SpaceX跨出商业航天载入史册的一步

　　美国东部时间9月12日7时58分，马斯克的太空探索技术公司（SpaceX）进行的人类首次商业太空行走计划，在人类航天史上留下了里程碑的一幕：亿万富豪艾萨克曼与SpaceX工程师莎拉·吉利斯穿戴着SpaceX公司研发的舱外航天服，在距离地表700公里处，爬出载人“龙”飞船，完成轮流出舱活动，进行了约20分钟太空行走——尽管两人只是打开舱门，分别让上半身出舱停留了10多分钟。

　　这是全球首次由非官方职业宇航员进行的商业太空行走。看似不复杂，可实际上已经是目前商业航天领域能够到达的最高水平。自1965年以来，人类已经完成的太空行走大概是400多次，平均每年不到8次，这足以体现出此次商业太空行走的重要意义。

　　此前一天的9月11日，由我国企业自主研发的朱雀三号可重复使用火箭，成功完成10公里级垂直起降返回飞行试验，为将来实现大运力、低成本、高频次、可重复使用的航天发射迈出关键一步。

　　中美两国几乎同时间，都在商业航天领域取得了新的突破，可喜可贺。不过必须承认的是，以马斯克的SpaceX为代表的美国商业航天发展，在全球处于绝对领先地位。2023年SpaceX发射火箭98次，占全球火箭发射次数的44.34%，SpaceX发射质量达到1195吨,全球占比80%。从欧美商业航天发展的轨迹中，或许能给中国商业航天的崛起提供一些经验与启示。

上图：亿万富豪艾萨克曼穿戴着SpaceX公司研发的舱外航天服，在距离地表700公里处，爬出载人“龙”飞船，完成出舱活动。

载入史册的太空行走

　　SpaceX进行的人类首次商业太空行走计划，代号为“北极星黎明”。 9月10日，4名航天员乘坐载人“龙”飞船升空，展开为期五天的飞行计划，其中最受关注的就是其飞行高度和首次商业太空行走。

　　这是“龙”飞船截至目前第5次商业任务，也是风险最高的一次。据SpaceX介绍，进入太空后，太空船以椭圆形轨道绕行地球，飞行期间最接近地球的距离为190公里，最远的距离为1400公里，这是国际空间站离地高度的3倍以上，也是自从1972年阿波罗登月计划结束以来人类离地球最远的距离。

　　飞行期间，“北极星黎明号”将围绕范艾伦辐射带，即近地空间中环绕地球的巨型“轮胎状”高能粒子辐射层，收集医疗数据，以便更好地了解外太空辐射环境对人体的影响。此次任务的重头戏，则是第3天在距离地表700公里处进行的约20分钟太空行走。

　　10日进入太空后，“北极星黎明号”机组人员立即开始“预呼吸”过程，包括渐降低“龙”飞船舱室压力并增加氧气浓度，为太空行走做准备。这种操作类似潜水员为避免“减压病”而采取的措施，以从血液中清除氮气。这样当机组人员暴露在太空真空中时，氮气不会在他们的血液中形成可致命的气泡。

　　太空行走任务开始时，载人“龙”飞船返回舱逐渐放气至近似真空状态，直到舱内与太空环境压力平衡后，两名航天员交替将上半身探出舱外进行短暂的出舱活动。由于“龙”飞船没有气闸舱，此时四名宇航员实际上同时暴露在太空真空环境中。

　　在近两个小时内，艾萨克曼与莎拉·吉利斯分别完成了10分钟左右的出舱活动，以测试SpaceX宇航服的性能。与传统意义上的“太空行走”不同，两名航天员只有上半身离开了太空舱，双腿仍然留在舱内。因为这种外观十分科幻，看上去非常简洁轻便的舱外航天服并未配备独立的生命维持系统，需要通过一条约3.6米长的“脐带”线缆来输送氧气、保障通信等，因此出舱者是通过“脐带”与飞船时刻保持连接的。

　　“北极星黎明”任务，实际上是SpaceX“北极星计划”的第一次飞行，后续或还将包括第二次载人“龙”飞船任务，和SpaceX可回收重型火箭“星舰”的首次载人飞行。整个计划由SpaceX和艾萨克曼共同出资，包括开发和测试全新的宇航服。

　　SpaceX公司创始人埃隆·马斯克曾发文，计划两年内首次向火星发射不载人的新一代重型运载火箭“星舰”。他将“北极星黎明”任务描述为“星际时代的早期开拓者”，表示如果该项目进展顺利，未来依托相关技术将把数百人送到地球轨道、月球，甚至火星。马斯克表示，一旦载人探测火星任务成功，前往火星的太空之旅将呈“指数级”增长，目标是20年内在火星上兴建自给自足的城市。

　　这是一个野心勃勃的宏大航天计划。这次载入航天史册的商业太空行走的成功，无疑为马斯克的宏伟计划又增添了强劲的驱动。

SpaceX的崛起之路

　　随着执行“北极星黎明”任务的“龙”飞船成功返回地球，以溅落方式降落在美国佛罗里达州海岸附近，马斯克的SpaceX在商业航天领域又增添了一道光环。

　　具有讽刺意味的是，今年6月乘坐美国波音公司“星际客机”飞船前往国际空间站的两名美国官方宇航员，却由于“星际客机”出现技术问题，不得不在国际空间站滞留至明年，不久前只能目送3个月前载着自己来到国际空间站的飞船空舱返航。而预计明年2月返回地球时，他们将搭乘的，正是波音竞争对手SpaceX的“龙”飞船。

　　SpaceX为何能在商业航天领域独领风骚，这就要从美国的商业航天发展史中去寻找根源。

　　1961年4月，国际通信卫星组织通过美国马丁公司的运载火箭，将商业卫星送入轨道，商业航天发射市场的序幕就此拉开。19年之后的1980年3月，世界第一家商业航天发射服务公司欧洲阿里安空间公司成立，它的幕后支持者是欧洲航天局。美国指了个方向，欧洲开了头，商业航天发射的赛道上慢慢就热闹起来，20世纪80年代后期，中国、俄罗斯、乌克兰等国带着自己的运载火箭相继加入。

　　商业航天发射市场的规模非常小，但新型运载火箭的研制却需要海量烧钱。在经历了阿波罗计划后钱袋子逐渐缩紧的美国政府意识到，如果只靠自己的力量，很难在太空领域保持领先。于是，他们想出了一个办法，就是让私营公司也参与太空活动，帮助政府发射卫星、运送物资等。这样一来，既可以节省政府的开支，又可以提高效率和创新能力。

　　为了实现这个目标，美国政府出台了一项法律，叫做《空间商业发射法案》。这项法律规定，私营公司可以申请发射火箭，并且政府会给予他们一定的资金和技术支持。这是世界上第一个鼓励商业航天发展的法律，也是美国商业航天的起点。

　　2011年，美国退役了所有的航天飞机，结束了30年的载人航天时代。此后，美国宇航员只能依靠俄罗斯的联盟号飞船进入国际空间站。为了摆脱对俄罗斯的依赖，美国政府加大了对商业航天的支持力度，并启动了一系列计划，如商业轨道运输服务计划（COTS）、商业补给服务计划（CRS）和商业乘员开发计划（CCDev）。这些计划的目的是让私营公司开发能够运送货物和人员到国际空间站的飞船和火箭，并且由政府购买他们提供的服务。

　　私人资本于是蜂拥而入，其中，真正给美国及国际商业航天发射服务市场带来冲击的是马斯克的Space X公司，而其能迅速打破传统航天巨头垄断的秘诀，就是低价。自从获得第一个订单后，Space X公司每千克载荷的发射价格最高不超过7500美元，是所有在役运载火箭中最低的，其中“猎鹰”重型最低仅有“飞马座”XL的1/26。

上图：2024年9月10日，搭载“龙”飞船的“猎鹰9”火箭从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。

　　Space X每次发射的最高报价为6000万美元，波音和洛克希德·马丁公司组建的美国联合发射联盟每次发射的价格为4.35亿美元，两者相差至少6倍。连以价格厚道的欧洲阿里安空间公司和俄罗斯国际发射服务公司，在Space X面前也毫无战斗力，两家公司的报价在1亿美元到2亿美元之间，是Space X的1.67到3.3倍。

　　Space X拿到第一笔订单后仅仅1年，新签订的商业卫星发射订单量，就从零变成占据国际商业航天发射市场的45%。欧洲和俄罗斯的份额一年丢失近半，美国借马斯克之手成功逆转局面。超低的发射价格，可回收技术，以及风险投资主导的商业模式，Space X给商业航天发射市场带来了极大的冲击，开始引领国际商业航天发射市场的潮流。

　　在早年，SpaceX公司曾向风险投资机构提出要出售4亿美元股份和股权之后，却仅仅筹到4400万美元，认购额略超1/10，但后来马斯克抛出“星链”计划和“星船”计划两个航天新物种后，SpaceX公司股票成为风投疯抢的目标，一下子从认购不足变成超额认购，仅在2019年，SpaceX公司获得的投资就占整个行业的两成多。

　　一位中国商业航天从业者曾表示，“SpaceX很强悍的一点是成本控制能力。在它之前，航天业界没想过能以这种模式制造和发射火箭。”一位资深市场分析人士认为，马斯克是用造工业品的思维来做航天，“SpaceX 能把制造成本降下来，是采取了流水线生产、货架元器件、快速检测等多方面改进。从根源上来说，是设计、制造理念的改变，采用成熟技术、简化工艺、提升容错率。但关键是可回收技术的成功应用”。

上图：Space X给商业航天发射市场带来了极大的冲击，开始引领国际商业航天发射市场的潮流。

　　SpaceX内部人士透露的财务数据曾显示，2023年第一季度SpaceX的营业收入为15亿美元，总利润达到5500万美元，终于实现了小幅度的盈利。SpaceX的CFO今年初表示，“星链”在2023年底实现了正向现金流，并实现了盈利。这意味着马斯克的商业航天这条路走通了。

　　当然，在SpaceX成功的背后，也离不开美国国家航空航天局（NASA）的支持，大量的政府订单成为SpaceX能够坚持下来的基础。

创新发展给中国启示

　　除了SpaceX外，美国商业航天也迎来了一批新兴的创新型公司，如蓝色起源（Blue Origin）、维珍银河（Virgin Galactic）等，它们利用自主研发的可复用火箭、太空飞船等技术，为太空探索和太空旅游提供了新的可能性。这些公司也成为了美国商业航天的代表和领导者，与NASA和其他国家的航天机构展开了合作和竞争。

　　2021年同一年内，太空探索技术公司、蓝色起源公司和维珍银河公司分别将普通人送入近地轨道和亚轨道，开启了太空旅游的新时代。这不仅为民众提供了实现太空梦想的机会，也为太空产业带来了新的商业模式和收入来源。

　　亚马逊创始人杰夫·贝索斯旗下的私人航天公司蓝色起源于2021年7月完成首次载人太空试飞。不过在2022年9月的一次无人试验任务中，该公司的“新谢泼德”飞行器发生发动机故障坠毁，并在此后停飞近两年。直至今年5月，蓝色起源公司重启载人太空飞行。据该公司介绍，“新谢泼德”飞行器已完成25次太空飞行，其中包括七次载人飞行，已运载37人至超过距地表100千米“卡门线”的轨道高度，这是国际航天界定义的地球大气层与太空的边界。

　　2023年6月，英国亿万富翁理查德·布兰森创立的维珍银河公司，也曾成功将第一批付费客户送入太空边缘，并安全返回地面。

　　此外，本世纪开始，商业卫星应用方面涌现了一大批新兴企业，比如天空盒子成像公司、行星实验室公司（Planet Labs）等一批提供卫星遥感服务的公司，甚至谷歌公司也进军航天业。特别是近年来太空互联网成为热点，卫星系统也将逐步进入互联网应用时代。宽带卫星通信在实现全球三维覆盖接入方面将发挥突出作用，全球对于卫星发射等航天服务的需求陡然上升。

　　具备新互联网思维的公司在产品、投资、服务和生产等方面都采用了与传统企业迥然不同的经营模式，敢于冒险，敢于挑战自己和既有的规则。商业航天强调效率，用户需求的快速响应和低廉的价格是其赢得市场、迅速崛起的重要原因。此外，政府的政策支持、资源供给以及大量人员和技术支持，也是美国商业航天发展迅猛的原因。

　　中国的商业航天发展，也许不会照搬美国的模式，但依然可以从中得到一些启示，比如敢于冒险、创新开放、放眼全球的精神和思维，促进自己步伐的加快，为探索太空做出新突破。撰稿｜阿晖