載重 150 公斤的小型火箭，如何促進了太空探索的民主化？ | TED 2019 現場報道

距離人類發射第一顆衛星已經過去 62 年，衛星能夠做成鞋盒大小，但人們對於火箭的認知依然是龐然大物。地球周圍環繞著近 5000 顆人造衛星，它們中絕大多數由大型運載火箭送上天空。

「太空探索領域正在發生變革——不是大的變革，而是小的變革。」火箭實驗室公司（Rocket Lab）CEO Peter Beck 在 TED 的演講台上說。他身後的屏幕放映出一顆置於指尖的晶元照片，這顆晶元支持攝像頭和各種感測器，一顆人造衛星需要的全部運算能力都在這個米粒大小的空間。

火箭實驗室的產品名叫 Electron，採用碳複合材料，直徑只有 1 米高 18 米，最大載重 150kg，但它的推力足夠將自己推入距離地球表面 500 公里的近地軌道，這差不多是國際空間站的位置。Space X 的 Falcon 9 相比之下是座巨人，有 3.7 米的直徑和 70 米高度。

小不是重點，Beck 認為更重要的是發射頻率。「想要太空民主化，發射頻率是關鍵因素。」

Electron 火箭一次的發射成本大約為 500 萬美元，Falcon 9 需要 9000 萬。但是後者的載重更大能達到 Electron 的 300 倍，所以算單價的話每公斤還是 Space X 更便宜。

小火箭能靈活發射，Falcon 9 往往需要多家需求方「共乘」，大家湊在一起，各家需求又不盡相同，時間上就很難把握。

Falcon 9，俄羅斯「聯盟」號，印度 PSLV 火箭等等大型火箭都依此運作，「順路」的小衛星發射任務也有專門的公司負責外包，比如美國 SpaceFlight 公司，他們的業務就是專門購買大型火箭發射時多餘的載荷能力，打包賣給有小衛星發射需求的組織，讓小衛星搭車。

SpaceFlight 的網站可以看到未來計劃發射的大型火箭的時間表，上面寫明了軌道參數和時間，你只需要選擇自己衛星的大小和重量就能獲得報價。

就像公共汽車和計程車，二者各有優劣。Beck 還有一個比喻，說自己是太空旅行界的 FedEX，是「把包裹送到你家門口的那個人」。

《紐約時報》去年的一篇報道寫到，美國軍方正考慮使用小型火箭發射衛星，因為時間更有彈性，能夠快速部署，給敵對方更少的反應時間。

「如果要每 72 小時發射一次衛星，那就需要能每 72 小時造一個火箭。」Beck 說。

為了達成快速生產，Beck 的小火箭的發動機幾乎全部使用 3D 列印生產，發動機的製造周期 24 個小時。

火箭實驗室公司將發射場地在紐西蘭，Beck 解釋說這與發射成本有關。頻繁發射的問題在於，每次發射都需要關閉大量的空域，航空公司每分鐘就要損失數萬美元。所以最適合的地方就是一個沒太多人、沒太多航班的地方，紐西蘭再合適不過。

商業太空崛起後，衛星小型化，發射低成本化是衛星產業的基本趨勢。人類第一顆衛星重達 83.5 千克，而 Planet Labs 公司 2014 年發射的迷你衛星只有 4kg。

微型衛星公司能密集部署廉價衛星，馬航搜救工作中這些公司就起到過關鍵作用，衛星成像圖幫助政府縮小了搜救範圍。 Planet Labs 公司已經發射了 146 顆微型衛星，創下了人類歷史上發射最多衛星的記錄。

另一邊整個發射行業成本走低。2004 年美國聯合發射聯盟的單次發射報價在 7000 萬到 9000 萬美元之間，國際發射服務的價格在單次 1 億美元左右。到 2014 年，Space X 單次發射的價格已經降到了 5400 萬美元左右，可回收火箭成功後，每次發射的成本直接降低到了 3-500 萬美元一次。

火箭實驗室公司面臨的就是這樣一個快速增長但也競爭激烈的市場，目前全球有超過 30 家企業在競爭航天發射市場，Space X 的早期員工 Jim Cantrell 和 Tom Markusic 也分別有自己的小型火箭公司。

轉賣大火箭空餘位置的 Spaceflight 也是威脅，他們曾經計劃收購火箭實驗室公司的發射空間，這樣後者就變成了供應商。

欣欣向榮的投資熱點另一面是風險，Tom Markusic 的 Firefly 公司曾經拿到過NASA 訂單，後來投資人因為英國脫歐退出，緊接著美國的投資方也退出，這家公司 2016 年倒閉了。

火箭實驗室 2018 年底拿到 1.4 億美元 E 輪融資，公司估值超過了 10 億美元。

也有過技術難題，2017 年 5 月 Electron 帶著 3D 列印的電池動力進入太空，但卻沒有按照計划進入軌道。將近一年之後，2018 年 1 月 Electron 火箭才第一次進入軌道，之後火箭實驗室宣布 4 月發射他們低一枚商用火箭，結果因為技術問題連續兩次推遲，公司重新設計火箭方案，到 11 月才完成任務。

還有一個顯而易見的隱患——太空民主化帶來的太空垃圾，Nasa 目前已經追蹤到超過 50 萬塊漂浮在我們頭頂的太空殘骸。

「大部分垃圾並不來自衛星，而是火箭升空途中脫落的推進器。」Beck 說他們一開始就考慮到這個問題，於是設計了沒有殘骸的方案。

通常火箭升入太空後一級火箭墜入大氣層燒毀，二級火箭載著衛星進入軌道，衛星脫離之後這部分航天器就變成了漂浮於太空的太空垃圾。Electron 的二級火箭也有獨立的推進系統，它會自己改變方向，同樣進入大氣層消失。

「這是我們行業骯髒的小秘密，二級火箭留下了 20 倍於衛星質量的垃圾。」Beck 說。

題圖來自 TED，插圖來自火箭實驗室

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