商业航天业重回地球

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


作为引人注目、时尚的新秀,SpaceX肯定会赢得许多赞赏者。但是,上周的发射小故障表明,由埃隆·马斯克领导的这家私人航天运营商,就像老旧的美国宇航局一样,也有一些问题需要解决。

不要误会我的意思:SpaceX做了令人难以置信的惊人事情。该公司的猎鹰9号火箭已经从首次试射到向国际空间站运送物资,用时不到两年。SpaceX是唯一被允许与国际空间站对接的私人运营商,考虑到空间站的巨额成本,这说明了美国宇航局对这家加州新贵的信任。(想象一下,如果你父亲让你把车停在他的价值1000亿美元的跑车旁边。)

但是,无论你是谁、你的商业模式是什么,或者你带来了什么样的工程创新,太空探索都是困难的。(人们用“火箭科学”作为难事的代名词是有原因的。)SpaceX首次两次正式向国际空间站运送物资,虽然成功了,但每一次都起到了现实检验的作用,提醒人们太空飞行的巨大复杂性和高风险。


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在2012年10月的首次商业补给任务期间,猎鹰9号火箭的九台发动机中的一台在飞行约80秒后失去压力并关闭。火箭仍然将其主要载荷送入轨道,SpaceX在一份声明中宣称“猎鹰9号完全按照设计执行了任务”。声明还自夸说:“猎鹰9号的设计可以应对一台发动机失效的情况,并且仍然可以完成其任务。目前没有任何其他正在飞行的火箭具备这种能力。”但是,发动机故障导致猎鹰将次要载荷——一颗小型卫星——送入不稳定轨道,比计划的要低,卫星很快就坠回地球并在大气层中烧毁。

第二次补给任务于3月1日开始,猎鹰9号成功发射,但当龙货运飞船上的四个推进器舱中有三个未能启动时,情况急转直下。有一段时间,龙飞船似乎无法到达与空间站会合的预定轨道。在问题得到纠正时,即飞行六个小时后,美国宇航局和SpaceX将龙飞船计划抵达国际空间站的时间推迟了一天。最终,龙飞船于3月3日成功对接。

正如一位同事本周向我指出的那样,这两个异常——或者更具体地说,是最大限度地减少异常影响的应急计划和临时修复——实际上可能预示着SpaceX的良好发展。希望任务完美是一回事,在出现问题时迅速恢复又是另一回事。从极端情况来看,这种独创性和适应性正是美国宇航局成功挽救阿波罗13号任务如此令人印象深刻的原因。

所以在我看来,问题不是发射小故障是否预示着更大的工程问题。到目前为止,SpaceX的记录值得骄傲。让我一直困扰的问题是,美国宇航局和公众对SpaceX等新来者的乐观态度,是否能经受住危险、容易失败的商业现实的考验,尤其是在龙飞船配备了将宇航员而不仅仅是货物运送到国际空间站的功能之后。太空飞行的历史充满了火箭故障、探测器坠毁,以及——悲惨的是——许多死亡事故,包括宇航员和地面上的工人和平民。

私人航天业已经尝到了悲剧的滋味。2007年,加利福尼亚州发生爆炸,导致三人在一家名为Scaled Composites的公司丧生,他们当时正在为维珍银河的太空船二号开发发动机。这场不幸事故,就像航空航天业的许多工作场所事故一样,在很大程度上被人们遗忘了。维珍正在朝着未来几年的首次商业发射迈进,届时公众的关注度将增加许多倍。如果事故涉及亚轨道飞行的乘客,而不是地面上的工人,我们将听到更多关于事故及其受害者的信息。我怀疑现在排队等待飞往太空的500多人中的许多人会改变他们的想法。

当美国宇航局在1967年阿波罗1号发射台火灾中失去三名宇航员时,美国继续前行。当时正在进行太空竞赛,这个国家对太空的渴望除了美国宇航局之外别无他路。如今,载人太空探索作为一项国家优先事项的排名要低得多(看看美国宇航局的预算就知道了,在阿波罗计划期间,美国宇航局的预算大约是国家总支出的10倍)。而且,至少在近期内,人类太空飞行计划的目标要平凡得多。因此,我想知道,当美国宇航局探索的主要好处包括为轨道空间站配备人员和刺激私营公司,而不是登陆月球和赢得与地缘政治对手的太空竞赛时,公众会容忍什么样的损失。同样,我想知道,当寻求刺激的人权衡亚轨道太空飞行时,会接受什么程度的风险。

我希望SpaceX、维珍银河和其他公司一切顺利。但我希望他们的客户(在SpaceX的案例中,包括美国纳税人)和支持者认识到,通往商业航天光明新未来的道路,许多人认为只需几年时间,但很可能是一条坎坷的道路。历史告诉我们,太空是一个具有挑战性、经常危险的操作场所,认为新来的公司可以免受世界各国航天机构都必须应对的麻烦(无论是小的还是灾难性的)的想法是愚蠢的。

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