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【航天】我们已步入私人造宇宙飞船时代了吗?
梅西 2015-11-19
导语

前不久,著名的飞机制造商波音公司宣布正在研制“星航线”商业飞船,预计在2017年首飞,这将是人类太空探索的新纪元。

前不久,著名的飞机制造商波音公司宣布正在研制“星航线”商业飞船,预计在2017年首飞,波音总裁米伦?伯格在宣布仪式上称,这将是人类太空探索的新纪元。新飞船由波音公司研发,隶属于私人机构,未来的航天发射将更多地由私人企业参与,太空商业化的味道越来越浓。如果美国宇航局要使用“星航线”商业飞船,就要支付费用,比如前往国际空间站等近地轨道任务。首飞任务中,波音计划使用阿特拉斯-5型运载火箭发射这艘飞船,未来人们有机会乘坐飞船遨游太空。

图:“星航线”商业飞船乘员数量达到了7名,运载能够更强大,已经获得NASA商业载人飞行的资格

波音的“星航线”商业飞船此前编号为CST-100,在概念设计阶段,波音计划搭载5名宇航员,方案为4名宇航员加1名自费乘客。在后续的方案调整中,乘员数量达到了7名,运载能力更强大,毕竟“星航线”的直接竞争对手是龙式飞船的载人版,后者也可以携带7名宇航员,如果乘员数量处于劣势,人均入轨成本就比别人高。目前“星航线”商业飞船已经获得NASA商业载人飞行的资格,可以进行载人飞行。

图:当前世界上的载人航天器,航天飞机块头最大飞,飞船种类中,美国仍然最多

波音飞船有何特别之处?

“星航线”商业飞船代表了私人公司研发属于己方商业飞船的最高水平,不像此前的航天任务中,研发的项目中国家行为比重较大。“星航线”飞船研发成功后,使用权和定价权都在波音公司手中,如果NASA要租用飞船,就要向波音公司付费。此前NASA已经提供6.2亿美元给波音研发这艘飞船,之后又拨款42亿美元用于采购6次国际空间站的货物补给。NASA的目的在于将载人飞船业务分包给波音这样的大公司,提供部分资金作为支持,但主要投入来源仍然来自波音方面。

图:美国本土未来三种最关键的载人飞船

与现役的俄罗斯飞船相比,“星航线”飞船的运载能力更强大,载客量为7名,俄罗斯联盟号仅为3名。同样一次发射,“星航线”飞船的效费比显然更高一些。有了合理的效费比,开展商业活动就轻松地多了,联盟号飞船此前也接待过自费进入轨道的乘客,但报价都不菲,平均2500万美元完成一次7天的空间站飞行。如果“星航线”能够实现低成本运营,入轨费用会大大低于这个报价,更何况还有其他公司参与竞争。不像联盟飞船那样,全球仅此一家,一个座位就要卖几千万美元。

私人飞船还有哪些?

波音作为航空航天领域的领军企业,其研发的商业客机已经遍布全球,如果商业飞船将来也逐渐成熟,人们进入太空就更加便捷了。商业航天是一个高科技、高投入和高回报的产业,体系成熟后产出的价值也非常可观。目前太空探索技术公司也有私人飞船业务,即龙式飞船载人版,该公司还有货运版的龙式飞船,可谓是人货通吃,一次发射费用在5000万美元左右。论它们的不同点,主要还是功能上的区别,波音飞船不具备垂直降落基地的能力,降落方式为降落伞和反推装置与气囊溅落,而龙式飞船的发展方向是垂直返回,飞船上带有着陆支架,这一设计可在未来的火星登陆任务中使用,因此龙式飞船的应用前景更广阔。

图:龙式飞船载人版的示意图,底部拥有着陆装置,未来可衍生出火星着陆飞船

在私人飞船的队伍中,北美地区仍然处于领跑的地位,欧洲正在开发的可重复使用运载器为无人型号,载人航天对于欧洲而言仍然是个空白。俄罗斯下一代飞船研制虽然处于推进之中,但称不上私人性质,载人数量也低于“星航线”和龙式飞船,入轨时为4人配置,返回时为6人配置,商业化程度不及前者。从中可以看出,波音的直接竞争对手仍然是北美地区的几家私人航空航天企业,除了太空探索技术公司外,还有诸如内华达山脉、蓝色起源这样的公司。尤其是内华达山脉公司获得了NASA在上个世纪研发的升力体构型图纸,打造出一款迷你航天飞机,乘员也是7人制,发展潜力不可小视。

图:波音飞船的飞行剖面示意图,图上方为国际空间站和私人充气式空间站,用途不言而喻

私企造飞船意味着什么?

私人造宇宙飞船暗示未来数十年内进入轨道的费用会进一步降低,近地轨道观光将成为新的度假方式,更多富豪们愿意花数百万至千万美元进入轨道体验失重和欣赏地球的美景。目前波音方面还没有给出明确的报价,不过参考俄罗斯联盟号2009年3500万美元的报价,波音飞船的票价自然也不低,在千万美元这个数量级,但不会超过联盟号。如果火箭发射的费用降低,比如推广可重复使用的火箭,入轨费用可从平均7000万至8000万美元降低到数百万美元,那么会有更多的人进入太空度假。

图:正在风洞测试的波音飞船

私人飞船的出现也带动了私人空间站的建造,毕格罗宇航公司正在测试BA330充气式空间站,已经有部分设备抵达国际空间站进行测试。该公司还希望发展出太空酒店,游客可以在近地轨道上游玩数天,这种体验项目与维珍银河公司推出的亚轨道飞行不同,前者突破了100公里的卡门线,进入外层空间,后者飞行剖面的顶点勉强抵达100公里,然后就开始自由下落。飞行原理的不同也造成费用的不同,入轨费用按目前看至少千万美元,亚轨道飞行仅为20万美元,花多少钱办多少事。

(本文来源:蝌蚪五线谱,作者:谢顿)

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作者 梅西

本科生

北京工业大学

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  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
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