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“蓝色起源”的太空商业蓝图
  新华网 ( 2021-08-03 06:33:05 ) 来源: 《环球》杂志
 

 

2019年5月9日,在美国华盛顿,美国蓝色起源公司创始人杰夫·贝索斯在发布活动上讲话

    贝索斯曾告诉媒体,蓝色起源的吉祥物是“龟兔赛跑”故事中的乌龟,与之对应的拉丁文座右铭,意为“大无畏地一步一步前进”。

《环球》杂志记者/王鑫方

  5岁的美国男孩杰夫·贝索斯是在黑白电视机上看到人类第一次登月时,对浩渺太空产生了最初的憧憬;31年后,凭借电子商务赚得盆满钵满的贝索斯悄悄成立太空技术企业蓝色起源公司;又过去21年,2021年7月20日上午,贝索斯乘坐“新谢泼德”号火箭升空,开启首次太空之旅。约7分钟后,助推火箭在指定位置着陆,近11分钟时,载有贝索斯等人的太空舱顺利着陆,蓝色起源首次载人太空之旅取得成功。与贝索斯一起升入太空的,其中包括一位用2800万美元高价拍下“船票”的商业客户。

  无论对于公司还是贝索斯本人,这次高价、短暂的首航都仅仅是一个小小的开端。“船票”代表的商业太空旅游项目,更多是在为一个比一个远大的后续目标铺路。

亚轨道飞行商业化

  如此宏大的愿景当然不可能一蹴而就。蓝色起源迈出的第一步就是亚轨道飞行,借助自己研发的“新谢泼德”飞行器,从无人到载人,最终实现商业化。

  这里首先要厘清两个概念——太空和亚轨道。

  在空间学上,太空即外层空间,指地球大气层以外的宇宙空间。由于地球大气随海拔增加逐渐变稀薄,太空与地球大气层并没有明确界限。美国联邦航空管理局视海拔80千米处为太空与地球大气层的界线,但蓝色起源采用的是国际公认的国际航空联合会标准,即以海拔100千米处的卡门线为界。

  亚轨道通常指卡门线以下、海拔20千米以上的空域,严格意义上讲不属于太空,而是地球大气层和太空之间的过渡区。

  “新谢泼德”以美国首位宇航员艾伦·谢泼德命名,集火箭与飞船于一体,完全由机载计算机控制,采用垂直起降技术,不需要飞行员。飞行器快飞到预定高度时,火箭与飞船分离,率先在陆地垂直着陆。飞船在惯性作用下继续上升,随后借助降落伞返回地面。这一飞行器最大飞行高度刚好超过卡门线,足以让飞船内乘客在短时间内领略到真正意义上的太空风光,勉强够到“太空观光”的标准。

  但是,从技术层面讲,“新谢泼德”属于亚轨道飞行器,上升时无需加速到环绕地球所需的第一宇宙速度,降落时对环境控制和生命保障的要求也明显低于绕地轨道飞行,技术难度和成本自然随之降低。

  对于想要实现“太空梦”的游客来说,这样的亚轨道飞行无疑比轨道飞行门槛低得多——失重只有几分钟,对身体条件要求不高,体验更安全,飞行前也几乎不需要多少培训。还有,票价相对便宜不少。

  对蓝色起源而言,这样的载人飞行要实现商业化,关键是降低成本,实现飞行器的可重复使用。贝索斯曾对媒体算过一笔账:发射一次性火箭,推进剂成本仅占大约1%,最费钱的航天级硬件最终却化为灰烬。理论上讲,一旦实现可重复使用,通向太空的成本会降至百分之一,“这可了不得,会改变一切”。

  2015年,“新谢泼德”火箭一飞惊人,发射后从太空成功返回地面,在陆地垂直着陆,两个月后再次实现发射再着陆,在世界上首次实现“二手”火箭进入太空后再着陆回收。

  为确保飞行安全,公司多次测试飞行器载人舱逃生系统,以期飞船在飞行过程中一旦出现意外随时可脱离火箭降落。公司原打算2018年开始将首批游客送入太空,但计划一再推迟。

目标是常驻月球

  越过卡门线,蓝色起源下一个目标是争取2024年前登陆月球,建立永久定居点。

  这是一个庞大的工程,绝非一家私企可以独立完成。蓝色起源希望能从美国国家航空航天局(NASA)重返月球项目中分得一杯羹,且已在去年拿下NASA5.79亿美元合同,用于开发载人登月器,但联合洛克希德-马丁公司等企业拿出的登月方案却于今年4月输给了对手埃隆·马斯克的太空探索技术公司。

  蓝色起源随即以受到不公平对待为由提出抗议,等待美国国会下属审计机构政府问责局7月作出决定。不过,公司表示,无论是否得到NASA的资助,它都将开发登月项目。

  蓝色起源目前公开的相关研发产品包括登月器“蓝月亮”、重型运载火箭“新格林”号以及推力可达4.5吨的助推火箭发动机BE-7。

  “蓝月亮”2016年开始设计,2019年发布实物模型。按照贝索斯的说法,它具备太空自主巡航能力,空载质量超过3吨,有效载荷3.6吨至6.5吨,可同时搭载4台大型探月车,向月球同步轨道发射卫星,今后还可搭载载人加压太空舱。

  “新格林”号的名字来自第一个绕地球飞行的美国宇航员约翰·格林。它吸收了“新谢泼德”的可重复使用设计经验,第一级在发射后将垂直降落回地面,供回收使用。它分多个版本,由以天然气与液氧为燃料的BE-4发动机驱动,总推力可达1750吨。按设想,这一大推力火箭能把商业卫星和人发射至近地轨道,甚至轨道之外。

  蓝色起源首选月球南极地区为着陆区,因为研究人员认为那里存在大量可供开采的水冰,经加工不仅能够为登月者提供饮用水,还可提供人类呼吸用的氧以及用作火箭燃料的氢。在此基础上,人类可向在月球建造定居点的目标更进一步,进而可以月球为“中继站”探索太阳系。

  2019年,蓝色起源在社交媒体推特上放言:“我们必须重返月球,这次是常驻。”

为移民太空打基础

  蓝色起源2020年宣布招聘“轨道居住地规划负责人”,“暴露”了公司一个更远大的目标——在近地轨道建立多个宜居空间站。

  与目前在轨运行的国际空间站以科研为主不同,蓝色起源称它打造的空间站不是向“少数经过专业训练的宇航员”提供住所,而是成为普通人太空活动的“目的地”。随着上太空的人越来越多,人们可以在那里“从事能创造价值的经济活动”,太空经济将得到长足且巨大的发展。

  据美国行业媒体《太空新闻》报道,该公司打算在下一个10年建造并发射这样的商业空间站,但具体规划及设想尚未公开。以这些空间站为基础,贝索斯希望最终建成多个太空定居点,总计容纳1万亿人。

  他说:“到那时会出现1000个莫扎特、1000个爱因斯坦。想想吧,这个文明将会多么不可思议且充满活力!”

  贝索斯18岁时作为优秀高中毕业生的代表作毕业致辞,他畅想未来星球将能居住数百万人。进入普林斯顿大学后,他深受著名物理学家杰拉德·奥尼尔有关太空设想的影响,近年频频以奥尼尔设计的太空定居地“奥尼尔圆柱”为原型展望太空定居点。

  在贝索斯展示的效果图中,太空定居点是一个个巨大的圆柱状全封闭玻璃管道,悬浮在近地太空中,经由旋转产生人工重力,每个可供100万人居住和工作。它们彼此之间交通便捷,可当日往返,往返地球也可以说走就走。

  贝索斯说,随着人类对地球不断开发,有限的地球资源越来越紧张。为保护地球,人类需要向太空移民,在那里工作和生活。届时,给地球带来压力的重工业等产业将转移至太空,地球则成为轻工业发展区以及人类生活区。

  要实现这样的梦想,一是需要极大降低火箭发射成本,二是需要研发利用太空资源的技术,比如从月球采水、在小行星挖矿、利用太阳获取能源等。这需要数代人上百年的努力,他这一代能做的就是为移居太空开拓基础设施建设,“为奔向太空修一条路”,比如建设商业空间站。

稳扎稳打,还是保守拖沓?

  研发太空技术特别“烧钱”,贝索斯的优势恰好就是,不差钱——作为电子商务巨头亚马逊公司创始人多次雄踞世界首富宝座,财力雄厚。但即便如此,他也明白,这些钱不见得够用,“要么有人接棒,要么我花光钱”。然而,面对优秀的竞争对手,他砸重金换来的研发成果似乎不是那么令人满意。

  贝索斯早在2017年就向媒体透露,为实现把人送入太空的梦想,他每年卖掉10亿美元亚马逊股票,向蓝色起源提供资金支持。按照《太空新闻》的说法,他近年进一步加大支持力度——2019年售出28亿美元股票,2020年售出超过72亿美元股票,其中相当一部分用于研发“新格林”号。

  不过,蓝色起源目前的科研成果有些不尽如人意,特别是对比同为富豪的埃隆·马斯克创建的太空探索技术公司,它显得效率不够高,思路不够开放。

  比如,蓝色起源2008年宣布打算在3年内实现“新谢泼德”无人亚轨道飞行,2018年将客户送入太空。事实上,无人试飞推迟1年启动,飞了整整15次才决定载人,比原计划晚了9年,而且尚未在亚轨道正式开展旅游业务。

  相比之下,太空探索技术公司的载人“龙”飞船已开始执行常规商业载人航天任务,多次将宇航员送往空间站,今年下半年更是要送游客绕地球飞行。无论是重型运载火箭“猎鹰9”“星舟”还是“星链”网络,抑或在登月舱装电梯,马斯克正持续“刺激”全球航天。更重要的是,他的技术要价往往比贝索斯低得多。

  好在贝索斯有一颗“平常心”,他认为开发太空技术,安全更重要,慢点没关系。他曾告诉媒体,蓝色起源的吉祥物是“龟兔赛跑”故事中的乌龟,与之对应的拉丁文座右铭,意为“大无畏地一步一步前进”。他说,慢则稳,稳则快,“小心谨慎、有条不紊才能成功,从不跳过步骤才会速度最快。”

来源:2021年7月28日出版的《环球》杂志 第15期

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