完美的合作:七重挑战迎刃而解
2020-12-18松堂
文/ 松堂
美国军方的订单,为什么会授予太空探索技术公司这样的私营商业航天企业?
其实,早在2013年的一份论文里,美军高管就讨论了为什么需要把导弹预警卫星和商业化这种话题联系在一起。文中说:第一,美国国家安全太空系统从概念完善到部署花费太多、时间太长;第二,如果不加以解决,对美军太空能力的威胁是巨大的,而且会不断增加,将导致美军太空基础设施变得更加脆弱和无法维持。考虑当时的美国财政状况,以及对此后的经济状况预测,美军认为自己可能遭遇严厉的军费开支削减,这就使此前的导弹预警卫星发展模式难以为继。
看到这里,或许会有人不解:美国的军费不是每年都在增长吗?哪里有什么削减了?实际上,美军所讨论的“削减”不是针对上一年度的军费数字而说的,是针对自己提出的数字。因为军人薪酬开支的上涨和各类武器装备日益复杂,以及美国政府内外各种利益集团贪婪的胃口越来越大,上涨的军费很多都被吃掉了,型号科研所需要的钱总是不够用。所以,转向商业化来降低成本、压缩进度,也是没有办法的办法。
即使有这么多好处,美国军方还是从中提炼出了一些可能会带来风险的要素。这些风险要素不仅对导弹预警卫星是有意义的,对更多其他军用有效载荷的商业搭载也是有用的。
▲ “星船”的助推器分离
▲ 太空探索技术公司为美军提供了很多新的可能性
七重风险
风险1:商业卫星和军用有效载荷是否有一致性
首先,商业卫星轨道必须符合军用有效载荷的具体需求。政府有效载荷可能需要地球同步轨道(GEO)、低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)或其他类型的轨道,这是由载荷特性和任务需求决定的。当时美国空军有11个卫星项目在多个轨道上运行:6个在GEO轨道,1个在MEO轨道(GPS卫星),4个在LEO轨道。那么,哪些商业卫星可以用来搭载军用载荷,轨道高度也是个决定因素。
除轨道高度外,军用载荷与商业卫星的轨道位置要求相吻合,才能达成搭载可能性。这个问题只存在于静止轨道上。因为军用载荷——包括通信和导弹预警——都有自己指定的任务覆盖区,而商业卫星的轨道位置需要向国际电联申请,并且要和自己的目标市场相匹配。
另外的问题就是星上有没有足够的空地方。这里的空地方不仅仅指物理空间,还包括对电力、散热、测控通道容量、电磁兼容性等方面的协调要求。如果军用载荷的用电功率、散热功率、测控数据吞吐量超出了商业卫星的富余承受能力,搭载任务就无法成交。还有些商业卫星运营商担心,接纳美国军用有效载荷会得罪一些地区用户,从而拒绝这样的“兼职”,军用载荷就得另找机会搭车。按照美国学者的研究,在全世界的商业卫星发射任务中,大概仅有15%可以为美国军用载荷提供机会,但能落到实处的更少。
风险2:航天和导弹中心能不能当好一个商业伙伴
航天和导弹中心的年度预算在100亿美元上下,所以商业卫星公司早就对这块“大蛋糕”垂涎三尺。但军事采购就是军事采购,商业卫星就是商业卫星,两者有着不同的行为模式和组织文化。特别是在战争时刻,当美军需要把某一颗卫星移动到其他轨道上的时候,可能会对商业公司的信誉造成毁灭性影响。但是,如果商业公司拒绝配合美军的要求,带来的后果同样严重。美军会不会强行接管卫星来满足作战需求呢?美军在2012年9月26日发布的备忘录《获取指南》中,也明确提出了这种可能性。备忘录中指出,政府应该对商业卫星行使相当大的控制权,并建议在合同的条款和条件中加入优先购买权条款。但这会让卫星业主三思而后行,毕竟,西方卫星运营商多数是私营企业,而不是中国这样的国企、央企,没有法律依据来无条件贯彻国家意志。如果美军把卫星搭载到外国运营商的卫星上,局面就更加棘手了。
一种解决之道,是为这种强行接管提供经济补偿。业主失去的营业额,由美国政府来弥补。但业主到底损失了多少钱,可能是无法精确估算的。会不会导致军、商勾结中饱私囊?会不会带来漫长的官司,导致搭载任务根本起不到省钱的作用?
风险3:航天与导弹中心的采购文化不同
有专家回顾了航天与导弹中心的采购文化,认为这可能阻碍商业搭载活动的继续开展。他说,多年来,空军一直在试图少买点卫星,这样就可以少花一点发射费用。于是乎,每一颗卫星都被赋予了太多的责任,也带来了极高的技术难度。一旦卫星或者火箭发生故障,美军对风险的承受能力也非常低。因此,美军形成了一种严格监督供应商全流程的文化,这就进一步增加了制造商本身和空军的内部审查工作,这反过来又造成了成本的增加和进度的延迟。美国政府问责局2011年5月发布的一份报告指出:“在过去的20年里,国防部几乎在每一个太空采购项目上都遇到了困难,包括成本增长和进度拉长、技术和设计问题,以及监督和管理方面的弱点。”
这种文化和商业卫星采购是截然相反的。商业卫星会尽量采购成熟产品,不会在单颗卫星上寄予过高期望。商业卫星业主虽然也会监督研制过程,但只关心一些比较重要的节点,不会事无巨细层层评审。这两种文化的差异是很大的。
风险4:需求稳定性
在许多型号上,航天与导弹中心采用的是螺旋式开发策略。也就是说,空军一开始并不公布自己到底想要什么指标,而是在研制中逐步向目标推进。但商业卫星的业主在与制造商签订协议时,必须在合同中写明对型号的指标要求,并且绝不轻易更改。稳定的要求,才能使制造商对卫星制造的成本和进度提供准确的估计,从而能够签订固定价格合同。
其实美国军方也希望自己能签订固定价格合同。但军事装备具有对抗性,对手会努力保密自己的武器装备和军事工程建设参数。美军在很多时候,只能靠推测、估测来制定自己的指标。有时候,型号研制到半路,才发现指标定得根本不对,要推翻重来。也有的时候,是军方对新技术期望值过高,中途遇到无法攻克的难关,只能退而求其次或者放弃。因此,成本可预测性和及时性,是军用卫星项目无法做到的。
不稳定的需求往往意味着军用有效载荷的研制推迟,或者要求搭载平台对设计做出修改。这等于是政府违约,会带来巨额合同罚金。罚金还是小事,如果因为军用载荷的改变延误了整颗卫星的发射,会导致卫星运营商对发射服务商、客户和投资人违约,带来更大规模的处罚事件和利息支付,政府很难为所有这些损失买单。所以,航天与导弹中心只有在完全明确需求的情况下,才能成为一个受欢迎的搭载用户。
风险5:军方的项目经理无权及时做出决定
在商业卫星的采购中,项目经理需要得到授权,及时做出相应决策。但军用项目却恰恰相反,保证进度的需求会排在风险规避的后面。在很多问题、特别是涉及指标修改的重大问题上,军方项目经理没有资格或得到授权做决策,只能层层开会,由高官决定。这通常会浪费几个月的时间。而在商业环境下,项目经理可以当场做出决定。
有跨越军民两个领域的美国专家表示,自己在热真空试验过程中发现了接地电流损耗,如果延迟,将严重影响成本和进度。但现场的商业卫星工程师们评估,可以在试验后采取措施解决问题,几乎没有风险。如果换到军方项目,现场人士都无权作出继续试验的决定。
▲ 太空探索技术公司的星链卫星
▲ 天基红外预警卫星
风险6:频谱审批
军用有效载荷搭载,是选择那些肯定会上天的商业卫星,因此在签订合同前,军方会要求搭载卫星的业主,必须拿出轨道位置和频率资源授权使用的依据。例如白宫管理和预算办公室(OMB)公开要求:“贵公司必须获得商务部国家电信和信息管理局(NTIA)或NTIA指定机构的认证,在贵公司提交开发或采购主要无线电频谱相关通信电子系统(包括采用空间卫星技术的所有系统)的估算之前,可以提供所需的无线电频率。”
但实际上,商业卫星的频率申请是个漫长复杂的过程。即使按照先到先得的原则,也要在各国之间进行协调,审批过程需要2~7年时间。
这就意味着,美国军方如果打算选定一颗卫星搭载军用载荷,就必须在这个审批过程完成之后。但商业公司不可能在审批过程当中无所事事,而是会同步开展卫星研制和配套设施建设。也就是说,当频率和轨道位置批下来的时候,卫星不但已经设计定型,而且很可能已经造出来了。即使业主愿意搭载军事载荷,留出的时间也非常紧迫,甚至可能根本装不上去。
风险7:传统势力
前面的风险都是技术性的,最后一个却是体制问题。导弹预警卫星非常昂贵,这些钱都花在了军火商们研制试验的各个环节中,是很多人的衣食所系。如果一颗卫星从研制到试验要用9年时间、花10亿美元,就意味着一大群经理、工程师、评估师、技师乃至卡车司机……可以领到薪水。假如一个项目把周期缩短到三年,费用砍掉好几成,上面这些人不但是收入缩减的问题,更是要丢饭碗的问题。而且军火合同事关重大,很多政客组成的利益集团从其中分肥。省钱的事情反而会得罪他们。
有专家指出,像雷声公司、诺格公司、洛马公司和波音公司这样的国防承包商雇佣了数十万美国人,需要大量的美元来维持这些美国人的就业,同时保持盈利。这些公司还赞助了大量议员来维护自己的利益,很多退役的高级军官也直接入职军火集团,他们发挥影响力,为自己的公司争取利益。据《今日美国》报道:“在158名退役将领和海军上将中,80%的人与国防承包商有经济联系,其中29人是国防公司的全职高管。”
商业搭载项目动了他们的蛋糕,后果可能是相当严重的。
完美的合作项目?
然而我们可以发现一个有趣的现实,上面所说的所有问题,用星链平台搭载宽视场红外凝视相机,就都迎刃而解了。对美国军方来说,和马斯克签署的合同无非是套用SES-2卫星的商业模式而已,只不过从地球静止轨道变成了低轨道。星链卫星比较小,把宽视场红外凝视相机装上去,就没办法再装通信有效载荷了,不存在适配问题。因为相机本身是现成的,也就不存在什么需求稳定性问题。至于轨道匹配,星链星座有很多条轨道,国防部可以任意挑选。星链的发射非常频繁,就算军方忽然改变想法,要修改卫星设计,那么搭下一班火箭上天就可以,不用在地面上等很久。星链的频率使用权早已得到批准,不存在风险。至于传统军火商势力的影响,马斯克早就过了得罪人阶段,已经被业界接纳,并且被公认为搅局者和颠覆者,他无论干什么都没有人觉得诧异。
总的来说,这看上去是个很完美的合作项目。
▲ 埃隆·马斯克和他的“星船”
爱国?爱钱?
按照中国人的理解,成为武器装备研制企业,就意味着对这个国家有了生死与共的责任。但是对西方商人来说,没有这样一份道德上的责任。回顾历史,西方军火商为了赚钱而不顾客户身份的事情比比皆是,有些军火商甚至向敌国出售战争利器,导致己方国破家亡。例如15世纪,匈牙利技师乌尔班就因为拜占庭帝国长期拖欠工资,投奔了对手奥斯曼帝国。他为奥斯曼铸造了著名的乌尔班大炮,轰开了君士但丁堡的城墙,也宣告了拜占庭帝国的灭亡。
▲ 太空中的星链卫星
▲ “星船”的头锥
▲ 埃隆·马斯克转型军火商为美军的海外作战提供了更多可能
所以,马斯克作为一个美国人,为美国军方提供军火和军事服务,是绝不会有什么道德上的负罪感或者心理负担的。况且,与商业合同相比,国防部合同的利润要高出很多。
“猎鹰9”实施商业发射的价格大约是6000万美元,但他给军方的报价多出了将近4000万美元的利润。那么,美国国会和审计部门对此不闻不问吗?其实,在美国的军用发射服务商当中,马斯克是最忠厚老实的。联合发射联盟公司的德尔它4火箭单次飞行收费2.9亿美元,宇宙神5火箭的单次飞行收费竟然达到3亿美元以上。尤其是宇宙神5火箭采用从俄罗斯进口的RD-180发动机,价格只有1000万美元,制造商洛马公司和服务经销商ULA公司从其中赚取的利润真是超乎想象。当然,马斯克也有自己的生财之道。在最近一次的第三代GPS卫星发射任务中,太空探索技术公司成功地要求军方修改合同,允许用一枚回收的猎鹰9火箭第一级执行发射任务。“猎鹰9”的重复利用已经是成熟技术,对发射结果并无影响,但二手火箭怎么也应该少收一点服务费吧?然而并没有。
事实上,太空探索技术公司火箭集成总裁克里斯托弗·库卢里斯曾经得意洋洋地说,考虑到重复使用技术,“猎鹰9”的单次发射成本可能只有2800万美元。这就意味着马斯克执行军用发射合同的利润率可能达到300%,差不多和贩毒一样,而且毫无风险。
那么,马斯克是不是一个爱国主义者呢?至少从他的言论来说,我们看不到这样的迹象。马斯克一贯把“人类”挂在嘴边,从来不谈美国如何如何。在他的推特上,人们能看到一个醉心于自己公司和梦想的人,美国的利益、美国的国际影响力和地位,似乎都不在他视线之内。唯一可能涉及美国利益的一次案例,可能就是“我们想颠覆谁就颠覆谁”。同样是马斯克,为了解决特斯拉的产能问题,顶着中美贸易战的巨大压力,匆匆来到上海设厂。
因此,我们可以非常肯定地说,马斯克之所以转型为军火商,只有两个理由:第一,这两件事有很多钱赚;第二,这两件事有技术挑战性。至于其他人会怎么看待他的举动,马斯克似乎并不在乎。至少,如今没有哪个国家的政府真打算制裁特斯拉。所以,他就自顾自地做下去了。★