在過(guò)去，將衛(wèi)星或其他航天器發(fā)射到太空，是政府機(jī)構(gòu)與大型航空航天承包商合作的事。但這已成為歷史，在過(guò)去的 20 年里，私營(yíng)太空初創(chuàng)公司已經(jīng)證明，它們可以與規(guī)模更大的同行競(jìng)爭(zhēng)，在某些情況下甚至可以搶盡風(fēng)頭。
最好的證明，莫過(guò)于埃隆 · 馬斯克（Elon Musk）旗下太空探索技術(shù)公司 Space X。如今，Space X 已經(jīng)有能力回收一級(jí)火箭，并進(jìn)行多次重復(fù)利用，這簡(jiǎn)直就是科幻小說(shuō)中的場(chǎng)景。2020 年，Space X 還成為第一家將宇航員送入太空的私營(yíng)公司。當(dāng)前，Space X 正在建造一個(gè)巨大的新火箭系統(tǒng)，有朝一日有望將人類(lèi)送上火星。
看著這些令人難以置信的壯舉，你可能會(huì)想，我們是否還需要 NASA；或者認(rèn)為，NASA 和 Space X 正在相互競(jìng)爭(zhēng)。但在現(xiàn)實(shí)中，這兩個(gè)組織做的事情截然不同，并且相互依賴(lài)才能取得成功。
Space X 是做什么的？
Space X 是一家私營(yíng)公司，由特斯拉 CEO 馬斯克領(lǐng)導(dǎo)，目前制造和發(fā)射兩種火箭：獵鷹 9 號(hào)（Falcon 9）和獵鷹重型（Falcon Heavy）。這些火箭的助推器通常可以回收，翻新后再次利用。這既節(jié)省了資金，又能降低 Space X 的服務(wù)價(jià)格，從而贏(yíng)得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
Space X 還建造并發(fā)射了 “龍飛船”，這是一個(gè)可以將機(jī)組人員和貨物運(yùn)送到國(guó)際空間站（ISS）的太空艙。最終，Space X 還計(jì)劃利用 “龍飛船”運(yùn)送 “私人宇航員”（非 NASA 宇航員）。
此外，Space X 正在研究一種名為 “星際飛船”（Starship）的大型火箭和宇宙飛船系統(tǒng)，該系統(tǒng)可將巨大的有效載荷運(yùn)往太空?！靶请H飛船”最終可能會(huì)把人們送到火星上永久居住。
另外，Space X 還在部署了名為 “星鏈”（Starlink）的著名龐大衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，旨在為全球提供高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。目前這些衛(wèi)星的數(shù)量約為 1000 顆，由于擔(dān)心它們可能會(huì)造成 “光污染”，并干擾天文研究，該項(xiàng)目還引發(fā)了一些爭(zhēng)議。
Space X 項(xiàng)目具體進(jìn)展如何？
“星際飛船”的前身是 “大型獵鷹火箭”（BFR），根據(jù) Space X 的計(jì)劃，“星際飛船”最終將取代其主力火箭 “獵鷹 9 號(hào)”，執(zhí)行貨運(yùn)任務(wù)，最終將搭載宇航員前往月球和火星。
2019 年 1 月 6 日，Space X CEO 埃隆 · 馬斯克（Elon Musk）在社交媒體上曝光了 “星際飛船”的模擬圖。2020 年 2 月，“星際飛船”原型 SN1 在一次液氮壓力測(cè)試中發(fā)生爆炸。此后，Space X 一直在測(cè)試 “星際飛船”原型，目前已測(cè)試到 “SN9”。本周，Space X 還啟動(dòng)了 SN10 的測(cè)試。
雖然 “星際飛船”仍在測(cè)試中，但馬斯克已經(jīng)制定了宏偉的計(jì)劃。2020 年 1 月，馬斯克提出了每年建造 100 艘 “星際飛船”的目標(biāo)，每當(dāng)?shù)厍蚝突鹦擒壍劳綍r(shí)，就把大約 10 萬(wàn)人從地球送到火星。
馬斯克當(dāng)時(shí)在 Twitter 上稱(chēng)：“我們每年將建造 100 艘‘星際飛船’，10 年內(nèi)數(shù)量就可以達(dá)到 1000 艘，這也就意味著每年的運(yùn)力可達(dá) 1 億噸。每當(dāng)?shù)厍蚝突鹦擒壍劳綍r(shí)，就可以同時(shí)把大約 10 萬(wàn)人送往火星?！边@意味，2050 年之前有望讓 100 萬(wàn)人登上火星。
至于 “星鏈”項(xiàng)目，去年 10 月底，Space X 率先在美國(guó)和加拿大部分地區(qū)推出了 “星鏈”測(cè)試服務(wù)。據(jù)測(cè)試用戶(hù)反饋，“星鏈”的試用速度已突破 160 Mbps，超過(guò)美國(guó) 95% 的寬帶連接。大多數(shù)測(cè)試用戶(hù)的網(wǎng)速，都在 Space X 給定的網(wǎng)速范圍內(nèi)，即 50 Mbps 至 150 Mbps 之間。
今年 1 月，Space X 又在英國(guó)推出了 “星鏈”服務(wù)。從 2019 年至 2024 年，Space X 計(jì)劃利用 5 年時(shí)間將組網(wǎng)所需的數(shù)千顆衛(wèi)星送入近地軌道，組成 “星鏈”網(wǎng)絡(luò)，以提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。截至今年 1 月底，Space X 在軌的 “星鏈”衛(wèi)星數(shù)量約為 955 顆。
NASA 是做什么的？
NASA（美國(guó)國(guó)家航空航天局）是一個(gè)由納稅人資助的美國(guó)政府機(jī)構(gòu)，在全國(guó)擁有十幾個(gè)辦公點(diǎn)。NASA 向政府行政部門(mén)報(bào)告，NASA 局長(zhǎng)由總統(tǒng)任命。國(guó)會(huì)立法授權(quán) NASA 的活動(dòng)，并提供其年度預(yù)算。
NASA 的預(yù)算是通過(guò)政治程序制定的，并不是平均分配的。NASA 近一半的預(yù)算用于載人航天項(xiàng)目。對(duì)于公眾來(lái)說(shuō)，這些項(xiàng)目中最顯眼的是國(guó)際空間站（ISS），這是一個(gè)位于近地軌道上的永久性載人多國(guó)空間實(shí)驗(yàn)室。NASA 還在努力通過(guò)其 “Artemis 項(xiàng)目”將宇航員送往月球和火星。
NASA 約 1/3 的預(yù)算用于其科學(xué)部門(mén)，該部門(mén)包括行星科學(xué)、地球科學(xué)、天體物理學(xué)和太陽(yáng)物理學(xué)。NASA 發(fā)射太空任務(wù)，研究和探索行星和其他世界，研究地球氣候，回答有關(guān)宇宙本質(zhì)的基本問(wèn)題，以及研究太陽(yáng)。
NASA 還進(jìn)行航空航天研究，并為各種空間技術(shù)開(kāi)發(fā)努力提供資金。研究表明，NASA 為美國(guó)提供了廣泛的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)利益。
Space X 和 NASA 是如何競(jìng)爭(zhēng)的？
他們之間沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)。Space X 是一家營(yíng)利性公司，而 NASA 是一家由納稅人出資的實(shí)體，可以自由追求與經(jīng)濟(jì)收益沒(méi)有直接聯(lián)系的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
Space X 和 NASA 相互競(jìng)爭(zhēng)的看法，通常與 NASA 的 “Artemis 項(xiàng)目”有關(guān)。2004 年，喬治 · 布什（George W.Bush）總統(tǒng)宣布了一項(xiàng)讓航天飛機(jī)退役并將人類(lèi)送回月球表面的計(jì)劃。這導(dǎo)致了名為 “獵戶(hù)座”（Orion）的乘員太空艙的誕生，以及最終演變?yōu)樘瞻l(fā)射系統(tǒng)（SLS）的火箭。
“獵戶(hù)座”和 SLS 是由航空航天公司洛克希德馬?。↙ockheed Martin）和波音 (Boeing)制造的，這兩家公司反過(guò)來(lái)又使用自己的私人供應(yīng)商和分包商。這些設(shè)備在 NASA 的指導(dǎo)下，在 NASA 的中心組裝，最終產(chǎn)品歸 NASA 所有。這些項(xiàng)目在建設(shè)地點(diǎn)創(chuàng)造了數(shù)萬(wàn)個(gè)高薪工作崗位，因得到了當(dāng)?shù)貒?guó)會(huì)代表的強(qiáng)有力的政治支持。
SLS 和 “獵戶(hù)座”的發(fā)展都落后于計(jì)劃，而且超出了預(yù)算。與此同時(shí)，Space X 已經(jīng)從一家小型初創(chuàng)公司成長(zhǎng)為傳統(tǒng)航空公司的有力競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。盡管 Space X 也經(jīng)常錯(cuò)過(guò)時(shí)間線(xiàn)，但它的支持者認(rèn)為，SLS 和 “獵戶(hù)座”太昂貴，而且基于傳統(tǒng)技術(shù)，這些技術(shù)已經(jīng)被 “星際飛船”（Starship）等飛行器超越。
而 SLS 和 “獵戶(hù)座”的倡導(dǎo)者指出，這些飛行器保證了美國(guó)有能力將較大的有效載荷和人類(lèi)送入太空。舉個(gè)例子，盡管私營(yíng)公司可以建造相當(dāng)大的游輪，但美國(guó)政府仍在建造和擁有航空母艦。
NASA 的官方立場(chǎng)是，SLS 和 “獵戶(hù)座”是目前將人類(lèi)送往月球的最佳運(yùn)載工具。此外，如果沒(méi)有必要的政治支持，NASA 不能改變路線(xiàn)。相比之下，Space X 除了埃隆 · 馬斯克外，不需要對(duì)任何人負(fù)責(zé)。它可以推進(jìn)星際飛船的開(kāi)發(fā)，以滿(mǎn)足馬斯克將人類(lèi)送上火星的目標(biāo)。
Space X 是如何依賴(lài) NASA 的？
如果沒(méi)有 NASA 的投資，今天的私人航天將是另一番景象。2006 年，NASA 開(kāi)始投資私人太空公司，希望他們有一天能為國(guó)際空間站提供貨運(yùn)和乘員運(yùn)輸服務(wù)。Space X 是首批從 NASA 獲得資金的公司之一，當(dāng)時(shí)該公司成立僅 4 年。據(jù)悉，NASA 為開(kāi)發(fā) Space X 的主力 “獵鷹 9 號(hào)”火箭支付了大約一半的成本。
2008 年，Space X 獲得了一份價(jià)值數(shù)十億美元的合同，將貨物運(yùn)往國(guó)際空間站。如果沒(méi)有 NASA，Space X 可能早已瀕臨破產(chǎn)，很可能會(huì)耗盡資金。今天，Space X 雖然從多家客戶(hù)獲得收入，但其資金的很大一部分來(lái)自向國(guó)際空間站運(yùn)送機(jī)組人員和貨物，以及發(fā)射 NASA 科學(xué)航天器。此外，Space X 還為另一個(gè)納稅人資助的實(shí)體美國(guó)國(guó)防部，運(yùn)送有效載荷。
NASA 又是如何依賴(lài) Space X 的？
2011 年航天飛機(jī)計(jì)劃結(jié)束時(shí)，NASA 還沒(méi)有準(zhǔn)備好替代者。盡管有 7 年的準(zhǔn)備時(shí)間，但 NASA 從未獲得必要的資金，以完成國(guó)際空間站的建設(shè)，開(kāi)發(fā)新的載人航天器和火箭系統(tǒng)，與此同時(shí)還要繼續(xù)使用航天飛機(jī)（到航天飛機(jī)壽命結(jié)束時(shí)，每年的成本為 35 億美元。）
NASA 預(yù)見(jiàn)到了向國(guó)際空間站運(yùn)送貨物和機(jī)組人員的替代方案的需要，于是求助于航空航天行業(yè)，并提出了一個(gè)新的建議：與其付錢(qián)讓其他公司在 NASA 擁有的設(shè)施中制造 NASA 擁有的飛行器，不如 NASA 付錢(qián)給一些公司，讓它們自己制造飛行器，然后再購(gòu)買(mǎi)這些飛行器上的航班，結(jié)果會(huì)怎么樣？
2008 年，NASA 與 Space X 和 Orbital Sciences 公司（即現(xiàn)在的 Northrop Grumman 公司）簽署了合同，讓它們制造自己的貨運(yùn)飛船，并將其送往國(guó)際空間站。這個(gè)計(jì)劃奏效了：航天飛機(jī)項(xiàng)目結(jié)束后不到一年，Space X 的 “龍飛船”就與國(guó)際空間站進(jìn)行了第一次商業(yè)對(duì)接。2020 年，Space X 成為第一家將 NASA 宇航員送往國(guó)際空間站的私營(yíng)公司。
如果沒(méi)有 Space X，目前唯一有能力向國(guó)際空間站運(yùn)送 “貨物”的美國(guó)公司將是 Northrop Grumman 公司，那么 NASA 的 “機(jī)組人員”運(yùn)輸仍將依賴(lài)俄羅斯的 “聯(lián)盟號(hào)”（Soyuz）飛船。
Space X 與 NASA 有哪些合作？
2008 年，NASA 與 Space X 簽署合同，讓 Space X 制造自己的貨運(yùn)飛船，并將其送往國(guó)際空間站。
2012 年，在航天飛機(jī)項(xiàng)目結(jié)束后不到一年，Space X 的 “龍飛船”就與國(guó)際空間站進(jìn)行了首次次商業(yè)對(duì)接，成功地將 “物資”補(bǔ)給送到國(guó)際空間站，開(kāi)啟了私營(yíng)航天的新時(shí)代。截止 2019 年 2 月，Space X 已與 NASA 進(jìn)行了 16 次國(guó)際空間站補(bǔ)給任務(wù)的合作。
2020 年 5 月，Space X 在佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心利用 “獵鷹 9”運(yùn)載火箭，進(jìn)行了載人版 “龍飛船”的首次發(fā)射，成功將 NASA 宇航員鮑勃 · 貝肯（Bob Behnken）和道格 · 赫利（Doug Hurley）送往國(guó)際空間站。
無(wú)論是對(duì)于 NASA，還是 Space X，這都是一次意義非凡的發(fā)射。自 2011 年 NASA 航天飛機(jī)退役以來(lái)，這是首次在美國(guó)本土進(jìn)行的載人航天發(fā)射任務(wù)，標(biāo)志著美國(guó)恢復(fù)將人類(lèi)送往太空的能力。與此同時(shí)，這也是 Space X 公司成立 18 年以來(lái)，首次進(jìn)行載人航天發(fā)射任務(wù)。這標(biāo)志著太空探索新紀(jì)元的開(kāi)始，還是一個(gè)由商業(yè)公司領(lǐng)導(dǎo)的新紀(jì)元。
近日，NASA 又宣布，2022 年將有兩名宇航員搭載 Space X“龍飛船”飛往國(guó)際空間站，這將是 “龍飛船”的第四次乘員輪換飛行。NASA 宇航員謝爾 · 林德格倫（Kjell Lindgren）和鮑勃 · 海因斯（Bob Hines）已被分配到這次任務(wù)中，并將分別擔(dān)任指揮官和飛行員。
今年 2 月，NASA 還宣布，已選定 Space X 執(zhí)行 “SPHEREx”望遠(yuǎn)鏡發(fā)射任務(wù)?！癝PHEREx”項(xiàng)目是一項(xiàng)為期兩年的天體物理學(xué)任務(wù)，始于 2024 年，計(jì)劃將太空望遠(yuǎn)鏡 SPHEREx 送入軌道。該項(xiàng)目將花費(fèi) NASA 約 9880 萬(wàn)美元。
NASA 表示，SPHEREx 將在人眼看不到的近紅外光下觀(guān)測(cè)天空，它收集的數(shù)據(jù)將幫助天文學(xué)家了解宇宙的演化和星系的形成。
為什么我們同時(shí)需要 NASA 和 Space X？
NASA 對(duì) Space X 等公司的支持，重塑了美國(guó)航空航天產(chǎn)業(yè)的格局。傳統(tǒng)上很少或根本沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)的、根深蒂固的航空承包商，如今更加重視能夠降低航天成本的新技術(shù)。美國(guó)公司現(xiàn)在也開(kāi)始爭(zhēng)奪全球發(fā)射市場(chǎng)，而這個(gè)市場(chǎng)以前是中國(guó)和俄羅斯火箭的領(lǐng)地。NASA 還受益于擁有多個(gè)國(guó)內(nèi)和國(guó)際合作伙伴，能夠發(fā)射航天器，并將機(jī)組人員和貨物運(yùn)送到國(guó)際空間站。
而 Space X 則幫助重新喚起了公眾對(duì)太空飛行的興趣。該公司出色地利用了直播技術(shù)，使每一次火箭發(fā)射和著陸都成為一件令人興奮的事情。對(duì) Space X 所做一切（通常是與 NASA 合作）的興趣，激勵(lì)了新一代人追求令人興奮的太空事業(yè)。
但人類(lèi)仍需要 NASA，該機(jī)構(gòu)所做的遠(yuǎn)不止是將宇航員送入軌道。向冥王星發(fā)射宇宙飛船，或在火星上著陸尋找過(guò)去生命的跡象，這些是沒(méi)有商業(yè)案例的。太空探索和科學(xué)發(fā)現(xiàn)需要長(zhǎng)期的公眾支持和投資，人類(lèi)甚至可能有探索宇宙的道德義務(wù)。NASA 的規(guī)模也大得多，每年在數(shù)百個(gè)重大項(xiàng)目上花費(fèi)數(shù)百億美元，而 Space X 只是在少數(shù)幾個(gè)項(xiàng)目上花費(fèi)數(shù)百萬(wàn)美元。
太空探索把人類(lèi)最好的一面展現(xiàn)出來(lái)。當(dāng) NASA 等政府機(jī)構(gòu)和 Space X 等私營(yíng)公司合作時(shí)，雙方都將受益。
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