有了SpaceX 我们还需要NASA吗？

weisili134 · 发表于 2021-2-28 16:46

　　在过去，将卫星或其他航天器发射到太空，是政府机构与大型航空航天承包商合作的事。但这已成为历史，在过去的20年里，私营太空初创公司已经证明，它们可以与规模更大的同行竞争，在某些情况下甚至可以抢尽风头。

　　最好的证明，莫过于埃隆·马斯克（Elon Musk）旗下太空探索技术公司SpaceX。如今，SpaceX已经有能力回收一级火箭，并进行多次重复利用，这简直就是科幻小说中的场景。2020年，SpaceX还成为第一家将宇航员送入太空的私营公司。当前，SpaceX正在建造一个巨大的新火箭系统，有朝一日有望将人类送上火星。

　　看着这些令人难以置信的壮举，你可能会想，是否还需要NASA；或者认为，NASA和SpaceX正在相互竞争。但在现实中，这两个组织做的事情截然不同，并且相互依赖才能取得成功。

　　SpaceX是做什么的？

　　SpaceX是一家私营公司，由特斯拉CEO马斯克领导，目前制造和发射两种火箭：猎鹰9号（Falcon 9）和猎鹰重型（Falcon Heavy）。这些火箭的助推器通常可以回收，翻新后再次利用。这既节省了资金，又能降低SpaceX的服务价格，从而赢得竞争优势。

　　SpaceX还建造并发射了“龙飞船”，这是一个可以将机组人员和货物运送到国际空间站（ISS）的太空舱。最终，SpaceX还计划利用“龙飞船”运送“私人宇航员”（非NASA宇航员）。

　　此外，SpaceX正在研究一种名为“星际飞船”（Starship）的大型火箭和宇宙飞船系统，该系统可将巨大的有效载荷运往太空。“星际飞船”最终可能会把人们送到火星上永久居住。

　　另外，SpaceX还在部署了名为“星链”（Starlink）的著名庞大卫星网络，旨在为全球提供高速互联网接入服务。目前这些卫星的数量约为1000颗，由于担心它们可能会造成“光污染”，并干扰天文研究，该项目还引发了一些争议。

　　SpaceX项目具体进展如何？

　　“星际飞船”的前身是“大型猎鹰火箭”（BFR），根据SpaceX的计划，“星际飞船”最终将取代其主力火箭“猎鹰9号”，执行货运任务，最终将搭载宇航员前往月球和火星。

　　2019年1月6日，SpaceX CEO埃隆·马斯克（Elon Musk）在社交媒体上曝光了“星际飞船”的模拟图。2020年2月，“星际飞船”原型SN1在一次液氮压力测试中发生爆炸。此后，SpaceX一直在测试“星际飞船”原型，目前已测试到“SN9”。本周，SpaceX还启动了SN10的测试。

　　虽然“星际飞船”仍在测试中，但马斯克已经制定了宏伟的计划。2020年1月，马斯克提出了每年建造100艘“星际飞船”的目标，每当地球和火星轨道同步时，就把大约10万人从地球送到火星。

　　马斯克当时在Twitter上称：“我们每年将建造100艘‘星际飞船’，10年内数量就可以达到1000艘，这也就意味着每年的运力可达1亿吨。每当地球和火星轨道同步时，就可以同时把大约10万送往火星。”这意味，2050年之前有望让100万人登上火星。

　　至于“星链”项目，去年10月底，SpaceX率先在美国和加拿大部分地区推出了“星链”测试服务。据测试用户反馈，“星链”的试用速度已突破160 Mbps，超过美国95%的宽带连接。大多数测试用户的网速，都在SpaceX给定的网速范围内，即50 Mbps至150 Mbps之间。

　　今年1月，SpaceX又在英国推出了“星链”服务。从2019年至2024年，SpaceX计划利用5年时间将组网所需的数千颗卫星送入近地轨道，组成“星链”网络，以提供互联网服务。截至今年1月底，SpaceX在轨的“星链”卫星数量约为955颗。

　　NASA是做什么的？

　　NASA（美国国家航空航天局）是一个由纳税人资助的美国政府机构，在美国拥有十几个办公点。NASA向政府行政部门报告，NASA局长由总统任命。国会立法授权NASA的活动，并提供其年度预算。

　　NASA的预算是通过政治程序制定的，并不是平均分配的。NASA近一半的预算用于载人航天项目。对于公众来说，这些项目中最显眼的是国际空间站（ISS），这是一个位于近地轨道上的永久性载人多国空间实验室。NASA还在努力通过其“Artemis项目”将宇航员送往月球和火星。

　　NASA约1/3的预算用于其科学部门，该部门包括行星科学、地球科学、天体物理学和太阳物理学。NASA发射太空任务，研究和探索行星和其他世界，研究地球气候，回答有关宇宙本质的基本问题，以及研究太阳。

　　NASA还进行航空航天研究，并为各种空间技术开发努力提供资金。研究表明，NASA为美国提供了广泛的社会和经济利益。

　　SpaceX和NASA是如何竞争的？

　　他们之间没有竞争。SpaceX是一家营利性公司，而NASA是一家由纳税人出资的实体，可以自由追求与经济收益没有直接联系的科学发现。

　　SpaceX和NASA相互竞争的看法，通常与NASA的“Artemis项目”有关。2004年，乔治·布什（George W.Bush）总统宣布了一项让航天飞机退役并将人类送回月球表面的计划。这导致了名为“猎户座”（Orion）的乘员太空舱的诞生，以及最终演变为太空发射系统（SLS）的火箭。

“猎户座”和SLS是由航空航天公司洛克希德马丁（Lockheed Martin）和波音(Boeing)制造的，这两家公司反过来又使用自己的私人供应商和分包商。这些设备在NASA的指导下，在NASA的中心组装，最终产品归NASA所有。这些项目在建设地点创造了数万个高薪工作岗位，因得到了当地国会代表的强有力的政治支持。

　　SLS和“猎户座”的发展都落后于计划，而且超出了预算。与此同时，SpaceX已经从一家小型初创公司成长为传统航空公司的有力竞争对手。尽管SpaceX也经常错过时间线，但它的支持者认为，SLS和“猎户座”太昂贵，而且基于传统技术，这些技术已经被“星际飞船”（Starship）等飞行器超越。

　　而SLS和“猎户座”的倡导者指出，这些飞行器保证了美国有能力将较大的有效载荷和人类送入太空。举个例子，尽管私营公司可以建造相当大的游轮，但美国政府仍在建造和拥有航空母舰。

　　NASA的官方立场是，SLS和“猎户座”是目前将人类送往月球的最佳运载工具。此外，如果没有必要的政治支持，NASA不能改变路线。相比之下，SpaceX除了埃隆·马斯克外，不需要对任何人负责。它可以推进星际飞船的开发，以满足马斯克将人类送上火星的目标。

　　SpaceX是如何依赖NASA的？

　　如果没有NASA的投资，今天的私人航天将是另一番景象。2006年，NASA开始投资私人太空公司，希望他们有一天能为国际空间站提供货运和乘员运输服务。SpaceX是首批从NASA获得资金的公司之一，当时该公司成立仅4年。据悉，NASA为开发SpaceX的主力“猎鹰9号”火箭支付了大约一半的成本。

　　2008年，SpaceX获得了一份价值数十亿美元的合同，将货物运往国际空间站。如果没有NASA，SpaceX可能早已濒临破产，很可能会耗尽资金。今天，SpaceX虽然从多家客户获得收入，但其资金的很大一部分来自向国际空间站运送机组人员和货物，以及发射NASA科学航天器。此外，SpaceX还为另一个纳税人资助的实体美国国防部，运送有效载荷。

　　NASA又是如何依赖SpaceX的？

　　2011年航天飞机计划结束时，NASA还没有准备好替代者。尽管有7年的准备时间，但NASA从未获得必要的资金，以完成国际空间站的建设，开发新的载人航天器和火箭系统，与此同时还要继续使用航天飞机（到航天飞机寿命结束时，每年的成本为35亿美元。）

　　NASA预见到了向国际空间站运送货物和机组人员的替代方案的需要，于是求助于航空航天行业，并提出了一个新的建议：与其付钱让其他公司在NASA拥有的设施中制造NASA拥有的飞行器，不如NASA付钱给一些公司，让它们自己制造飞行器，然后再购买这些飞行器上的航班，结果会怎么样？

　　2008年，NASA与SpaceX和Orbital Sciences公司（即现在的Northrop Grumman公司）签署了合同，让它们制造自己的货运飞船，并将其送往国际空间站。这个计划奏效了：航天飞机项目结束后不到一年，SpaceX的“龙飞船”就与国际空间站进行了第一次商业对接。2020年，SpaceX成为第一家将NASA宇航员送往国际空间站的私营公司。

　　如果没有SpaceX，目前唯一有能力向国际空间站运送“货物”的美国公司将是Northrop Grumman公司，那么NASA的“机组人员”运输仍将依赖俄罗斯的“联盟号”（Soyuz）飞船。

　　SpaceX与NASA有哪些合作？

　　2008年，NASA与SpaceX签署合同，让SpaceX制造自己的货运飞船，并将其送往国际空间站。

　　2012年，在航天飞机项目结束后不到一年，SpaceX的“龙飞船”就与国际空间站进行了首次次商业对接，成功地将“物资”补给送到国际空间站，开启了私营航天的新时代。截止2019年2月，SpaceX已与NASA进行了16次国际空间站补给任务的合作。

　　2020年5月，SpaceX在佛罗里达州肯尼迪航天中心利用“猎鹰9”运载火箭，进行了载人版“龙飞船”的首次发射，成功将NASA宇航员鲍勃·贝肯（Bob Behnken）和道格·赫利（Doug Hurley）送往国际空间站。

　　无论是对于NASA，还是SpaceX，这都是一次意义非凡的发射。自2011年NASA航天飞机退役以来，这是首次在美国本土进行的载人航天发射任务，标志着美国恢复将人类送往太空的能力。与此同时，这也是SpaceX公司成立18年以来，首次进行载人航天发射任务。这标志着太空探索新纪元的开始，还是一个由商业公司领导的新纪元。

　　近日，NASA又宣布，2022年将有两名宇航员搭载SpaceX“龙飞船”飞往国际空间站，这将是“龙飞船”的第四次乘员轮换飞行。NASA宇航员谢尔·林德格伦（Kjell Lindgren）和鲍勃·海因斯（Bob Hines）已被分配到这次任务中，并将分别担任指挥官和飞行员。

　　今年2月，NASA还宣布，已选定SpaceX执行“SPHEREx”望远镜发射任务。“SPHEREx”项目是一项为期两年的天体物理学任务，始于2024年，计划将太空望远镜SPHEREx送入轨道。该项目将花费NASA约9880万美元。

　　NASA表示，SPHEREx将在人眼看不到的近红外光下观测天空，它收集的数据将帮助天文学家了解宇宙的演化和星系的形成。

　　为什么同时需要NASA和SpaceX？

　　NASA对SpaceX等公司的支持，重塑了美国航空航天产业的格局。传统上很少或根本没有竞争的、根深蒂固的航空承包商，如今更加重视能够降低航天成本的新技术。美国公司现在也开始争夺全球发射市场。NASA还受益于拥有多个美国和全球合作伙伴，能够发射航天器，并将机组人员和货物运送到国际空间站。

　　而SpaceX则帮助重新唤起了公众对太空飞行的兴趣。该公司出色地利用了直播技术，使每一次火箭发射和着陆都成为一件令人兴奋的事情。对SpaceX所做一切（通常是与NASA合作）的兴趣，激励了新一代人追求令人兴奋的太空事业。

　　但人类仍需要NASA，该机构所做的远不止是将宇航员送入轨道。向冥王星发射宇宙飞船，或在火星上着陆寻找过去生命的迹象，这些是没有商业案例的。太空探索和科学发现需要长期的公众支持和投资，人类甚至可能有探索宇宙的道德义务。NASA的规模也大得多，每年在数百个重大项目上花费数百亿美元，而SpaceX只是在少数几个项目上花费数百万美元。

　　太空探索把人类最好的一面展现出来。当NASA等政府机构和SpaceX等私营公司合作时，双方都将受益。