钱太多用不完吗?

对这个问题,我们要从两个视角来讨论,才能得到全面的印象。

首先,美军的良好后勤正是上层高度重视和不断改进的结果。美军一贯重视给前线部队提供最好的后勤条件,只要有新的、有利于改善后勤供应的技术,美国陆海空军都非常重视,会积极开展试验和测试。如果发现一种技术真的可以替代现有技术、大幅度提高后勤供应的效率和效能,就会考虑开展型号研制。美军也非常重视听取一线部队的抱怨,根据他们的意见,优化后勤技术和流程。

▲ “星船”可以实现点到点快速运输

▲ 电影《星河战队》中的士兵就要依靠火箭进行补给

▲ “星船”SN5进行试飞

▲ “星船”SN5试验箭进行跳跃试飞

▲ “星船”SN4的备用发动机

但是,后勤是一件需要花钱的事情。美军自己再重视,国会不给钱也是无济于事。美国多年来赤字高企,军费开支当中又有无数说不清道不明的潜规则,所以国会在拨款的时候,往往会把后勤部分的钱砍掉不少。当军方真的拿到这笔钱之后,又会有很大一部分莫名其妙消失在流程中,进了利益集团的腰包。所以,真正能花在后勤上的钱没有想象中那么多,特别是用来大规模运送给养的轮船运输费用。

美国外交学者网站8月6日发表了亚历克·比利瓦斯的题为《美国能否拯救其海上补给舰队?》的文章指出:美国陆军的作战能力取决于海洋。如果发生重大海外冲突,美国陆军(以及美海军陆战队)约90%的装备将通过战略海上补给舰进行运输。多年来,美国官员一直警告说,美国老化且日益破旧的海上补给舰队急需资金投入,它很快将无法支持大规模的海外军事行动。

所以,从美军的立场上看,后勤的问题还是挺大的。

一小时内抵达

早在2017年,埃隆·马斯克就在国际宇航大会上提出了一个叫做X CRADA的理念,让军用航天技术有了新的元素。在他发布的视频概念中,纽约市的乘客乘着轨道车前往一个浮动平台,在那里登上“星船”火箭,然后只用40分钟就能飞到上海。马斯克在演讲中说:“所以,人们认为的长途旅行大部分时间将在不到半小时内完成。”太空探索技术公司首席运营官、总裁格温恩·肖特韦尔在2018年发表讲话,进一步讨论了这项技术及其对未来民间旅行的影响。

2019年的美国陆军年会上,非正式地讨论了利用“星船”端到端运输能力服务于军方的可能性。在活动期间,肖特韦尔在小组会上说,自己的公司有兴趣为美军的现代化提供服务。事后她对媒体说:“我们正在和军队谈论星链和星船。”

具体和马斯克谈合作的是美国军队的运输司令部(USTRANSCOM),按照他们的要求,要用“星船”在大约1小时内将数万公斤的货物运送到地球任何地方。

10月6日,美国国防运输协会秋季会议期间,美国陆军上将斯蒂芬·莱昂斯表示,最早可能在2021年实施概念验证演示。他强调,利用这种弹跳式火箭,能为“时间敏感型”突发事件或人道主义援助运送物资。所谓“时间敏感性”只是美军对“兵贵神速”的另外一种表述,用中国人的口头语来表述,无非就是“晚了就来不及”的意思。

莱昂斯说:“考虑一下在不到1个小时的时间内将相当于C-17运输机的有效载荷送到全球任何地方,这里有很多潜力可以挖掘。”

C-17是美国空军现役的主力战略运输机,服役的数量大概有200架。它的载荷能力大约是77.5吨,甚至可以运送坦克。正因为有这种飞机,美军才能很方便地在全世界投送快速反应部队。

▲ 美国陆军上将斯蒂芬·莱昂斯表示,最早可能在2021年实施“星船”运输的概念验证演示

美国运输司令部副司令迪伊·梅伯恩将是火箭运输项目的直接负责人。他说: “在过去75年左右,我们被限制在12000米的高度和960公里/小时,这是我们最快的物流运输方式——空运。那么,在世界另一端的美军迫切需要支援的情况下,以10倍的速度和高度完成后勤任务的可能性有多大?现在是时候了解一下,我们目前的计划和维持部队的战略如何随着一种新的运输方式而发展。”

马斯克与美国军方签署的并不是正式的货运承包合同,而是所谓的合作研究与开发协议(CRADA),也称为探索架构合作(XArc)协议。军方提供的经费并不能完全覆盖所有研发成本,承包商要投入一部分属于自己的时间和资源来完善技术。

美国运输司令部副司令迪梅布恩对此的评论是:“随着工业的进步,克服这些挑战和降低成本,通过空间运输,迅速将关键货物投放到远距离目标区,将成为一个有吸引力的备选方案。想想看,在不到一小时的时间内,把相当于一架C-17载荷的货物运到地球上任何地方。”

不过,美国运输司令部也指出,与传统运输机相比,现有火箭的载荷重量和体积都更小;火箭运输技术还面临着定位、发射和回收操作上的很多困难。

▲ 带有襟翼的“星船”SN8

▲ 安装在“星船”上的猛禽发动机

如何为火箭快速计算出紧急运输的轨道,在不同天气和敌情下制定最佳飞行路线,所需要的技术也没有经过验证。另外,运输机落地后,机身是平行于地面的,只要把货物直接拖出来就可以,车辆甚至可以直接开出来。但星船火箭是竖立着降落的,着陆后有几层楼高,怎么迅速卸载也是个大问题。

尽管如此,美国运输司令部还是很着急地想知道火箭运输到底行不行。其中的主要原因,是它有可能改变游戏规则。

运输司令部认为,商业太空运输将允许重要资源的点对点快速移动,同时不再需要经停或空中加油。这种能力有可能成为自飞机以来运输领域最伟大的革命之一。

有国际旅行经验的人们都知道,飞行距离越长、体验越差。有些人或许会享受转机时的购物和美食,但军队的需求和旅客完全不同。有的时候,差几个小时就能改变一场战争或者政局的走向。

所以,马斯克的“星船”给美军提供了新的思路。美军高层甚至提出,如果部署在西太平洋的美军被隔绝在某些小岛上,空海航路被封锁,弹尽粮绝,那么用“星船”直接提供补给,似乎是唯一的方案。这就把马斯克抬高到了一个前所未有的高度。

▲ 带有头锥和襟翼的“星船”SN8

成本虽高 兵贵神速

现在来看看“星船”到底行不行。按照太空探索技术公司发布的信息,星船的近地轨道运载能力为100吨。地球上的点对点飞行实际上是亚轨道飞行,所以不需要达到近地轨道飞行所需的每秒7.8公里的速度,因此“星船”的地对地货运能力是可以超过100吨的。即使我们把这个数字限制在100吨,也意味着超过了C-17的空运能力,看起来对美军非常有利。

▲ 夜色中的“星船”SN8

那么星船的使用成本如何呢?虽然美军一再强调,星船是用来进行应急空运的,可以不惜代价,但这世界上没有真正可以不算价钱的军事行动。根据已知的信息,C-17的使用成本是每小时23811美元,从美国本土飞到韩国,至少要飞17小时,花费40多万美元,也就是每吨货物耗资5250美元。马斯克尚没有公布星船的飞行成本,我们可以假设它和重复使用第一级的猎鹰9火箭一样,每千克飞行单价5000美元,这比C-17贵了1000倍。在平常情况下,这是绝对不可能接受的。但是,当战事紧急、胜败只在一线之间的情况下,这个价钱又是可以接受的。

至于100吨货物都包括些什么,是个篇幅很大的话题。美军常用的5.56毫米子弹,每一发只有4克重。就算有包装箱的重量,100吨也可以运2亿发子弹了。美军最喜欢用的标枪反坦克导弹,导弹和包装筒重16千克,100吨可以运6250发……如果用来运纱布、绷带、药品、血浆,也是海量的供应能力,美军不动心是不可能的。★

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