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美國太空技術因何領先世界

2018年2月7日凌晨,美國目前最牛的私人宇航公司SpaceX,在美國宇航局的肯尼迪發射中心發射了一枚遠超目前全世界所有火箭的超級重型運載火箭——「獵鷹重型」。公司創始人伊隆·馬斯克再次成為世界的焦點。(對!就是那個領導開發了電動汽車——「特斯拉」的那位)

在一些天空領域專家看來,這枚火箭的成功發射已經令人類「登陸和殖民火星」的夢想變得越發現實起來,重返月球更是不再話下。

世界第一的火箭

本次發射成功的「獵鷹重型」毫無爭議的成為目前全世界最強火箭。我們看看它的數據

近地軌道運載能力(LEO):63.8 噸——相當於一架滿載乘客的波音 737 客機,比目前紀錄保持者德爾塔 IV 重型火箭的 28.8 噸足足提高了兩倍還多;

地球同步軌道運載能力(GTO):26.7 噸——相當於二戰時英軍一輛「瑪蒂爾達」II 型坦克;

火星軌道的運載能力:16.8 噸——相當於一台 LAV3 裝甲車。

必須為這個偉大成就歡呼

這就是被送往火星的特斯拉汽車

超強運載力意味著什麼

「獵鷹重型」63.8噸的「近地球軌道」載荷,意味著實現該款火箭實現載人登月成為可能、意味著更低的成本。

我國計劃在2030年實現載人登月計劃,但依靠現在的「長征5號」載荷是完全不夠的,還需要尚在規劃中的長征9號超級火箭才可以。可如果今天美國人想重返月球的話,他們現在就已經可以憑藉「獵鷹重型」實現。這意味著在登月計劃(或者叫火箭技術上)美國領先我國12年。

此外,若SpaceX的「獵鷹九號」能夠大規模使用,將大大減少火箭發射的費用。據馬斯克稱,可重複使用的火箭費用將只需要6000萬美元的火箭和20到30萬美元的燃料。這個成本遠低於目前所有國家的火箭發射費用(當然也包括美國宇航局自己),更何況「獵鷹九號」在回收使用上進一步完善,成本會進一步降低。太空探索費用越低,人類走向太空的前景越廣闊。

在發射現場接受採訪的伊隆·馬斯克

SpaceX為什麼會誕生在美國

1 太空領域的激烈競爭

美國商業航空公司,從製造航天飛船到可重複使用的運載火箭,知名的就有SpaceX、聯合發射聯盟、「藍色起源」、軌道科學公司、波音等等諸強並立,激烈競爭的格局。

2015年11月份,亞馬遜創始人傑夫·貝索斯的商業公司「藍色起源」也成功發射並回收了「新謝潑德」號火箭。儘管從高度、速度、重量來看,「藍色起源」與「獵鷹九號」相比都是小巫見大巫。但也可見美國在太空領域中的激烈競爭。再往前推,維珍銀河的「太空船一號」早在2004年就成功測試了可回收的亞軌道火箭。

「新謝潑德」號火箭已經實現了火箭回收

2 美國企業積極介入太空領域不僅僅是詩和遠方,還有眼前的苟且

早期探索太空確實投入巨大,是一個無利可圖的買賣,當時企業家介入太空領域的目的不是賺錢,幾乎都是純粹出於興趣和慈善。但在今天,太空商業顯現出了繁榮的跡象。不僅僅是現時的利益,太空旅遊業、太空採礦等產業都有望在未來成為新的經濟領域。SpaceX官方已經宣稱開始盈利,但並未透露具體數額。從公開的訂單和投資來看,SpaceX未來的收入可觀:SpaceX運送美國宇航員和物資供給的合同價值42億美元。在未來的太空採礦領域,據說一顆直徑200米的金屬小行星,價值就高達300億美元。(宇宙中這種小行星真是數不勝數)。再譬如太空旅遊。2001年,美國商人丹尼斯·提托成為第一個飛入國際空間站的個人,為此他付了2000萬美元。他是第一位「太空遊客」。在接下來的八年時間裡,又有6名太空遊客飛向國際空間站。

太空採礦幻想圖

3 立法鼓勵、保護私營企業參與,最大程度的發揮了社會創造力。

太空領域毫無疑問是重要行業、關鍵性領域,在我們的印象中應該是國家主導,為什麼美國允許私營企業深度介入該領域?(其他資本主義國家也沒有美國那麼多私營企業深度介入太空領域,所以不要輕易下姓社還是姓資的問題)。

首先,這是美國NASA無奈之舉。在美蘇爭霸時期,出於國家戰略的需要,NASA就是美國政府心中的寶貝疙瘩。那是要錢給錢,要人給人,真是無限風光。可惜人無百日紅,隨著與蘇聯太空爭霸勝利後,NASA的預算經費一落千丈,不得不與其他政府部門一樣,一同競爭聯邦政府的有限經費。1977年至2012年,NASA平均預算經費僅占非國防機動開支的5%。在經費嚴重不足、研發持續低迷的狀況下,NASA不得不考慮改革——向社會資本尋求資金

其次,是美國深厚的市場經濟精神帶來的必然結果。其實在美蘇爭霸期間,NASA的設備就一直依賴於私營太空企業的匿名合作,至今沒有獨立建造過一艘宇宙飛船或火箭

1984年,國會通過《商業太空發射法案》,允許私人發射火箭。同一年,NASA修訂憲章文件《政策與宗旨》,增添了一項:國會稱美國的總體福祉要求NASA盡最大可能尋找和鼓勵最大化太空商用。

1990年,另一項法律規定,NASA需向私企付錢發送其設備,一大批私人發射服務供應商應運而生,聯合發射聯盟就是其中的佼佼者。

在1994年NASA又推出了 "技術轉移計劃",並慷慨地拿出了每年預算的20%用來支持商業合作夥伴協助研發新技術,其中包括可重複使用的航天器方案,降低進入太空的成本,同時開創了一個新市場:太空商業。

在"技術轉移計劃中",NASA重點扶持了兩家老牌航天公司,波音公司和洛·馬公司,兩家都是NASA的長期外包單位,擁有50多年的航天發射經驗和實力。

21世紀初,又一批試圖改變遊戲規則的公司出現,並以"物美價廉"的設計方案,打破了NASA與聯合發射聯盟的壟斷合作,其中包括SpaceX、軌道科學公司等。

2015年11月10日,美國國會通過《美國商業太空發射競爭法案》,25日奧巴馬簽字同意,法案正式生效。

法案規定,未來8年將陸續給國內商業航天公司派發執照,允許私營航天企業進入外太空探索,以便促進商業航天發展、開發新能源,空間礦工對自己帶回來的礦物質將保留所有權和使用權。

在《美國商業太空發射競爭法案》中,提出了很多"重商"措施,例如增加了保護私人太空公司"免受有害干擾"的原則,保護他們的探測行動免於美國政府、其他國家或其他競爭對手的監控或惡性干擾等。

在這些政策的引導下,美國企業在太空領域如虎添翼,正是這些民營企業家,讓美國跑贏了航空競賽,跑在了宇宙探索的最前線。

王胖子曰:

曾經我問朋友:是造原子彈容易,還是造汽車容易?

估計大家的第一反應是:造汽車容易。但這無法解釋今天有些國家能製造原子彈,但無法擁有完全自主知識產權汽車的事實。

這裡就涉及一個成本問題。國家主導下,可以集中全國力量不計成本的開發原子彈等高科技。可是,汽車的價值要充分體現就必須普及化,這就涉及如何降低成本的問題。要實現這一目標,必須調動「斤斤計較」的社會資本的力量。縱觀整個人類新工具發明史(特別是工業文明之後),哪些能被廣泛使用的新工具背後都有社會資本(或者叫商業力量)來助推。

在高科技領域,前期投入大、風險高,國家應該主導。但之後普及化、商業化的道路就應該借用社會資本的力量。


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