上周三, 2022年11月16日,多伦多下了第一场雪,格林威治时间6:47分,多伦多时间凌晨1:47分,美国的登月火箭终于发射了!看新闻,灯火通明的Cape Canaveral肯尼迪航天中心腾起火焰,50年了,美国终于又回来了!延迟了17次,NASA似乎还是小心虚,赶个大半夜的时候发。现场和在线看直播的有800多万人,和阿波罗当年6亿人看直播的盛况没法比。但是发射非常成功。祝贺一下!今早看NASA的live摄像头,猎户座飞船已经飞了232,000 miles,正在距月球1400 miles的轨道上绕月飞行。
下图是它即将绕到月球背面,信号将中断34分钟之前的截屏,可以看到飞船, 月亮和小小的地球。
这次任务将历时25天,于12月11日返回地球。
NASA的老闺女终于出了阁,马斯克也终于可以放开手脚,据说星舰准备12月发射,说不定在猎户座飞船返回地球之前,星舰就迫不及待的发射了。2022年SpaceX已经进行了52次轨道级别的发射,100%成功,除了2次载荷太重,没有尝试回收之外,所有一级火箭都成功回收,其中一个一级火箭竟然重复使用了14次!最令人瞩目的一次发射是Felcon 9 Heavy于11月1日发射,把美国太空军的两颗卫星直接送到3万6千公里的地球同步轨道geosynch orbit,耗时6个多小时。用了3枚一级火箭,两枚起飞8分22秒后成功回收,一枚由于要多推进3分半钟,燃料耗尽,没有尝试回收。有趣的是,由于发射的是军方的宝贝,不会让卫星自己飞去轨道,要求直送3万6千公里的地球同步轨道,所以二级火箭要在寒冷的太空中飞6个多小时,Space X贴心地给它穿了个防寒背心(图中灰色部分),哈哈。
其实疫情以来,除了病毒如火如荼,另一个如火如荼的就是太空发射。2021年全球轨道级的发射145次,是人类有史以来发射次数最多的一年! 发的最多的,不是NASA,也不是马斯克,你可能想不到,是中国!中国发射了55次,每周一次!长征火箭真是忙坏了。2022年接着忙,计划发射60余次!忙的原因主要是建造天宫空间站。
天宫空间站是个组件,一组一组的发,然后连在一起,像搭Lego。
• 2021年4月29日发了核心舱(天和一号),即航天员生活工作的主要办公室。
• 2022年7月24日发了问天实验舱,主要是生命科学研究。包括一个走出舱外用的气压舱,就是那种电影里演的,套上舱外宇航服,走入气压舱,关闭所有门,减压,腰里拴个绳,打开另一边舱门,纵身一跃,跃入星辰大海。
• 2022年10月31日发了另外一个实验舱-梦天实验舱, 主要是物理科学研究。微重力,流体、材料啥的。
• 神舟(载人)和天舟(载货)是来来回回跑腿的。目前中国的飞船都是俄式的,一次性的,不能重复使用。中国正在研制美式的,仿照马斯克的龙飞船,和波音的星际航线等,可以重复使用的飞船,今年8月5日就发射了一个可重复使用的实验飞船。
2022年底天宫空间站将齐活儿,正式启用。它接受了除美国以外的,17个国家的9个科研项目。大致是除了瞧美国不顺眼,其他国家还行。
太空环境下的科学研究,包括生物,材料,物理,环境,气象。。。没人会公布在网上让你随便搜,每个国家得自己,或搭伴儿去研究。月球上的资源,火星上的资源,太空基地。。。人家不会送给你,你得自己去占上。
比如月球,虽然有1967年的联合国条约(Outer Space Treaty),1979年的联合国协定(Agreement Governing the Activities of States on the Moon and Other Celestial Bodies),但先到先得是目前的现实,未来月球是谁的,也不可能由只长着张嘴的联合国来决定。所以,先飞过去占上,才是王道。
又比如地球的近地轨道,就大约6万多颗卫星的容量,马斯克的星链,就计划发射4万多颗,目前已经发了3000多颗,到2024年会达到1万2千颗。剩下的位置越来越少,不快点占上,就没了。
太空产业本来都是举国之力模式,没有个人会吃饱了撑的, 冒着钱一次次被炸飞的风险,去跳那个无底洞。偏偏天上掉下个马斯克,凭一己之力,愣是把太空产业玩出了商业模式! 然后各路大神紧随。乏人问津的太空产业,一下子成了爆款。私有化形式的市场竞争,为一度萎靡的太空产业打了一剂强心针。市场的惊涛骇浪甄选出各种不要命的好汉,削尖脑袋,各出奇谋,万箭/舰齐发,要么成功登天,要么失败跳楼。航天不再是政府鼓舞国民士气的烧钱秀,而成为引领未来经济增长的拓荒者。Space X做为其中的佼佼者,没别的秘笈,就是简单粗暴的不停地试,且战且走,不断从错误中学习。看看马斯克的摔火箭合集,摔的真是惊天动地,七荤八素。
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NASA要说人才不会比马斯克差,但是官办就是官办,摔火箭可是丢脸丢权, 甚至要丢官丢前程滴,何必冒险? 中外都一样,衙门都一个德行。
可持续发展的商业太空商业模式有:
1。太空旅游
2021年是富豪们的宇宙蹦极年。从火热的7月开始,富豪们就噼里啪啦地蹦上了
维珍银河
2021年7月11日,Virgin Galacitc维珍银河的一架所谓的rocket plane, 其实就是加了火箭发动机的小航天飞机,为了减轻燃料重量,不从地面发射,而是用一架大型双体母飞机,给拉到半空释放(距地面15公里处),然后点火自己往上飞,飞到NASA认证的太空边界85公里,停掉动力往回飘 - 滑翔返回地面。我觉得,往回飘那一段,一定非常精彩,应该像过山车到达顶点,那一瞬间感觉自己悬停在空中,有种飞的感觉。
看这个rocket plane的形状,做得像个羽毛球,据说这样可以尖头总是冲下,飘回大气层时比较稳定。
酷老头Richard Branson的太空游思路,是模仿美国空军在60年代搞过的一个火箭动力超音速飞机的项目。当年那个项目黄了,但老头成功了,抢个世界第一,恭喜他。Virgin Galacitc的太空游25万美元玩一趟,还是有很多人负担得起的。维珍银河没掺乎NASA项目,也没有登月登火星之类的计划。搞太空游纯属广开财路,扩大Virgin这个品牌的生意范围。至此,全世界的行当,这个英国老头几乎都染指遍了。Richard Branson这辈子,真是值了。
蓝色起源
另一位就是钱多烧头发的光头贝索斯了。蓝色起源2006年开始研发可回收火箭New Shepard, 2015年4月29日试飞成功,但回收时坠毁。同年11月23日再飞,成功垂直软著陆。所以火箭回收第一人,不是马斯克,而是贝索斯。当然贝索斯的火箭小很多,回收的难度和马斯克的猎鹰火箭不是一个级别。Richard Branson飞天9天后的7月20日,贝索斯一边嘲笑老头的85公里,不算太空,一边自己也只飞了区区106公里高,多20公里而已。
但是Blue Origin比较正规,有火箭,有太空舱,正儿八经点火发射,然后火箭脱离,太空舱借着剩余的推力,继续向上飞。然后按抛物线轨迹跌回地面,打开降落伞着陆。全套航天范儿戏码一样不少。
贝索斯和Richard Branson不一样,他是憋着要跟马斯克比一比的。玩太空游是为发卫星,登月积累资金。贝索斯首次太空游拍出了2800万美元的票价,但以后的不会那么贵,估计在50万美元左右。10分钟50万的太空游,对一些高级白领来说,还可以吧。贝索斯参与了很多NASA,美国空军等的项目竞标,还有个2024年登月的“蓝月”计划,处处杠着马斯克。另外,蓝色起源还与波音等联合开发轨道礁空间站(Orbital Reef)。设计大小为830立方米,可容纳10人活动。预计在2023年投入运营。当然NASA还签了别的空间站。这样2030年国际空间站退役后,将被多个商业空间站取代。
觉得贝索斯虽然有点任性,但成绩也算斐然,而且马斯克也确实需要个对手,贝索斯的任性算是个好事儿吧。
Space X
这可以说是两个美国超级富豪, 互相成就的双赢故事。身家26亿的Jared Isaacman豪掷2.2亿美元,和Space X签约启动Inspiration4灵感4号任务: 乘坐龙飞船,在绕地轨道待三天。Space X得到了发展资金,Isaacman圆了航天梦,癌症病童筹到了款。。。马斯克当然是动真格的。2021年9月16日,Isaacman为首的4名太空菜鸟乘坐龙飞船,由猎鹰9号火箭发射升空,飞到了575公里的高度,比420公里的国际空间站还要高!马斯克给安排的itinerary是:先以22倍音速绕地球飞5圈半,再享用2顿太空餐,接着上床睡觉。睡得着吗?哈哈。起床后,从Space X专门打造的龙飞船穹顶窗看“月出”。9月18日返回地球,溅落大西洋。
还没玩够,2022年2月14日,两位富豪又file了北极星计划Polaris Program,包括3项任务: 第一和第二都是乘坐龙飞船, 尝试太空行走, 即航天素人“all-civilian” 将穿上舱外宇航服走入太空! 第三项任务是乘坐星舰去月球。
第一项任务的名字和时间都已经定了,还是Inspiration4那4个人,任务名为Polaris Dawn北极星黎明, 4人中的至少2人将出舱活动,或太空行走。时间定为2023年3月。
我只想感叹三下:有钱真好!有钱真好!!有钱真好!!!看看美国的富豪在玩什么?看来要不了太久,去月球玩,办个签证,买张飞船票就可以了。
Axiom Space
第四家就是Axiom Space的太空游,用的是马斯克的龙飞船 + 猎鹰9号火箭。当然也是玩真的: 轨道飞行共计10天,入住国际空间站8天!2022年4月8日,“五手”火箭猎鹰9号载着“三手”的龙飞船点火升空,里面坐着1位Axiom Space的员工和3位大款,票价5500万美元一位。但看来票价还是卖便宜了,因为出现了抢票的情况, 连阿汤哥都没抢到位子。抢到票的三位大佬分别是:美国房地产大亨Larry Connor, 加拿大投资人Mark Pathy和以色列商人Eytan Stibbe。
这次旅行标志着空间站走向商业化的第一步。Axiom Space是搞空间站的,创始人也是个光头,曾在NASA混了30年。Axiom Space与NASA关系密切,2021年NASA着手计划用商业空间站代替2030年即将退役的国际空间站,其主要商业伙伴之一就Axiom Space。2020年起NASA就给了他不少合同,都是过亿的项目。参加Axiom Space太空游的客户将来有望入住自己的太空站,并可以站在观景平台上,遥望银河。比Jared Isaacman他们从龙飞船里跳出去,还爽。下图是商业空间站的户外观景平台的想象图,看起来还是360度旋转的。
2。航天发射服务
人类进入了太空开发的大时代。要发卫星,卫星还有生命周期,将来需要更换卫星。还要发飞船,空间站,物资,人员。。。 “太空物流” 将是一切一切的关键。马斯克就是抓住了这个关键。而也正是因为马斯克和他的Felcon 9 + Felcon heavy + 星舰的出现,把太空物流这个行业的天花板拉得很高。
下图是近5年以来,世界各大发射商占有的市场份额。美国遥遥领先,俄罗斯紧随。。。
图中不是每个火箭的发射成本都有列出,而且每公斤的发射成本也不能完全说明问题,谈判、价格、供需、客户要求以及每次发射的有效载荷,使每次的发射成本有巨大差异。但是从当年航天飞机的$54,500每公斤,到如今Felcon heavy的$1,400每公斤。。。太空物流的天花板有多高,不言自明。中国的长征3号运载火箭是$4,412每公斤,还可以。
航天发射服务可分为低轨道LEO发射,和地球同步轨道发射2种:
(1)地球同步轨道发射 一般都是国家或军方大客户,发的都是大家伙,所以历来讲究大运载量的规模效应和利用最大有效载荷能力,降低成本。说白了就是能装,塞满,才划算。能去地球同步轨道的火箭不少,能装的也不少,但只有Space X的Felcon 9 + Felcon heavy + 星舰可回收,所以,2021年他能占到全球市场的一半,就不出奇了。
(2)低轨道LEO发射 一般都是手机,互联网, 电视,GPS等卫星的商用客户, 发的东西不重,也不用飞那么远,中小型火箭够用了。你给他个大火箭,他也装不满,不划算,或者要等拼车,费时间。目前低轨道发射只有一个火箭是可以回收的,就是图中的Electron,占的市场份额也不少。贝索斯的New Shepard火箭可以回收,但不是轨道级,飞得太低了。Electron是Rocket Lab开发的火箭。他们避开了Space X的风头,主打中小型火箭。Rocket Lab创始人Peter Beck是新西兰人,目前发射场也在新西兰,但总部搬去了美国,未来也将在美国大力发展。Rocket Lab目前还在搞一个中型的火箭Neutron,也可回收,外观和Felcon 9有点像,目标是未来从Felcon 9分走一杯羹,这是后话。有人预计未来10年,全世界要发5万颗卫星。除了马斯克的星链要发42,000颗卫星,贝索斯的Project Kuiper在未来10年要发3276颗卫星。英国的Oneweb计划到2022年底发射648颗卫星。加拿大的Telesat也要发188颗卫星。。。Space X是肯定忙不过来的,Rocket Lab大有可为,他们近来还拿到了美国Space Force的合同。
3。代替飞机的地球旅行工具。
星舰用的猛禽发动机,目前已做到可以连续一星期日产一台的水平。但马斯克还不满意,他的目标是每12小时生产一台,成本控制在23万美元一台!因为每台星舰的火箭要用33台猛禽,星舰本身用6台,轨道实验一次就要用到39台,用量还是很大的。未来,马斯克可不是造一,两台星舰,他要打造一个数百,甚至上千台的星舰舰队!所以,星舰早晚一天会成为地面交通工具。像坐飞机一样,用经济舱的价格从A到B。
众所周知的原因,俄罗斯废了,太空巨头只剩下美国、中国和欧洲空间局ASE,印度也凑合算一个吧。美国第一,中国第二。ASE的水平不明朗。目前中国手里的牌是不错的:
1。有独立自主的运载火箭。
2。有独立自主的载人飞船、货运飞船、航天员。
3。有独立自主的天宫空间站。
4。有天问一号火星探测器, 及其携带的祝融号火星车。
中国的未来卡在了举国体制和自由资本的十字路口,在这个弹丸小国韩国都放开了太空产业私有资本准入的时代,在这个怎么看都不像是可以开倒车玩玩的时代。中国也出现了深蓝航空等一些非国有的航天企业,但比起世界潮流,还差得很远。
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虽然马斯克关于延续人类文明的想法,很动人,但大概也只有小学生会相信吧,谁会相信各国争着发卫星,比着上月球,上火星。。。只是为了拯救人类文明呢?况且人类文明也不需要拯救。人类终将超越人类自己曾经定义的人类,而存在下去。
暮云收尽溢清寒,银汉无声转玉盘。
此生此夜不长好,明月明年何处看。
何处看? 在太空里看吧,走出(地)球门,走向星辰大海,不论银汉还是玉盘,都是挑战和机遇并存的竞技场。我认为,人类本就不是地球石头缝里蹦出来的,人类本就来自星空,我们潜意识里留存着古老的记忆,终将引领我们回归星空家园。这也是为什么,自古以来stuck在地球上的我们,仰望星空的时候,总是带着忧伤。这忧伤,只有归依星空的喜悦可以化解。
如果现在的计算机是继蒸汽机和内燃机之后的第三次工业革命,那么第四次工业革命必将来自那银汉无声的蓝天深处!各国在航天领域的赛跑,就是第四次工业革命的序曲!
一切古老的忧伤,都将成为号角。
一切古老的神话,都将成为现实!
(完)
银汉无声转玉盘 (一)
银汉无声转玉盘(二)