本文來自微信公眾號:脫落酸,作者:脫落酸,編輯:葉子,題圖來自:視覺中國
SpaceX星艦的第六次試飛未能復現“筷子夾火箭”(助推器回到發射臺被機械臂夾住)的壯舉。
不過猛禽發動機(飛船發動機)的太空重啟,還是證明了飛船在外星球“調整位置速度、重新起航”的能力。
試飛仍在進行,SpaceX就迫不及待發了推。
整個過程,瑕不掩瑜,距離“重返月球”“殖民火星”又近了一步。
美國上一次登月,是1972年的阿波羅17號,已經過去半個世紀。
那之後前30年的航天事業,幾乎處於停滯狀態。
2001年,馬斯克萌生太空夢時,徹夜翻遍NASA網站,沒找到任何火星計劃。“做到登月就到頭兒了,就不做了?”
無法接受技術倒退的他,一鼓作氣成立SpaceX,最後親自造了支火箭拖到NASA局長肖恩·奧基夫“面前”。
局長派副手評估SpaceX實力,結果認為:“NASA投資這家公司是很有必要的”。
就這樣,從2006年開始,雙方簽訂了不少合同。
尤其是美國太空梭計劃結束(1981年—2011年)後,SpaceX更在NASA的目光注視下一路狂飆。
2012年5月25日,“龍飛船”搭乘“獵鷹9”升空與國際空間站(ISS)對接,3天后完成1000磅的物資轉運。
2020年,“載人版龍飛船”搭乘“獵鷹9”火箭升空。這是自2011年以來,美國首次使用國產火箭從本土將宇航員送往ISS。
要不是SpaceX,美國可能要一直依靠俄羅斯聯盟號宇宙飛船送人上ISS。
這不禁讓人懷疑,NASA花了50年都做不到的事,就要被SpaceX幹成了?
SpaceX靠“價效比”站上NASA承應商C位
波音最不願意接受的一幕出現了。
今年6月,波音星際客機首次載人試飛,遭遇氦氣洩漏和發動機故障,原定的8天任務被迫延長明年2月。健康亮起紅燈的宇航員們還在等待SpaceX的救援。
十年前的NASA絕對不會相信,SpaceX要為波音收拾殘局。
2014年,波音公司和SpaceX同時獲得CCtCap合同,開發自己的航天器(比如星際客機、星際飛船)送機組人員往返ISS。
波音拿到了42億美元的單子,而SpaceX的價格比波音少了三分之一,僅為26億美元。
沒有人敢質疑這項資金分配。波音和NASA是老情人了,早在1950年代末的水星計劃就合作過。過去的波音技術雄厚,戰功赫赫,NASA對它濾鏡滿滿,不料短短六年,風向就變了。
2020年,SpaceX率先用“獵鷹9”火箭“龍飛船”將宇航員送入ISS。
相比之下,波音的星際客機直到2022年5月,才完成一次無人駕駛的ISS試飛。而此前的兩次無人試飛均遭遇軟硬體問題。
儘管波音忙於解決一個又一個工程難題,NASA仍為它的失敗找藉口。
國際空間站專案經理達娜·韋格爾說:“兩者的發展路徑不同,不宜直接比較”。她指出:SpaceX的載人龍飛船基於早期的貨運龍飛船專案,而波音的星際客機則缺乏這樣的基礎。
好一個幫親不幫理,NASA偏袒波音,感情上要過得去,給錢也絲毫不含糊。
反觀SpaceX,跟NASA簽了不少“事多錢少”的合同。
第一份合同,是2006年籤的。這一年,NASA改變合作方式,開始轉向投資私營企業。
再過幾年,太空梭即將退役,到那時,NASA實在拉不下臉“拜託”俄羅斯的“聯盟號”飛船送人到ISS。靠自己吧,ISS又像是“只能往裡扔錢的巨大老鼠洞”。
主要還是為了省錢,NASA嘗試走“驗收後再付款”(設計評審不達標, 不保證付款)模式。
NASA2008年啟動了“商業軌道運輸服務(COTS)”專案,主要為ISS提供商業補給服務,這種模式又很快推進到載人運輸領域
其次是為分攤風險,COTS合同最終選了兩家公司。
一家就是SpaceX,成立4年,公司僅100多人,競標拿到了2.78億美元合同。
還有一家是Rocketplane Kistler,有15年火箭發射經驗,獲得了2.07億美元的合同,它的CEO是NASA的前高階經理。
經過1年多的研發後,RpK未能完成階段性目標,破產出局。
而SpaceX則從NASA那裡拿到了3.96億美元,為後續開發“龍飛船”向ISS送貨提供了原始資金。
謹慎的NASA永遠不會把雞蛋都在SpaceX的籃子裡。
吸取RpK的教訓,NASA牽手軌道科學Orbital Sciences(後來被Northrop Grumman公司收購)。2008年,NASA給他們定了個“2016年前運送20噸貨物到ISS”的任務。
面對30多年感情的老搭檔,任務與資金分配是這樣的:軌道科學承擔8次任務,能獲得19億美元,而SpaceX 執行12次任務,可進賬16億美元。
SpaceX的任務更為艱鉅,合同報價卻更少。
結果,與波音合作一樣,出現了兩幅截然不同的圖景。
2008年9月,獵鷹1號在第4次發射成功。死裡逃生的SpaceX隨後擁有了自己的發射臺,並將獵鷹1升級為9。
接下來幾年,SpaceX再接再厲。
2010年,Dragon龍飛船搭載獵鷹9火箭成功升空進入地球軌道;2012年5月28日,貨運版Dragon龍飛船首次將物資送往ISS;算起來,SpaceX的首次送貨時間比軌道科學(2014年1月9日)早了一年多。
作為對比,軌道科學的Antares火箭還曾因故墜毀,最後不得不更換火箭型號,轉而使用Atlas V火箭來完成剩餘的任務。
又一個5年,SpaceX足以自證能力。
然而,在2020年NASA 啟動的載人著陸系統(HLS)計劃中,SpaceX還是獲得了最低的技術和安全性評級,最少的資金支援。
NASA前期資助額有9.67億美元,超一半分給了以藍色起源Blue Origin為代表的“美國國家隊”。動力系統Dynetics獲得2.53億美元,而SpaceX只拿到了1.35億美元。
不出意外,劇情重演。
一年以後,SpaceX擊敗其他兩家競爭對手,成功逆襲,贏得了建造阿爾忒彌斯3號(Artemis3)月球著陸器價值29億美元的合同。
SLS燒了超300億,Artemis計劃一再被推遲
阿耳忒彌斯Artemis計劃,NASA的載人登月任務,是2017年啟動的。特朗普籤的行政命令,他要保留奧巴馬時代的載人航天計劃。
原計劃是“一步一步來”:
2021年11月,Artemis1號實現無人飛船繞月返回;2023年,Artemis2號實現載人繞月,不登陸;2024年,Artemis3號實現載人登月;之後還有Artemis4、Artemis5、Artemis6號任務……
到今天,才完成了第一步。
按照NASA最新計劃表,載人繞月的Artemis2號由2024年底推遲到2025年9月,載人登月的Artemis3號由2025年底推遲到2026年9月。
如果一切順利,作為阿波羅計劃的繼承者,Artemis3號會這樣探月:
NASA使用SLS火箭(Block 1型火箭),把宇航員們坐的“獵戶座飛船”送近月軌道; SpaceX的星艦HLS,則要與SpaceX預先發射到近地軌道的“推進劑儲存飛船”會合,完成空中加油; 加滿油的星艦HLS,會先與“獵戶座飛船”會合,接到宇航員後,再從月球軌道飛往月球南極。 任務持續大約6.5天,宇航員會從星艦HLS回到“獵戶座飛船”,返回地球。
這就像是一個接力賽,NASA和SpaceX各有分工。
現階段的SpaceX,最重要的是進行一次推進劑的轉移測試,也叫在軌補給、太空加油。
今年3月,SpaceX星艦已經成功在星艦主貯箱和頭部貯箱之間轉移了推進劑。
接下來的演示要求無疑更高。需要在兩艘星艦之間進行——一艘“目標”星艦先發射入軌,三四周後一艘“追逐者”星艦再跟進。兩艦對接完成,追逐者為目標星艦加油,最後脫離對接和軌道。
在軌補給、太空加油保證續航時長,是重返月球、殖民火星的關鍵。
整體而言,SpaceX方面還算穩定。但考慮到SLS火箭的現狀,Artemis3大機率還會繼續推遲。
畢竟,延誤是種常態。SLS火箭原計劃2016年底進行首飛,結果至少被推遲了16次。加時近6年,終於在2022年11月實現無人駕駛,標誌Artemis 1任務成功。
不巧的是,獵戶座飛船隔熱罩又出現了腐蝕情況,這導致NASA在2023年1月將Artemis 2發射推遲近一年。
獵戶座飛船、和SLS火箭,執行Artemis3號計劃最主要的兩部分,發展都落後於計劃,而且超出了預算。
太空發射系統SLS是2011開始的專案,主要開發Block 1、Block 1B和Block 2等型號火箭,預計到2017年,投入180 億美元。
“其中100億美元用於SLS火箭,60億美元用於獵戶座飛船,20億美元用於升級發射臺和肯尼迪航天中心的其他設施”。
2018年10月,NASA OIG報告稱,截至2018年8月,波音核心級合同已佔SLS總花費119億美元的40%。
到2021年,核心級的開發預計將花費89億美元,是最初計劃金額的兩倍。
整個2011—2023 年,NASA在SLS開發上花了264億美元。以2024年的物價來算,這些錢就相當於320億美元。
實在是太燒錢了。當然,預算超支是個老問題了。
SLS,作為戰神五號運載火箭的轉世,最早可以追溯到星座計劃。星座計劃由2004年美國總統喬治·W·布什頒佈,支援國際空間站、重返月球、前往火星甚至更遠的地方。
同樣是因為資金嚴重不足,最後被奧巴馬擱置了。整個2010年,月球計劃已經被定性“死亡”。
所幸不到一年時間,載人航天計劃又被撿起來。國會撥巨資捲土重來,NASA左手拉著軍工巨頭,右手牽著私營企業,繼續開發曾被取消的獵戶座飛船,設計新一代太空發射系統SLS。
先驗收再付款,NASA要被盤活了?
SLS專案曾集萬千寵愛於一身。
NASA牽頭,波音公司負責設計、開發、測試和生產核心級和上面級,諾斯羅普·格魯門公司提供固體火箭助推器。現如今似乎漸漸失去了競爭優勢。
在更便宜、可重複使用火箭的映襯下,連潛在客戶的美國國防部(DoD)都不願意採購了。
問題出在哪?
NASA下的任務,波音和諾斯羅普·格魯門底下又分給私人承包商和分包商。無獨有偶,“獵戶座”飛船的主要承包商洛克希德·馬丁公司,也會層層下放指標。
研發生產鏈條越拉越長,檔案工作越來越多,決策過程越來越慢。承包商一旦疏於糾正,計劃成本超支和時間延遲就不足為奇。
尤其在NASA還明顯袒護一些“老夥計“的情況下,管理氛圍變得更加微妙。
明明波音出問題,反過來罰SpaceX 63.3萬美元,更破防的,NASA還不站出來主持公道。
畢竟都是合作了幾十年的老牌企業,又牽涉政黨利益紛爭,一時半會張不開口也能理解。
但馬斯克不接受,發帖說受夠了,局長應該離職,並向國會控訴FAA亂作為。
這非常馬斯克。為了殖民火星,他不止一次對抗不公之舉。
最早的一次正面開槓,可以追溯到2004年2月。
當年的NASA未經公開競標,直接將價值超2億美元的合同給了SpaceX的競爭對手RpK時,馬斯克不顧旁人勸說,堅定起訴。
冒著可能與NASA翻臉的風險,馬斯克重申了自己的立場:NASA應該鼓勵創新而非支援某些公司。
SpaceX最終勝訴,NASA被法院要求開放競標。
修訂後的專案名稱就是商業軌道運輸服務(COTS),SpaceX憑實力贏得了其中很大一部分訂單。
也是這個時候開始。整個局面改變了。NASA在航天領域合作模式上也不一樣了。
過去,走“成本加成”模式,先支付再驗收。只要簽下合同,費用通常不斷增加。
承包商不僅能報銷與合同相關的所有直接和間接成本,如材料、人工、裝置及管理費用,還能獲得合同金額固定比例的預設利潤。
看似爽快的慷慨扶持,其實最大程度阻礙了創新。如果一份成本加成合同你永遠完不成,承包商幾乎沒有動力推進工期、削減成本。
以洛克希德·馬丁公司和波音公司的合資企業ULA為例,他們到2017年都在依賴從俄羅斯進口發動機。
“波音公司和洛克希德·馬丁公司只想穩穩當當地吃成本加成合同的老本。”馬斯克曾在自傳中提到:“在這種體制機制下,人類不可能飛到火星去。”
為此,SpaceX提出了一種新的方式,那就是NASA驗收後再付款。
承包商承擔風險自籌資金做專案,只有當他們真的完成任務後,才能收到合同規定的錢。
以結果為導向,減少干預,賦予合作伙伴更大的設計和製造自主權,登月計劃開始奏效了。
NASA也沒料到,2006年僱傭的“臨時工”竟然一路狂飆,擊敗眾多老牌企業,日漸享有主角光環。
尤其在中國宣佈2030年登月球之時,SpaceX甚至被視作是拯救美國太空事業的最後希望。
“筷子夾火箭”的上演,似乎已經在預示,即便沒有NASA的重視,馬斯克有朝一日也會把人類送上火星了。
所以說,有了Space X,還看NASA做啥?
這樣想,NASA會委屈的。
你看《NASA Fiscal Year 2024 Spending Plan》,NASA要做的遠不止深空探索。(虎嗅注:以下三個圖表中各項費用單位均應為百萬美元,具體專案名稱可能因機翻導致稍有出入,僅作示意;表頭可參照表2)
還有各種科學研究。
以及技術開發、航空研究、STEM教育、安全與安保、設施建設與環境合規等專案。
很多專案通常沒有直接商業利益,需要公共資金和長期投資。
這些,都只有NASA能做。
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