世界热推荐：SpaceX任务可能预示着低成本，可靠的太空运输时代

2023-03-12 12:33:05

华盛顿——五角大楼对使用太空运载火箭在全球范围内快速运送货物和人员的兴趣起源于1950年代的太空竞赛，尽管技术、可行性和成本限制几十年来一直使这一概念遥不可及。

计划于三月份发射的SpaceX任务可能是朝着改变这种状况迈出的重要一步。

如果一切按计划进行，该公司400英尺高的星际飞船火箭将成为第一个完全可重复使用的运载火箭进入轨道。Starship旨在将人员和货物运送到太空或世界各地的固定点，可以提升高达100吨;相比之下，一架 C-17飞机可以携带大约85吨货物。

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该火箭由SpaceX的Raptor发动机提供动力，该发动机使用液甲烷和液氧- 一种更有效，成本更低的推进剂源。拥有这家美国公司的埃隆马斯克（Elon Musk）预测，星际飞船将为更定期的太空旅行打开大门，包括本十年晚些时候的美国宇航局登月任务和未来的深空探索。该公司还看到了快速货物交付的商业和国防市场。

计划的任务尚未确定发射日期，不会立即改变太空旅行和军事后勤的格局，但这将是严格测试计划的第一阶段。正如SpaceX总裁格温肖特韦尔（Gwynne Shotwell）在一月份指出的那样，成功可能只是意味着避免发射场的失败。

“第一次真的是一次试飞，”肖特韦尔2月8日在华盛顿特区举行的商业太空运输会议上说，“真正的目标是不炸毁发射台。这就是成功。

SpaceX希望快速行动，根据Shotwell的说法，希望在今年晚些时候开始飞行星际飞船任务。该公司的目标是到2025年推出100次。

“我们设计的星际飞船尽可能像飞机操作，”她说。“我说的是每天数十次，如果不是数百次发射。每天有多少架飞机起降？让我们用这种心态来思考空间。

国防部希望利用这种思维方式及其背后的技术，而不是投资数十亿美元来开发自己的火箭。在过去的几年里，美国运输司令部、空军研究实验室和太空部队一直在努力确保当像SpaceX这样的商业公司准备提供太空运输服务时，国防部是第一个排队的客户。

格雷格斯潘杰斯（Greg Spanjers）负责管理空军实验室的火箭货运计划，该计划始于2021年，旨在探索有关点对点太空货物运输的可行性，可负担性和机制的问题。预计这项工作最终将转变为与太空部队的正式计划。该实验室去年授予SpaceX一份价值1.02亿美元的合同，以提供Starship的飞行数据，并支持其着陆系统研究以及装卸货物的概念。

虽然SpaceX并不是唯一一家拥有可以支持未来火箭货运能力的火箭的公司，但Starship正在通过提供真实的运载火箭数据来为分析提供信息，从而充当“实验室工作台”。虽然即将到来的星际飞船发射的数据很重要，但Spanjers告诉C4ISRNET，他的团队最感兴趣的是SpaceX之后的进展速度。

“问题是：他们是在六个月内启动并运行这个东西，还是需要一年半的时间才能完成？”他说。“坦率地说，这将告诉我们很多关于我们有多着急的事情，因为我们将以他们的速度前进。

火箭货物

在部门准备以SpaceX的速度前进之前，它需要制定一个计划。这些努力始于2018年，当时运输司令部开始与公司合作，以了解正在开发的可以支持点对点火箭运输的能力。

该司令部已向SpaceX，Blue Origin，VOX Space，Sierra Space，Virgin Orbit National Systems，Exploration Architectures和Rocket Lab USA发布了合作研发协议- 所有正在开发发射能力或提供支持或分析服务的公司。

Spanjers说，该司令部的工作已经为火箭货运分析提供了信息，空军实验室计划在未来三年内完成，如果不是更早的话。届时，它将把数据交给太空部队领导层，以确定他们是否要追求一个正式的计划。

2月21日，在佛罗里达州奥兰多举行的首届太空机动会议上，太空部队确保进入太空理事会副主任詹姆斯霍恩上校表示，该服务“已经在积极规划该计划”，并希望在2026年实施。

霍恩指出，火箭货运能力可以支持印太地区的行动，那里的岛链和大片水域带来了机动性挑战。他补充说，太空部队和空军已经讨论了火箭运输可以解决战区独特挑战的具体案例，但前提是这是一个更快的解决方案。

“我们知道我们必须能够比今天更快地做到这一点，”霍恩说。“如果装载火箭需要三周时间，那么我们将使用轮船或飞机。

空军实验室早期的许多工作都集中在这一挑战上——运输货物的物流。这包括火箭应该运输什么，使用什么容器以及如何确保所涉及的材料能够在零重力环境中生存的问题。Spanjers说，该实验室正在与几家公司合作，为标准集装箱设计修改，使其可用于太空，并将其集成到运载火箭上。该实验室计划在今年年底前开始测试这些容器。

该实验室还在研究在简陋地点降落火箭的选择，这对于军事任务来说比商业交付更重要。Spanjers说，依靠太空港提供发射和着陆支持，然后使用飞机或卡车将货物运送到最终目的地，偏离了快速交付的目标。

“只有当我们能够将货物送到需要去的地方时，这对国防部才有吸引力- 比如，一个刚刚发生地震的岛屿，”他解释说。

他补充说，由于SpaceX已经在建造星际飞船登陆月球，计划在地球上进行严格的着陆可能并不像听起来那么雄心勃勃。该计划在俄亥俄州的赖特-帕特森空军基地进行了小规模测试，以了解火箭羽流或排放如何影响着陆点的各种材料。在加利福尼亚州的爱德华兹空军基地，该团队拿走了这些材料，并向他们发射了小型火箭，以观察任何反应。

斯潘杰斯说，在接下来的一年里，该计划将与太空部队的发射企业密切合作，思考运行火箭运输能力所需的流程和基础设施。

领导发射企业的斯蒂芬珀迪少将告诉C4ISRNET，虽然空军研究实验室专注于技术和集成，但太空部队正在考虑哪些组织结构将允许运输司令部利用该计划。

“我们正在考虑将其变成批发功能，”他在接受采访时说。

十亿美元的命题？

除了科学和技术研究外，该实验室还与空军评估人员合作，以了解火箭货物的成本和潜在的投资回报。可负担性是太空部队关注的问题之一，成本是军方采用这种能力的最大障碍之一。

珀迪表示，该服务对火箭货物的成本持怀疑态度，但如果SpaceX继续执行计划，最终每年飞行数百艘星际飞船，这将改变等式。

“负担能力确实取决于...商业运载火箭或商业公司是否真的达到了他们进行快速发射的地步，“他说。“如果任何一家公司真的达到了他们每年推出数百次的地步，那真的会降低你的成本。

SpaceX预计，未来几年，一次星际飞船发射将花费1000万美元，马斯克预测最终可能会降至100万美元。该公司为其较小的猎鹰9号火箭每次发射收取约6200万美元。

该公司国家安全解决方案高级顾问加里亨利（Gary Henry）表示，他预计成本下降将很快发生。

“我们现在正处于一个非常有趣的成本曲线上，”他在2月21日太空交通会议的小组讨论中说。“这方面的成本因素将是引人注目的。

他说，Spanjers不会透露该计划的负担能力数据，因为它主要基于专有的公司信息。然而，他补充说，早期的分析与珀迪的建议一致。

“这当然不是我们10年前、15年前、20年前看到这个时那样的数十亿美元命题，”他说。“发射成本，火箭成本都下降了很多，可重复使用性和高发射率对这些成本产生了巨大的影响。