2020年終專題 深度 科技

新太空競賽:政治埋下的種子,在商業中發芽

To Infinity and Beyond,Again


新太空競賽
新太空競賽

這是端傳媒2020年終專題的第17篇,歡迎點擊訂閲專題。我們與你一起,關注一個時代的碎裂與另一個時代的新生。

月球再次成為爭奪的焦點。

在有著雙子座流星雨的12月,嫦娥五號落在了月球正面的風暴洋之上,它伸出細長得像昆蟲腿一般的機械臂,鑽入月球表面,剝離出1084克表面土地。361個小時零48分鐘後,這隻電子蜘蛛模樣的航天器在內蒙古四子王旗着陸。時隔49年,人類再次帶回了屬於另一個星球的塵土。

1969年,在阿姆斯特朗(Neil Armstrong)邁出「人類一大步」之後,月球似乎一下子變得觸手可及,當時的人們樂觀地認為火星將是很快實現的下一站。此後的三年中,12位宇航員先後踏足了這顆並不遙遠的星球。

在那個世界被美蘇爭霸撕扯的特殊年代中,這成為了國際政治角力中名副其實的至高點。但世界很快地再次變化,共產主義陣營潰敗之後,太空探索迅速地消失在了大國政府的興趣清單里。

最後一次載人登月任務即將結束之時,阿波羅17號指令長尤金·塞爾南(Eugene Cernan)信誓旦旦道:我還將帶着人們的和平與希望返回這裏。但49年過去了,月球再也沒有等來任何一位人類。

在嫦娥五號登陸月球的前不久,在肯尼迪航天中心實現了SpaceX龍飛船(Dragon)的第二次載人發射,這是人類歷史上首次由私人企業完成的商業載人航天任務。美國時任總統特朗普和副總統彭斯專程從華盛頓飛往佛州現場觀看發射。任務成功後,特朗普在肯尼迪航天中心發表演說,「美國不會在任何領域屈居第二」,語氣帶着他標誌性的不容置疑。

美國也計劃在十年內返回月球,其中一個中期計劃是,向商業公司支付費用,讓它們的火箭帶領機器人奔向月球。NASA已經組建了一支值得信賴的商業團隊,馬斯克(Elon Musk)的SpaceX,貝佐斯(Jeff Bezos)的Blue Origin、老牌航天航空企業波音……這些羽翼逐漸豐厚的商業力量將成為美國引領新一輪太空競賽的主力軍。

不止是中美,以色列和印度都向月球拋出了各自的飛船;賽事也不再局限於月球,中美都已公開探索火星的詳細計劃;中國也放開了航天產業限制,鼓勵更多商業力量的加入。

與冷戰時期截然不同,新一輪的太空競賽開始了。

2020年11月24日中國文昌,運載嫦娥五號的火箭從中國文昌航天發射場升空。

2020年11月24日中國文昌,運載嫦娥五號的火箭從中國文昌航天發射場升空。攝:Liu Yang/VCG via Getty Images

Still Love You:新競賽,新商業

新競賽的玩家中多了民營資本的身影,而主旋律已經切換為嚴密而務實的商業邏輯。

甘肅酒泉的火箭發射場,荒涼、空無一物。視野裏,除了柔軟綿延的沙子,就是無際的天空。7月下午一點的天空有些灰藍,酒泉又要迎來一枚新火箭。不過和以往從這裏騰空的長征、神舟系列不同,這次的主角並不是「國家隊選手」。這枚火箭叫「雙曲線一號」,來自一家名為「星際榮耀」的中國民營航天公司——同很多已經身處民營航天領域頭部的商業公司一樣,上一輪航空競賽遺留下的宏大敘事和浪漫主義,深深地影響了他們對自己公司命名的偏好。

下午一時,平坦的細沙地上騰起一團灰白相間的雲團,幾秒鐘後,一個筆芯頭似的火箭從雲團中鑽出,筆直地勻速上升,身後拖着長長的白色軌跡。一級分離、二級分離、到第三級分離時,火箭已經衝出大氣層,人眼不再可見。指揮塔裏爆發出歡呼,中國終於有了第一枚成功入軌的民營火箭,成為美國之外,世界上另一個實現了這個目標的國家。

有人不服氣這個結果,在知乎論壇上,有網友寫到:「固體燃料推上去的火箭有什麼厲害的,要看液氧甲烷發動機,這才是世界頂尖的技術。」液氧甲烷發動機是使用液體燃燒的力量推動火箭上天的技術,相比固體燃料,這個方向更環保,最重要的是更適用於可回收火箭。SpaceX和BlueOrigin一直在主攻這個方向,在中國,也有數家民營公司專注於此,其中一家叫藍箭航天的公司就曾研發出一款液氧甲烷發動機。

類似的「技術先進性質疑」幾乎都會出現在新太空競賽每一次的階段成果之後,哪怕是絕對的領跑者SpaceX,都會不斷的收到類似「馬斯克為什麼不用更XXX(技術)的XXX(設備)?」一樣固定句式的反覆追問。

2020年5月30日美國開普敦,宇航員鮑勃·貝肯(右)和道格·赫利(左)走出大樓,前往獵鷹9號運載火箭。

2020年5月30日美國開普敦,宇航員鮑勃·貝肯(右)和道格·赫利(左)走出大樓,前往獵鷹9號運載火箭。攝:Joe Raedle/Getty Images

質疑的慣性是上一輪太空競賽的遺產之一。如果說冷戰時期的太空競賽是顯性的,火花四濺,押注一個國家全部的資源和意志去搏一個充滿光環的事件作為結果;那麼新一輪的競賽當中,商業邏輯的務實和對於投入產出比的精打細算,則取代了那種全情的浪漫。更低的成本、更好的回報、更多的可複製和可拓展成為了推動技術進步的首要動力;國家之間的威懾和封閉,變成了商業公司之間更加開放的博弈甚至合作。

五十年前的競賽,留下了豐富的技術溢出和文化溢出,至今仍然在日常生活中隨處可見,但曾經大國各自消耗的巨大成本,卻已經不再是今天的世界可以承受的。

根據中國航天基金會理事長吳志堅給出的數據,2018年,全球航天經濟收入的83%來自於商業航天。由SpaceX、OneWeb、BlueOrigin等為代表的新興商業航天企業,帶來更理性的商業模式、更謹慎的成本控制和顛覆性的技術,將航天探索的路徑從「大躍進」變為了可持續。

而太空也回饋給商業公司豐厚的酬勞,並為技術和資本提供了互聯網世界之外的另一條發展路徑。在傳統互聯網時代越來越走入成熟期的乏味和閉塞之時,頭頂的天空深處成了一副更加誘人的圖景,無論是搶佔軌道資源,發射衞星服務……太空的每一寸資源幾乎都代表着一塊爆炸性前景。在新一輪的探索途中,溢出消費產品和文化符號更是可以直接被商業化。

馬斯克將阿西莫夫的文字、David Bowie的歌曲,以及自己鍾愛的Roadster跑車塞進獵鷹火箭(Falcon Heavy),推向火星;又在火箭回收平台上塗鴉滿令人會心一笑的「Of Course I Still Love You」;還把亮閃閃的恐龍玩具帶上龍飛船,使得同款玩具在各個網站迅速售罄。

也會有人反問:這樣的行為是否過於私人化了?馬斯克回應說:(人類與太空的關係)這從來都是個人化的。(It's always personal.)

一切的趣味與浪漫都同五十年前大不一樣。

宇航員尤里·加加林(Yuri Gagarin)的插畫,他是第一個進入太空的人。

宇航員尤里·加加林(Yuri Gagarin)的插畫,他是第一個進入太空的人。攝:Rykoff Collection/Corbis via Getty Images

Don’t Panic:古老的太空爭霸指南

1957年10月4日,數百萬名困惑的美國人抬頭望向天空,他們看到一個星星般的移動小球,每90分鐘出現一次,如果擁有無線電設備,還能聽到這顆小球發出的嘟嘟聲——這是「斯普特尼克(Sputnik)」,人類歷史上第一顆人造衞星,直徑不到兩英尺,由前蘇聯發射。這一天開始,伴隨着美國人的不安和恐慌,一場橫跨18年,由當時世界上勢力最大的兩個國家主導、人類歷史上最具想像力的競爭,徐徐拉開帷幕。

華盛頓迅速加快了進程,兩個月後,就發射進入地球外太空軌道的第一枚運載火箭,美國人屏氣凝神盯着電視裏這枚象徵國家榮譽的機器,直到這枚火箭在他們眼前爆炸。這次失敗被冠以「失敗衞星」的戲謔名字出現在前蘇聯的報紙上,在聯合國,前蘇聯代表團以對落後國家提供技術援助的名義,提出對美國實施援助,直到兩個月後,朱諾一號火箭終於將美國的首顆衞星送上天空,蘇聯的「善意」才告一段落。

二戰時期的德國積累了大量的航天技術,戰爭結束後,美國開展迴紋針行動(Operation Paperclip),將1600名德國科學家及其家屬送至秘密基地。迴紋針行動為美國貢獻出日後可改良為衞星發射火箭的中程彈道導彈,但蘇聯依舊取得了大量德國軍事設備的圖紙——德國的重要軍事基地大多位於東德,蘇聯人打撈到不少剩餘軍事設備,為日後的太空探索打下基礎。

制約也一併發生,並影響到今日。比如美國時任總統艾森豪威爾曾擔心衞星經過一個國家(這個值得在意的國家就是蘇聯)超過100千米高時,會被認為是侵犯國家領空,繼而影響美國在爭霸中的名聲,於是國家的領空主權不應擴展到外層空間這一原則確立下來。美蘇也帶頭簽署了《外層空間條約(Outer Space Treaty)》,規定外天空探索應使所有國家受益,供所有國家自由探索和利用,明確禁止任何政府佔有天體資源,至今依然在理論上生效。

1957年10月4日,人造衛星「斯普特尼克(Sputnik)」。

1957年10月4日,人造衛星「斯普特尼克(Sputnik)」。圖 : Getty Images

在爭霸前期,蘇聯優勢巨大,接連創造出第一顆人造衞星,第一架載人航天飛機,第一次太空行走等記錄。最閃耀的明星是尤里加加林(Yuri Gagarin)。從保留至今的大量影音資料中,可還原這一珍貴歷史時刻的盛況——即將成為奔赴太空第一人的加加林被眾人圍簇,身着大衣的男人毫不避諱地擁抱他,親吻他的臉頰,包裹在橘黃色宇航服裏的加加林舉起雙手,站在巨大的航天器前,向地面上的人揮手,火箭尾部噴出禮花般的火焰,人類第一次進入外層空間。

回來後的加加林成為英雄,他登上報紙頭版,上面有他的單人胸像,「man enter space」——頭條強調着這是全人類的創舉。他站在敞篷車裏,制服上掛滿軍銜,向街道上水泄不通的人群招手,盛裝打扮的兒童給他獻花,女人為他別上蘇聯英雄的徽章,遊行的規模之大僅次於1945年慶祝第二次世界大戰勝利那次。

加加林的成功刺激了人類歷史上另一個更大成就的誕生,並且至今仍未被複製——美國決定登月。此時美國已進入肯尼迪時代,這位明星總統對太空探索的熱情並不如前任,他認為這消耗了太多國家經費,但第一位太空人的誕生刺激了爭霸中的國家。肯尼迪決定賭一把大的,阿波羅登月計劃誕生。「在這個年代裏,它將是太空項目所取得最驚人的成就……但是同時代價也是最昂貴的,實現過程也是最艱難的。」肯尼迪在1961年向國會解釋登月需求時迫切說道。

那時,絕大部分人類登月所需的技術都不存在。

今天耳熟能詳的機構登場——NASA。詳細地學習並反思了蘇聯經驗之後,美國發現相比軍方,組織民間參與太空探索將更有效率,或者說,更省錢。NASA由此誕生。阿波羅計劃中,NASA協助美國政府,最終組織了200多億美元、40萬人、2萬家企業參與其中。登月計劃也歷經肯尼迪、林登約翰遜、尼克松等多位美國領導人之手,中途甚至一度打算和蘇聯合作。圍繞阿波羅計劃,美國開展一系列旨在考察飛船在軌時間、驗證太空行走技術、航天器交匯對接等準備工作的航天計劃,並通過雙子星計劃培養了一大批有經驗的宇航員。

1968年7月16號,土星5號運載火箭在弗羅裏達的肯尼迪航天中心39號發射基地起飛,它搭載着已經進入第11代的阿波羅宇宙飛船,和三位經由層層選拔、太空飛行經驗豐富的航天員。三天後,這三位航天員到達月球軌道,又過了一天,他們在月球着陸,此時飛船僅剩下還能應付30秒的燃料。

其中一名航天員,阿姆斯特朗,向地球上的美國人廣播,「這裏是寧靜基地(Tranquility Base)。老鷹(Eagle,登月艙 )降落了。」他說道。再過八小時,他就要踏上月球,並說出那句著名的「這對個人來說是一小步,對人類來說卻是一大步。」

「我們在倫敦的一間共用房子裏看了電視上的着陸,阿姆斯特朗一走出,我和我的室友就衝到閣樓的窗戶旁,抬頭凝視着月亮,好像我們能看見他。」經歷過那一刻的人們都有着相似的回憶,「幾乎街上的每個家庭都在做同樣的事情。」

根據後來披露的資料顯示,前蘇聯實際上也進行過登月計劃。他們曾實現了允許宇航員僅在身着襯衣的條件下執行太空飛行任務的技術,也完成了人類月球行走的技術準備。但失敗也如影隨形,前蘇聯登月的主力火箭探測號多次在飛行任務中失誤,一次發射中,火箭甚至撞向發射台,使登月所需的火箭和發射設備都遭受損害。

前蘇聯的首席火箭和宇宙飛船工程師,謝爾蓋·帕夫洛維奇·科羅廖夫,於1966年去世,那是美國登月成功的前兩年。科羅廖夫對外一直以「首席設計師」的名義進行匿名研究,在他的領導下,前蘇聯成功完成第一顆衞星和第一位太空人的記錄,直到他逝世,這位前蘇聯太空競賽的最大功臣才得以公布身份。他的逝世被認為是前蘇聯在競賽中逐漸敗落下風的重要原因之一,繼任者沒能繼承科羅廖夫的巨大貢獻,加上前蘇聯缺乏執行非軍事太空計劃的適當組織結構和領導等多重原因,後力漸漸不支。

冷戰在70年代趨緩。1972年,時任美國總統的尼克松和前蘇聯共產黨總書記勃列日涅夫達成暫緩冷戰的共識,兩國還計劃使各自象徵國家太空最高成就的阿波羅號和聯盟號在太空上對接,這項計劃被命名為阿波羅-聯盟測試計劃,美蘇各派出三名和兩名宇航員駕駛着各自的代表性飛船對接,他們相互握手,交換禮物,參觀對方的飛船。

那是1975年7月,持續了18年的太空競賽第一迴合在這一刻告一段落。

2019年5月3日,中國甘肅金昌模擬火星的基地。

2019年5月3日,中國甘肅金昌模擬火星的基地。攝:Costfoto/Barcroft Media via Getty Images

新「舉國體制」

2014年11月,中國《國務院關於創新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》出台,被看作是政策准入商業航天發展的開端。2015年,大量民營航天企業成立,被稱作是中國民營航天的誕生元年。缺口出現後,中國民營航天如決堤的水,前湧不停。

根據端傳媒整理,中國市場上至少有176家民營航天企業(截至2019年),衞星和火箭是兩大主要領域。2015年至2020年,中國民營航航天的融資總額至少為65億元,吸引了至少90家投資機構。且融資逐漸集中到頭部企業,公開資料披露,2020年中國民營商業航天領域投資有九成湧向藍箭航天、星際榮耀和星河動力這三家頭部民營火箭企業。民營衞星和火箭相關產業是兩大主流領域,火箭發射和衞星製造是主流業務。

中國民營航天在賽場上明確追逐的目標,首先便是以SpaceX為首的國際領先者。SpaceX要打造天基互聯網,發射4.2萬顆衞星,中國民營公司便也喊出要發展自己的「星鏈計劃」,九天微星計劃發射72顆衞星組建物聯網星座。同樣,在火箭可回收技術、液體甲烷燃料等這些國際航天公司正在主攻的方向,都可見中國民營公司的追趕和效仿的身影。

領先者與追趕者之間的鴻溝依舊清晰。以火箭為例,中國目前唯一發射成功的「雙曲線一號」,近地軌道運力為300千克,而SpaceX在2018年發射的獵鷹重型運載火箭運載力為63噸;藍箭航天正在研究的甲烷火箭,目前試車成功的最高真空推力才80噸,而SpaceX正在研發的甲烷火箭猛禽系列目標則為335噸;在可重複回收技術上,建立18年的SpaceX也遙遙領先中國民營企業,甚至贏過發展了六十多年的中國官方航空。比如,一次性將60顆衞星送上太空,這點中國無論是官方還是民間都還無法做到。

而奔跑途中的一個棘手問題是,中國民營航天公司該如何定義自己與「國家隊」的關係。在2014年開放民營公司加入航天隊伍之前,中國的航天事業全部由「國家隊」掌控,這意味着發展航天產業所需的供應商、原材料、發射場地、人才、技術,都在國家和其相關體系手裏,不存在自由流動的市場。民營公司接觸完整產業鏈的難度大,議價能力也低,這將直接影響民營企業的運行成本。在衞星互聯網產業鏈,民營企業可以參與上游的研發和下游的應用,但中間的系統總體設計及投資運營主體,依舊由國家隊把控。

除此之外,火箭發射需要的發射場、組裝廠房、民營衞星的客戶、衞星發射上天依賴的火箭,目前都需要依賴官方資源。民營衞星公司九天微星的創始人謝濤曾對媒體表示:衞星企業與其自詡「中國版的 SpaceX」,不如定位於「太空界的華為」。

民營企業的創始人背景便很好體現出這個產業與國家隊的關係。據端傳媒統計,今天民營航天的代表公司,其創始人幾乎都擁有官方航天背景:成功將民營火箭送上天的星際榮耀,其創始人彭小波曾在航天科技一院第一總體設計部從事長征系列運載火箭的研發工作,並一度擔任航天科技一院研發中心主任;中國第一家民營火箭工藝零壹空間CEO舒暢畢業於專門培養官方航天人才的北京航空航天大學,也曾還在航天產業基金投資部工作;他的一名手下梁建軍來自部隊,瞭解軍方航天需求,後來他離開零壹,創立火箭公司星途探索;號稱與SpaceX直接競爭的藍箭航天創始人張昌武似乎離航天系統最遠,他的過往經歷主要在金融領域,但他的家人從事航天業。

實際上對於投入和風險都巨大的航天產業而言,依賴官方可能是一定程度的行業共識。SpaceX在其幾次發射失敗,一度瀕臨破產之時,正是NASA的訂單支持幫助其走至今日;為了避免波音等老牌航空航天企業對發射市場的壟斷,NASA還向SpaceX轉移技術。

2016年4月10日,SpaceX 天龍號太空船。

2016年4月10日,SpaceX 天龍號太空船。攝:Tim Peake / ESA/NASA via Getty Images

中國官方是中國民營航天的首要優質客戶,氣象局等事業單位客戶以及從事衞星運營的國有企業購買能力最強,對高性能衞星有持續需求的同時對價格不敏感,是極佳的合作伙伴。但官方也影響着民營航天企業的發展。典型例子是政策門檻,在開放民營航天准入前,中國民用航天發射項目面臨審批時間長、門檻高的限制,而現在這類限制依舊存在。根據美國衞星產業協會的《2020衞星產業年度報告》,全球衞星服務產業的74.8%來自電視衞星服務,這是世界衞星企業運營最具市場前景的領域,但在中國,由於衞星電視的嚴格監管,這塊業務反而是投資熱度最小的領域。

在此基礎上,「國家隊」與民營企業也難免競爭。2016年,中國官方航天領軍者,航天科工和航天科技,分別推出專門針對商業發射的「快舟」和「捷龍」系列。其中捷龍一號與雙曲線一號性能類似,目標市場相同,但與雙曲線一號3298萬人民幣的發射價格相比,官方背景背書的捷龍一號發射價格僅為2500萬,優勢突出。而捷龍系列性能更好,運載力更強的二號、三號正在研發途中。衞星領域的競爭尤為激烈,除了「國家隊」,還有各學術機構自行研發的衞星。

「與國家隊不是競爭關係」,民營衞星龍頭企業天儀研究院曾這樣向媒體表示,它們不會參與政府部門的衞星招標,「因為這是國家隊的市場」。幾乎所有公開的場合下,創業者都積極傳達合作的意向。有媒體評價,中國民營商業航天是傳統航天的補充,已經越來越成為行業的共識。

在高壓的傳統領域之外,中國民營航天依舊在創造着自己的商業化道路:民營衞星企業紛紛推出教育共享衞星,開拓科研市場;「雙曲線一號」上天時,火箭載荷艙裏裝着某車企的汽車模型,用以測試該車企材料在極端環境下的表現;一瓶白酒也跟着上了天,此後該白酒品牌順勢推出了1.6萬瓶紀念酒;就連電商直播中,都出現了火箭發射的買賣,即便此時人們只能買一次現場觀看和指揮發射的機會,但也彷彿擁有了航天產業走向普通大眾的「一大步」;更有其他領域的企業開始通過購買衞星發射服務,作為品牌公關手段,設定話題或化解危機。

「放衞星」,這個在大躍進時代的中國被異化的詞彙,終於在現在獲得了更加新鮮和務實的新意義。

實習生樂佳文對此文亦有貢獻。

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