新太空竞赛:政治埋下的种子,在商业中发芽

To Infinity and Beyond,Again
新太空竞赛

这是端传媒2020年终专题的第16篇,欢迎点击订阅专题。我们与你一起,关注一个时代的碎裂与另一个时代的新生。

月球再次成为争夺的焦点。

在有著双子座流星雨的12月,嫦娥五号落在了月球正面的风暴洋之上,它伸出细长得像昆虫腿一般的机械臂,钻入月球表面,剥离出1084克表面土地。361个小时零48分钟后,这只电子蜘蛛模样的航天器在内蒙古四子王旗着陆。时隔49年,人类再次带回了属于另一个星球的尘土。

1969年,在阿姆斯特朗(Neil Armstrong)迈出“人类一大步”之后,月球似乎一下子变得触手可及,当时的人们乐观地认为火星将是很快实现的下一站。此后的三年中,12位宇航员先后踏足了这颗并不遥远的星球。

在那个世界被美苏争霸撕扯的特殊年代中,这成为了国际政治角力中名副其实的至高点。但世界很快地再次变化,共产主义阵营溃败之后,太空探索迅速地消失在了大国政府的兴趣清单里。

最后一次载人登月任务即将结束之时,阿波罗17号指令长尤金·塞尔南(Eugene Cernan)信誓旦旦道:我还将带着人们的和平与希望返回这里。但49年过去了,月球再也没有等来任何一位人类。

在嫦娥五号登陆月球的前不久,在肯尼迪航天中心实现了SpaceX龙飞船(Dragon)的第二次载人发射,这是人类历史上首次由私人企业完成的商业载人航天任务。美国时任总统特朗普和副总统彭斯专程从华盛顿飞往佛州现场观看发射。任务成功后,特朗普在肯尼迪航天中心发表演说,“美国不会在任何领域屈居第二”,语气带着他标志性的不容置疑。

美国也计划在十年内返回月球,其中一个中期计划是,向商业公司支付费用,让它们的火箭带领机器人奔向月球。NASA已经组建了一支值得信赖的商业团队,马斯克(Elon Musk)的SpaceX,贝佐斯(Jeff Bezos)的Blue Origin、老牌航天航空企业波音……这些羽翼逐渐丰厚的商业力量将成为美国引领新一轮太空竞赛的主力军。

不止是中美,以色列和印度都向月球抛出了各自的飞船;赛事也不再局限于月球,中美都已公开探索火星的详细计划;中国也放开了航天产业限制,鼓励更多商业力量的加入。

与冷战时期截然不同,新一轮的太空竞赛开始了。

2020年11月24日中国文昌,运载嫦娥五号的火箭从中国文昌航天发射场升空。
2020年11月24日中国文昌,运载嫦娥五号的火箭从中国文昌航天发射场升空。

Still Love You:新竞赛,新商业

新竞赛的玩家中多了民营资本的身影,而主旋律已经切换为严密而务实的商业逻辑。

甘肃酒泉的火箭发射场,荒凉、空无一物。视野里,除了柔软绵延的沙子,就是无际的天空。7月下午一点的天空有些灰蓝,酒泉又要迎来一枚新火箭。不过和以往从这里腾空的长征、神舟系列不同,这次的主角并不是“国家队选手”。这枚火箭叫“双曲线一号”,来自一家名为“星际荣耀”的中国民营航天公司——同很多已经身处民营航天领域头部的商业公司一样,上一轮航空竞赛遗留下的宏大叙事和浪漫主义,深深地影响了他们对自己公司命名的偏好。

下午一时,平坦的细沙地上腾起一团灰白相间的云团,几秒钟后,一个笔芯头似的火箭从云团中钻出,笔直地匀速上升,身后拖着长长的白色轨迹。一级分离、二级分离、到第三级分离时,火箭已经冲出大气层,人眼不再可见。指挥塔里爆发出欢呼,中国终于有了第一枚成功入轨的民营火箭,成为美国之外,世界上另一个实现了这个目标的国家。

有人不服气这个结果,在知乎论坛上,有网友写到:“固体燃料推上去的火箭有什么厉害的,要看液氧甲烷发动机,这才是世界顶尖的技术。”液氧甲烷发动机是使用液体燃烧的力量推动火箭上天的技术,相比固体燃料,这个方向更环保,最重要的是更适用于可回收火箭。SpaceX和BlueOrigin一直在主攻这个方向,在中国,也有数家民营公司专注于此,其中一家叫蓝箭航天的公司就曾研发出一款液氧甲烷发动机。

类似的“技术先进性质疑”几乎都会出现在新太空竞赛每一次的阶段成果之后,哪怕是绝对的领跑者SpaceX,都会不断的收到类似“马斯克为什么不用更XXX(技术)的XXX(设备)?”一样固定句式的反复追问。

2020年5月30日美国开普敦,宇航员鲍勃·贝肯(右)和道格·赫利(左)走出大楼,前往猎鹰9号运载火箭。
2020年5月30日美国开普敦,宇航员鲍勃·贝肯(右)和道格·赫利(左)走出大楼,前往猎鹰9号运载火箭。

质疑的惯性是上一轮太空竞赛的遗产之一。如果说冷战时期的太空竞赛是显性的,火花四溅,押注一个国家全部的资源和意志去搏一个充满光环的事件作为结果;那么新一轮的竞赛当中,商业逻辑的务实和对于投入产出比的精打细算,则取代了那种全情的浪漫。更低的成本、更好的回报、更多的可复制和可拓展成为了推动技术进步的首要动力;国家之间的威慑和封闭,变成了商业公司之间更加开放的博弈甚至合作。

五十年前的竞赛,留下了丰富的技术溢出和文化溢出,至今仍然在日常生活中随处可见,但曾经大国各自消耗的巨大成本,却已经不再是今天的世界可以承受的。

根据中国航天基金会理事长吴志坚给出的数据,2018年,全球航天经济收入的83%来自于商业航天。由SpaceX、OneWeb、BlueOrigin等为代表的新兴商业航天企业,带来更理性的商业模式、更谨慎的成本控制和颠覆性的技术,将航天探索的路径从“大跃进”变为了可持续。

而太空也回馈给商业公司丰厚的酬劳,并为技术和资本提供了互联网世界之外的另一条发展路径。在传统互联网时代越来越走入成熟期的乏味和闭塞之时,头顶的天空深处成了一副更加诱人的图景,无论是抢占轨道资源,发射卫星服务……太空的每一寸资源几乎都代表着一块爆炸性前景。在新一轮的探索途中,溢出消费产品和文化符号更是可以直接被商业化。

马斯克将阿西莫夫的文字、David Bowie的歌曲,以及自己钟爱的Roadster跑车塞进猎鹰火箭(Falcon Heavy),推向火星;又在火箭回收平台上涂鸦满令人会心一笑的“Of Course I Still Love You”;还把亮闪闪的恐龙玩具带上龙飞船,使得同款玩具在各个网站迅速售罄。

也会有人反问:这样的行为是否过于私人化了?马斯克回应说:(人类与太空的关系)这从来都是个人化的。(It\”s always personal.)

一切的趣味与浪漫都同五十年前大不一样。

宇航员尤里·加加林(Yuri Gagarin)的插画,他是第一个进入太空的人。
宇航员尤里·加加林(Yuri Gagarin)的插画,他是第一个进入太空的人。

Don’t Panic:古老的太空争霸指南

1957年10月4日,数百万名困惑的美国人抬头望向天空,他们看到一个星星般的移动小球,每90分钟出现一次,如果拥有无线电设备,还能听到这颗小球发出的嘟嘟声——这是“斯普特尼克(Sputnik)”,人类历史上第一颗人造卫星,直径不到两英尺,由前苏联发射。这一天开始,伴随着美国人的不安和恐慌,一场横跨18年,由当时世界上势力最大的两个国家主导、人类历史上最具想像力的竞争,徐徐拉开帷幕。

华盛顿迅速加快了进程,两个月后,就发射进入地球外太空轨道的第一枚运载火箭,美国人屏气凝神盯着电视里这枚象征国家荣誉的机器,直到这枚火箭在他们眼前爆炸。这次失败被冠以“失败卫星”的戏谑名字出现在前苏联的报纸上,在联合国,前苏联代表团以对落后国家提供技术援助的名义,提出对美国实施援助,直到两个月后,朱诺一号火箭终于将美国的首颗卫星送上天空,苏联的“善意”才告一段落。

二战时期的德国积累了大量的航天技术,战争结束后,美国开展回纹针行动(Operation Paperclip),将1600名德国科学家及其家属送至秘密基地。回纹针行动为美国贡献出日后可改良为卫星发射火箭的中程弹道导弹,但苏联依旧取得了大量德国军事设备的图纸——德国的重要军事基地大多位于东德,苏联人打捞到不少剩余军事设备,为日后的太空探索打下基础。

制约也一并发生,并影响到今日。比如美国时任总统艾森豪威尔曾担心卫星经过一个国家(这个值得在意的国家就是苏联)超过100千米高时,会被认为是侵犯国家领空,继而影响美国在争霸中的名声,于是国家的领空主权不应扩展到外层空间这一原则确立下来。美苏也带头签署了《外层空间条约(Outer Space Treaty)》,规定外天空探索应使所有国家受益,供所有国家自由探索和利用,明确禁止任何政府占有天体资源,至今依然在理论上生效。

1957年10月4日,人造卫星“斯普特尼克(Sputnik)”。
1957年10月4日,人造卫星“斯普特尼克(Sputnik)”。

在争霸前期,苏联优势巨大,接连创造出第一颗人造卫星,第一架载人航天飞机,第一次太空行走等记录。最闪耀的明星是尤里加加林(Yuri Gagarin)。从保留至今的大量影音资料中,可还原这一珍贵历史时刻的盛况——即将成为奔赴太空第一人的加加林被众人围簇,身着大衣的男人毫不避讳地拥抱他,亲吻他的脸颊,包裹在橘黄色宇航服里的加加林举起双手,站在巨大的航天器前,向地面上的人挥手,火箭尾部喷出礼花般的火焰,人类第一次进入外层空间。

回来后的加加林成为英雄,他登上报纸头版,上面有他的单人胸像,“man enter space”——头条强调着这是全人类的创举。他站在敞篷车里,制服上挂满军衔,向街道上水泄不通的人群招手,盛装打扮的儿童给他献花,女人为他别上苏联英雄的徽章,游行的规模之大仅次于1945年庆祝第二次世界大战胜利那次。

加加林的成功刺激了人类历史上另一个更大成就的诞生,并且至今仍未被复制——美国决定登月。此时美国已进入肯尼迪时代,这位明星总统对太空探索的热情并不如前任,他认为这消耗了太多国家经费,但第一位宇航员的诞生刺激了争霸中的国家。肯尼迪决定赌一把大的,阿波罗登月计划诞生。“在这个年代里,它将是太空项目所取得最惊人的成就……但是同时代价也是最昂贵的,实现过程也是最艰难的。”肯尼迪在1961年向国会解释登月需求时迫切说道。

那时,绝大部分人类登月所需的技术都不存在。

今天耳熟能详的机构登场——NASA。详细地学习并反思了苏联经验之后,美国发现相比军方,组织民间参与太空探索将更有效率,或者说,更省钱。NASA由此诞生。阿波罗计划中,NASA协助美国政府,最终组织了200多亿美元、40万人、2万家企业参与其中。登月计划也历经肯尼迪、林登约翰逊、尼克松等多位美国领导人之手,中途甚至一度打算和苏联合作。围绕阿波罗计划,美国开展一系列旨在考察飞船在轨时间、验证太空行走技术、航天器交汇对接等准备工作的航天计划,并通过双子星计划培养了一大批有经验的宇航员。

1968年7月16号,土星5号运载火箭在弗罗里达的肯尼迪航天中心39号发射基地起飞,它搭载着已经进入第11代的阿波罗宇宙飞船,和三位经由层层选拔、太空飞行经验丰富的航天员。三天后,这三位航天员到达月球轨道,又过了一天,他们在月球着陆,此时飞船仅剩下还能应付30秒的燃料。

其中一名航天员,阿姆斯特朗,向地球上的美国人广播,“这里是宁静基地(Tranquility Base)。老鹰(Eagle,登月舱 )降落了。”他说道。再过八小时,他就要踏上月球,并说出那句著名的“这对个人来说是一小步,对人类来说却是一大步。”

“我们在伦敦的一间共用房子里看了电视上的着陆,阿姆斯特朗一走出,我和我的室友就冲到阁楼的窗户旁,抬头凝视着月亮,好像我们能看见他。”经历过那一刻的人们都有着相似的回忆,“几乎街上的每个家庭都在做同样的事情。”

根据后来披露的资料显示,前苏联实际上也进行过登月计划。他们曾实现了允许宇航员仅在身着衬衣的条件下执行太空飞行任务的技术,也完成了人类月球行走的技术准备。但失败也如影随形,前苏联登月的主力火箭探测号多次在飞行任务中失误,一次发射中,火箭甚至撞向发射台,使登月所需的火箭和发射设备都遭受损害。

前苏联的首席火箭和宇宙飞船工程师,谢尔盖·帕夫洛维奇·科罗廖夫,于1966年去世,那是美国登月成功的前两年。科罗廖夫对外一直以“首席设计师”的名义进行匿名研究,在他的领导下,前苏联成功完成第一颗卫星和第一位宇航员的记录,直到他逝世,这位前苏联太空竞赛的最大功臣才得以公布身份。他的逝世被认为是前苏联在竞赛中逐渐败落下风的重要原因之一,继任者没能继承科罗廖夫的巨大贡献,加上前苏联缺乏执行非军事太空计划的适当组织结构和领导等多重原因,后力渐渐不支。

冷战在70年代趋缓。1972年,时任美国总统的尼克松和前苏联共产党总书记勃列日涅夫达成暂缓冷战的共识,两国还计划使各自象征国家太空最高成就的阿波罗号和联盟号在太空上对接,这项计划被命名为阿波罗-联盟测试计划,美苏各派出三名和两名宇航员驾驶着各自的代表性飞船对接,他们相互握手,交换礼物,参观对方的飞船。

那是1975年7月,持续了18年的太空竞赛第一回合在这一刻告一段落。

2019年5月3日,中国甘肃金昌模拟火星的基地。
2019年5月3日,中国甘肃金昌模拟火星的基地。

新“举国体制”

2014年11月,中国《国务院关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》出台,被看作是政策准入商业航天发展的开端。2015年,大量民营航天企业成立,被称作是中国民营航天的诞生元年。缺口出现后,中国民营航天如决堤的水,前涌不停。

根据端传媒整理,中国市场上至少有176家民营航天企业(截至2019年),卫星和火箭是两大主要领域。2015年至2020年,中国民营航航天的融资总额至少为65亿元,吸引了至少90家投资机构。且融资逐渐集中到头部企业,公开资料披露,2020年中国民营商业航天领域投资有九成涌向蓝箭航天、星际荣耀和星河动力这三家头部民营火箭企业。民营卫星和火箭相关产业是两大主流领域,火箭发射和卫星制造是主流业务。

中国民营航天在赛场上明确追逐的目标,首先便是以SpaceX为首的国际领先者。SpaceX要打造天基互联网,发射4.2万颗卫星,中国民营公司便也喊出要发展自己的“星链计划”,九天微星计划发射72颗卫星组建物联网星座。同样,在火箭可回收技术、液体甲烷燃料等这些国际航天公司正在主攻的方向,都可见中国民营公司的追赶和效仿的身影。

领先者与追赶者之间的鸿沟依旧清晰。以火箭为例,中国目前唯一发射成功的“双曲线一号”,近地轨道运力为300千克,而SpaceX在2018年发射的猎鹰重型运载火箭运载力为63吨;蓝箭航天正在研究的甲烷火箭,目前试车成功的最高真空推力才80吨,而SpaceX正在研发的甲烷火箭猛禽系列目标则为335吨;在可重复回收技术上,建立18年的SpaceX也遥遥领先中国民营企业,甚至赢过发展了六十多年的中国官方航空。比如,一次性将60颗卫星送上太空,这点中国无论是官方还是民间都还无法做到。

而奔跑途中的一个棘手问题是,中国民营航天公司该如何定义自己与“国家队”的关系。在2014年开放民营公司加入航天队伍之前,中国的航天事业全部由“国家队”掌控,这意味着发展航天产业所需的供应商、原材料、发射场地、人才、技术,都在国家和其相关体系手里,不存在自由流动的市场。民营公司接触完整产业链的难度大,议价能力也低,这将直接影响民营企业的运行成本。在卫星互联网产业链,民营企业可以参与上游的研发和下游的应用,但中间的系统总体设计及投资运营主体,依旧由国家队把控。

除此之外,火箭发射需要的发射场、组装厂房、民营卫星的客户、卫星发射上天依赖的火箭,目前都需要依赖官方资源。民营卫星公司九天微星的创始人谢涛曾对媒体表示:卫星企业与其自诩“中国版的 SpaceX”,不如定位于“太空界的华为”。

民营企业的创始人背景便很好体现出这个产业与国家队的关系。据端传媒统计,今天民营航天的代表公司,其创始人几乎都拥有官方航天背景:成功将民营火箭送上天的星际荣耀,其创始人彭小波曾在航天科技一院第一总体设计部从事长征系列运载火箭的研发工作,并一度担任航天科技一院研发中心主任;中国第一家民营火箭工艺零壹空间CEO舒畅毕业于专门培养官方航天人才的北京航空航天大学,也曾还在航天产业基金投资部工作;他的一名手下梁建军来自部队,了解军方航天需求,后来他离开零壹,创立火箭公司星途探索;号称与SpaceX直接竞争的蓝箭航天创始人张昌武似乎离航天系统最远,他的过往经历主要在金融领域,但他的家人从事航天业。

实际上对于投入和风险都巨大的航天产业而言,依赖官方可能是一定程度的行业共识。SpaceX在其几次发射失败,一度濒临破产之时,正是NASA的订单支持帮助其走至今日;为了避免波音等老牌航空航天企业对发射市场的垄断,NASA还向SpaceX转移技术。

2016年4月10日,SpaceX 天龙号太空船。
2016年4月10日,SpaceX 天龙号太空船。

中国官方是中国民营航天的首要优质客户,气象局等事业单位客户以及从事卫星运营的国有企业购买能力最强,对高性能卫星有持续需求的同时对价格不敏感,是极佳的合作伙伴。但官方也影响着民营航天企业的发展。典型例子是政策门槛,在开放民营航天准入前,中国民用航天发射项目面临审批时间长、门槛高的限制,而现在这类限制依旧存在。根据美国卫星产业协会的《2020卫星产业年度报告》,全球卫星服务产业的74.8%来自电视卫星服务,这是世界卫星企业运营最具市场前景的领域,但在中国,由于卫星电视的严格监管,这块业务反而是投资热度最小的领域。

在此基础上,“国家队”与民营企业也难免竞争。2016年,中国官方航天领军者,航天科工和航天科技,分别推出专门针对商业发射的“快舟”和“捷龙”系列。其中捷龙一号与双曲线一号性能类似,目标市场相同,但与双曲线一号3298万人民币的发射价格相比,官方背景背书的捷龙一号发射价格仅为2500万,优势突出。而捷龙系列性能更好,运载力更强的二号、三号正在研发途中。卫星领域的竞争尤为激烈,除了“国家队”,还有各学术机构自行研发的卫星。

“与国家队不是竞争关系”,民营卫星龙头企业天仪研究院曾这样向媒体表示,它们不会参与政府部门的卫星招标,“因为这是国家队的市场”。几乎所有公开的场合下,创业者都积极传达合作的意向。有媒体评价,中国民营商业航天是传统航天的补充,已经越来越成为行业的共识。

在高压的传统领域之外,中国民营航天依旧在创造着自己的商业化道路:民营卫星企业纷纷推出教育共享卫星,开拓科研市场;“双曲线一号”上天时,火箭载荷舱里装着某车企的汽车模型,用以测试该车企材料在极端环境下的表现;一瓶白酒也跟着上了天,此后该白酒品牌顺势推出了1.6万瓶纪念酒;就连电商直播中,都出现了火箭发射的买卖,即便此时人们只能买一次现场观看和指挥发射的机会,但也仿佛拥有了航天产业走向普通大众的“一大步”;更有其他领域的企业开始通过购买卫星发射服务,作为品牌公关手段,设定话题或化解危机。

“放卫星”,这个在大跃进时代的中国被异化的词汇,终于在现在获得了更加新鲜和务实的新意义。

实习生乐佳文对此文亦有贡献。

读者评论 10

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  1. 在中國,這是新的貪污項目,和以盜取美國技術為目標。

  2. 到习近平走之前,PRC只会越来越保守。要指望PRC的民企踏足火箭研发至少得等习近平走之后了。

  3. 这个月新的纪录已经被刷新了,SpaceX单次发射143颗卫星

  4. 中国民企不太可能变成空X那样,空X有自研火箭,中国哪个民企能造火箭发动机和发射系统?最多也不过是参与设计上面级,不说NASA搞得SLS这种变态玩意,单说猎鹰9号和星舰,差距也不是一点,所以我不见的中国民企会走空X的路,未来20-30年中国航天必然还是国家队主导民企为辅的状态。

  5. 中國與美國發展民營商業航太企業的背景也是不一樣的。美國的航太技術發展一直有民營商業資本的參與。以阿波羅計畫爲例,土星五號的運載火箭三節就分別是波音,麥道,北美航空三家軍工企業承包,IBM負責控制部分。跟中國一直以來航太企業都是由國企或者是國營研究所負責不同。正因商業企業在航太軍工領域的高度參與,美國早在1980年代就通過Stevenson—Wydler技術創新法以及聯邦技術轉移法鼓勵並要求政府部門將自己研發的技術進行產業轉移,這是Spacex 之所以能獲得NASA支持的法律背景。再加上2004年美國總統小布什推出星座計劃,按計劃美國空天局將退出地球軌道的發射任務、全面轉向深空探索領域,而地球軌道運輸則轉交給商業公司,爲SpaceX提供了商業上的生存空間。再加上NASA 也有扶持SpaceX 傳統軍工企業壟斷的意思,這是SpaceX 崛起的背景。
    反觀中國的商業發射領域,一方面技術轉移的路經不明,相關法律政策不算清晰。市場空間也不大,目前幾次發射多數是商業企業的玩票或者是宣傳性質的發射。在成本上更是無法贏過國企那些用ICBM改的火箭產品。進入的民間資本在航太產業的巨大投入前似乎只是泥牛入海。去年SpaceX 的一輪融資(19億美元)就已經是中國民營航航天的融資歷史總額的將近兩倍。由此來看中國民營航天的發展情景並不明朗。
    但另一方面來看,民營航太企業對於原有中國航太工業的衝擊值得關注。例如在18年網上流傳的《王牌工程师跳槽民企,航天研究所登月项目瘫痪发公文要人》文章,雖然文章內情節有誇大之處,但是體制內航太工程師待遇跟不上市場水平是行內共識。民營航太公司高薪挖角必然會令體制內航太人才流失。在長征五號升空前,中國航太產業的發展速度已經有所減緩。民營商業航太公司作爲傳統體制的挑戰者是否能複製Spacex的模式帶動中國航太產業的發展,還是分薄既有的投資和人才資源?這個問題值得思考。

  6. 一篇越看到後面越感到有趣的專題。另外這句話滿值得深思的:「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。」中國會不會面臨一樣的問題、或是發展出「具有中國特色的」太空困境呢?值得繼續觀察。

  7. 酒泉发射中心实际上位于内蒙古而非甘肃,冠名酒泉是因为酒泉是距离其最近的城市。

  8. 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。
    Spacex最新紀錄是前幾天創造的一箭143顆人造衛星

  9. 「第一迴合」應為第一回合?