上周三, 2022年11月16日,多倫多下了第一場雪,格林威治時間6:47分,多倫多時間凌晨1:47分,美國的登月火箭終於發射了!看新聞,燈火通明的Cape Canaveral肯尼迪航天中心騰起火焰,50年了,美國終於又回來了!延遲了17次,NASA似乎還是小心虛,趕個大半夜的時候發。現場和在線看直播的有800多萬人,和阿波羅當年6億人看直播的盛況沒法比。但是發射非常成功。祝賀一下!今早看NASA的live攝像頭,獵戶座飛船已經飛了232,000 miles,正在距月球1400 miles的軌道上繞月飛行。
下圖是它即將繞到月球背面,信號將中斷34分鐘之前的截屏,可以看到飛船, 月亮和小小的地球。
這次任務將歷時25天,於12月11日返回地球。
NASA的老閨女終於出了閣,馬斯克也終於可以放開手腳,據說星艦準備12月發射,說不定在獵戶座飛船返回地球之前,星艦就迫不及待的發射了。2022年SpaceX已經進行了52次軌道級別的發射,100%成功,除了2次載荷太重,沒有嘗試回收之外,所有一級火箭都成功回收,其中一個一級火箭竟然重複使用了14次!最令人矚目的一次發射是Felcon 9 Heavy於11月1日發射,把美國太空軍的兩顆衛星直接送到3萬6千公里的地球同步軌道geosynch orbit,耗時6個多小時。用了3枚一級火箭,兩枚起飛8分22秒後成功回收,一枚由於要多推進3分半鐘,燃料耗盡,沒有嘗試回收。有趣的是,由於發射的是軍方的寶貝,不會讓衛星自己飛去軌道,要求直送3萬6千公里的地球同步軌道,所以二級火箭要在寒冷的太空中飛6個多小時,Space X貼心地給它穿了個防寒背心(圖中灰色部分),哈哈。
其實疫情以來,除了病毒如火如荼,另一個如火如荼的就是太空發射。2021年全球軌道級的發射145次,是人類有史以來發射次數最多的一年! 發的最多的,不是NASA,也不是馬斯克,你可能想不到,是中國!中國發射了55次,每周一次!長征火箭真是忙壞了。2022年接着忙,計劃發射60餘次!忙的原因主要是建造天宮空間站。
天宮空間站是個組件,一組一組的發,然後連在一起,像搭Lego。
• 2021年4月29日發了核心艙(天和一號),即航天員生活工作的主要辦公室。
• 2022年7月24日發了問天實驗艙,主要是生命科學研究。包括一個走出艙外用的氣壓艙,就是那種電影裡演的,套上艙外宇航服,走入氣壓艙,關閉所有門,減壓,腰裡拴個繩,打開另一邊艙門,縱身一躍,躍入星辰大海。
• 2022年10月31日發了另外一個實驗艙-夢天實驗艙, 主要是物理科學研究。微重力,流體、材料啥的。
• 神舟(載人)和天舟(載貨)是來來回回跑腿的。目前中國的飛船都是俄式的,一次性的,不能重複使用。中國正在研製美式的,仿照馬斯克的龍飛船,和波音的星際航線等,可以重複使用的飛船,今年8月5日就發射了一個可重複使用的實驗飛船。
2022年底天宮空間站將齊活兒,正式啟用。它接受了除美國以外的,17個國家的9個科研項目。大致是除了瞧美國不順眼,其他國家還行。
太空環境下的科學研究,包括生物,材料,物理,環境,氣象。。。沒人會公布在網上讓你隨便搜,每個國家得自己,或搭伴兒去研究。月球上的資源,火星上的資源,太空基地。。。人家不會送給你,你得自己去占上。
比如月球,雖然有1967年的聯合國條約(Outer Space Treaty),1979年的聯合國協定(Agreement Governing the Activities of States on the Moon and Other Celestial Bodies),但先到先得是目前的現實,未來月球是誰的,也不可能由只長着張嘴的聯合國來決定。所以,先飛過去占上,才是王道。
又比如地球的近地軌道,就大約6萬多顆衛星的容量,馬斯克的星鏈,就計劃發射4萬多顆,目前已經發了3000多顆,到2024年會達到1萬2千顆。剩下的位置越來越少,不快點占上,就沒了。
太空產業本來都是舉國之力模式,沒有個人會吃飽了撐的, 冒着錢一次次被炸飛的風險,去跳那個無底洞。偏偏天上掉下個馬斯克,憑一己之力,愣是把太空產業玩出了商業模式! 然後各路大神緊隨。乏人問津的太空產業,一下子成了爆款。私有化形式的市場競爭,為一度萎靡的太空產業打了一劑強心針。市場的驚濤駭浪甄選出各種不要命的好漢,削尖腦袋,各出奇謀,萬箭/艦齊發,要麼成功登天,要麼失敗跳樓。航天不再是政府鼓舞國民士氣的燒錢秀,而成為引領未來經濟增長的拓荒者。Space X做為其中的佼佼者,沒別的秘笈,就是簡單粗暴的不停地試,且戰且走,不斷從錯誤中學習。看看馬斯克的摔火箭合集,摔的真是驚天動地,七葷八素。
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NASA要說人才不會比馬斯克差,但是官辦就是官辦,摔火箭可是丟臉丟權, 甚至要丟官丟前程滴,何必冒險? 中外都一樣,衙門都一個德行。
可持續發展的商業太空商業模式有:
1。太空旅遊
2021年是富豪們的宇宙蹦極年。從火熱的7月開始,富豪們就噼里啪啦地蹦上了
維珍銀河
2021年7月11日,Virgin Galacitc維珍銀河的一架所謂的rocket plane, 其實就是加了火箭發動機的小航天飛機,為了減輕燃料重量,不從地面發射,而是用一架大型雙體母飛機,給拉到半空釋放(距地面15公里處),然後點火自己往上飛,飛到NASA認證的太空邊界85公里,停掉動力往回飄 - 滑翔返回地面。我覺得,往回飄那一段,一定非常精彩,應該像過山車到達頂點,那一瞬間感覺自己懸停在空中,有種飛的感覺。
看這個rocket plane的形狀,做得像個羽毛球,據說這樣可以尖頭總是衝下,飄回大氣層時比較穩定。
酷老頭Richard Branson的太空游思路,是模仿美國空軍在60年代搞過的一個火箭動力超音速飛機的項目。當年那個項目黃了,但老頭成功了,搶個世界第一,恭喜他。Virgin Galacitc的太空游25萬美元玩一趟,還是有很多人負擔得起的。維珍銀河沒摻乎NASA項目,也沒有登月登火星之類的計劃。搞太空游純屬廣開財路,擴大Virgin這個品牌的生意範圍。至此,全世界的行當,這個英國老頭幾乎都染指遍了。Richard Branson這輩子,真是值了。
藍色起源
另一位就是錢多燒頭髮的光頭貝索斯了。藍色起源2006年開始研發可回收火箭New Shepard, 2015年4月29日試飛成功,但回收時墜毀。同年11月23日再飛,成功垂直軟著陸。所以火箭回收第一人,不是馬斯克,而是貝索斯。當然貝索斯的火箭小很多,回收的難度和馬斯克的獵鷹火箭不是一個級別。Richard Branson飛天9天后的7月20日,貝索斯一邊嘲笑老頭的85公里,不算太空,一邊自己也只飛了區區106公里高,多20公里而已。
但是Blue Origin比較正規,有火箭,有太空艙,正兒八經點火發射,然後火箭脫離,太空艙借着剩餘的推力,繼續向上飛。然後按拋物線軌跡跌回地面,打開降落傘着陸。全套航天范兒戲碼一樣不少。
貝索斯和Richard Branson不一樣,他是憋着要跟馬斯克比一比的。玩太空游是為發衛星,登月積累資金。貝索斯首次太空游拍出了2800萬美元的票價,但以後的不會那麼貴,估計在50萬美元左右。10分鐘50萬的太空游,對一些高級白領來說,還可以吧。貝索斯參與了很多NASA,美國空軍等的項目競標,還有個2024年登月的“藍月”計劃,處處槓着馬斯克。另外,藍色起源還與波音等聯合開發軌道礁空間站(Orbital Reef)。設計大小為830立方米,可容納10人活動。預計在2023年投入運營。當然NASA還簽了別的空間站。這樣2030年國際空間站退役後,將被多個商業空間站取代。
覺得貝索斯雖然有點任性,但成績也算斐然,而且馬斯克也確實需要個對手,貝索斯的任性算是個好事兒吧。
Space X
這可以說是兩個美國超級富豪, 互相成就的雙贏故事。身家26億的Jared Isaacman豪擲2.2億美元,和Space X簽約啟動Inspiration4靈感4號任務: 乘坐龍飛船,在繞地軌道待三天。Space X得到了發展資金,Isaacman圓了航天夢,癌症病童籌到了款。。。馬斯克當然是動真格的。2021年9月16日,Isaacman為首的4名太空菜鳥乘坐龍飛船,由獵鷹9號火箭發射升空,飛到了575公里的高度,比420公里的國際空間站還要高!馬斯克給安排的itinerary是:先以22倍音速繞地球飛5圈半,再享用2頓太空餐,接着上床睡覺。睡得着嗎?哈哈。起床後,從Space X專門打造的龍飛船穹頂窗看“月出”。9月18日返回地球,濺落大西洋。
還沒玩夠,2022年2月14日,兩位富豪又file了北極星計劃Polaris Program,包括3項任務: 第一和第二都是乘坐龍飛船, 嘗試太空行走, 即航天素人“all-civilian” 將穿上艙外宇航服走入太空! 第三項任務是乘坐星艦去月球。
第一項任務的名字和時間都已經定了,還是Inspiration4那4個人,任務名為Polaris Dawn北極星黎明, 4人中的至少2人將出艙活動,或太空行走。時間定為2023年3月。
我只想感嘆三下:有錢真好!有錢真好!!有錢真好!!!看看美國的富豪在玩什麼?看來要不了太久,去月球玩,辦個簽證,買張飛船票就可以了。
Axiom Space
第四家就是Axiom Space的太空游,用的是馬斯克的龍飛船 + 獵鷹9號火箭。當然也是玩真的: 軌道飛行共計10天,入住國際空間站8天!2022年4月8日,“五手”火箭獵鷹9號載着“三手”的龍飛船點火升空,裡面坐着1位Axiom Space的員工和3位大款,票價5500萬美元一位。但看來票價還是賣便宜了,因為出現了搶票的情況, 連阿湯哥都沒搶到位子。搶到票的三位大佬分別是:美國房地產大亨Larry Connor, 加拿大投資人Mark Pathy和以色列商人Eytan Stibbe。
這次旅行標誌着空間站走向商業化的第一步。Axiom Space是搞空間站的,創始人也是個光頭,曾在NASA混了30年。Axiom Space與NASA關係密切,2021年NASA着手計劃用商業空間站代替2030年即將退役的國際空間站,其主要商業夥伴之一就Axiom Space。2020年起NASA就給了他不少合同,都是過億的項目。參加Axiom Space太空游的客戶將來有望入住自己的太空站,並可以站在觀景平台上,遙望銀河。比Jared Isaacman他們從龍飛船里跳出去,還爽。下圖是商業空間站的戶外觀景平台的想象圖,看起來還是360度旋轉的。
2。航天發射服務
人類進入了太空開發的大時代。要發衛星,衛星還有生命周期,將來需要更換衛星。還要發飛船,空間站,物資,人員。。。 “太空物流” 將是一切一切的關鍵。馬斯克就是抓住了這個關鍵。而也正是因為馬斯克和他的Felcon 9 + Felcon heavy + 星艦的出現,把太空物流這個行業的天花板拉得很高。
下圖是近5年以來,世界各大發射商占有的市場份額。美國遙遙領先,俄羅斯緊隨。。。
圖中不是每個火箭的發射成本都有列出,而且每公斤的發射成本也不能完全說明問題,談判、價格、供需、客戶要求以及每次發射的有效載荷,使每次的發射成本有巨大差異。但是從當年航天飛機的$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。中國的長征3號運載火箭是$4,412每公斤,還可以。
航天發射服務可分為低軌道LEO發射,和地球同步軌道發射2種:
(1)地球同步軌道發射 一般都是國家或軍方大客戶,發的都是大傢伙,所以歷來講究大運載量的規模效應和利用最大有效載荷能力,降低成本。說白了就是能裝,塞滿,才划算。能去地球同步軌道的火箭不少,能裝的也不少,但只有Space X的Felcon 9 + Felcon heavy + 星艦可回收,所以,2021年他能占到全球市場的一半,就不出奇了。
(2)低軌道LEO發射 一般都是手機,互聯網, 電視,GPS等衛星的商用客戶, 發的東西不重,也不用飛那麼遠,中小型火箭夠用了。你給他個大火箭,他也裝不滿,不划算,或者要等拼車,費時間。目前低軌道發射只有一個火箭是可以回收的,就是圖中的Electron,占的市場份額也不少。貝索斯的New Shepard火箭可以回收,但不是軌道級,飛得太低了。Electron是Rocket Lab開發的火箭。他們避開了Space X的風頭,主打中小型火箭。Rocket Lab創始人Peter Beck是新西蘭人,目前發射場也在新西蘭,但總部搬去了美國,未來也將在美國大力發展。Rocket Lab目前還在搞一個中型的火箭Neutron,也可回收,外觀和Felcon 9有點像,目標是未來從Felcon 9分走一杯羹,這是後話。有人預計未來10年,全世界要發5萬顆衛星。除了馬斯克的星鏈要發42,000顆衛星,貝索斯的Project Kuiper在未來10年要發3276顆衛星。英國的Oneweb計劃到2022年底發射648顆衛星。加拿大的Telesat也要發188顆衛星。。。Space X是肯定忙不過來的,Rocket Lab大有可為,他們近來還拿到了美國Space Force的合同。
3。代替飛機的地球旅行工具。
星艦用的猛禽發動機,目前已做到可以連續一星期日產一台的水平。但馬斯克還不滿意,他的目標是每12小時生產一台,成本控制在23萬美元一台!因為每台星艦的火箭要用33台猛禽,星艦本身用6台,軌道實驗一次就要用到39台,用量還是很大的。未來,馬斯克可不是造一,兩台星艦,他要打造一個數百,甚至上千台的星艦艦隊!所以,星艦早晚一天會成為地面交通工具。像坐飛機一樣,用經濟艙的價格從A到B。
眾所周知的原因,俄羅斯廢了,太空巨頭只剩下美國、中國和歐洲空間局ASE,印度也湊合算一個吧。美國第一,中國第二。ASE的水平不明朗。目前中國手裡的牌是不錯的:
1。有獨立自主的運載火箭。
2。有獨立自主的載人飛船、貨運飛船、航天員。
3。有獨立自主的天宮空間站。
4。有天問一號火星探測器, 及其攜帶的祝融號火星車。
中國的未來卡在了舉國體制和自由資本的十字路口,在這個彈丸小國韓國都放開了太空產業私有資本准入的時代,在這個怎麼看都不像是可以開倒車玩玩的時代。中國也出現了深藍航空等一些非國有的航天企業,但比起世界潮流,還差得很遠。
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雖然馬斯克關於延續人類文明的想法,很動人,但大概也只有小學生會相信吧,誰會相信各國爭着發衛星,比着上月球,上火星。。。只是為了拯救人類文明呢?況且人類文明也不需要拯救。人類終將超越人類自己曾經定義的人類,而存在下去。
暮雲收盡溢清寒,銀漢無聲轉玉盤。
此生此夜不長好,明月明年何處看。
何處看? 在太空裡看吧,走出(地)球門,走向星辰大海,不論銀漢還是玉盤,都是挑戰和機遇並存的競技場。我認為,人類本就不是地球石頭縫裡蹦出來的,人類本就來自星空,我們潛意識裡留存着古老的記憶,終將引領我們回歸星空家園。這也是為什麼,自古以來stuck在地球上的我們,仰望星空的時候,總是帶着憂傷。這憂傷,只有歸依星空的喜悅可以化解。
如果現在的計算機是繼蒸汽機和內燃機之後的第三次工業革命,那麼第四次工業革命必將來自那銀漢無聲的藍天深處!各國在航天領域的賽跑,就是第四次工業革命的序曲!
一切古老的憂傷,都將成為號角。
一切古老的神話,都將成為現實!
(完)
銀漢無聲轉玉盤 (一)
銀漢無聲轉玉盤(二)