



进入21世纪以来,全世界密集的航天发射举动,以及雄心勃勃推出的各种太空计划,让人们感受到航天业热气腾腾,正在骤然升温。在2018年这一年内,全球航天发射就已超过了100次,而上一次年度发射破百还是1990年的事。与那次冲高之后迅速降温不同,这回冲高的趋势丝毫没有要减弱的迹象,各国有预告的航天发射在接下来几年还会有增无减,愈演愈烈的态势很明显。
发生这种变化的一个重要原因在于,民间力量迅速崛起,打破了政府对航天业由来已久的高度垄断,出现了民办挤进官办并与之共舞的新格局。在20世纪,私人造火箭、玩飞船还像是天方夜谭的事,但就在刚刚过去的不到20年间,全球共有1700多家私营航天公司如雨后春笋般冒了出来,这是前所未有的新气象。伊隆·马斯克创办的SpaceX公司、杰夫·贝索斯创办的Blue Origin(蓝色起源)公司、理查德·布兰森创办的Virgin Galactic(维珍银河)公司就是其中的典型代表。这些先知先觉的商业精英感悟到了出壳的趋势,以堂吉诃德式的自信硬着头皮冲向航天业的江湖,不计代价、不惧失败,已把这个领域搅得风生水起。
航天业说来也是冷热交替的,自20世纪中叶兴起以后,因其耗资巨大而一直由政府在主导着。继苏联和美国分别于1957年、1958年成功发射卫星之后,世界上只有少数有实力的国家或组织机构跟进、参与航天活动。法国在1965年11月26日、日本在1970年2月11日、中国在1970年 4月24日、英国在1971年10月28日、欧洲空间局在1979年12月24日、印度在1980年7月18日相继用自行研制的运载火箭成功地发射了各自的第一颗人造卫星。即使这些为数不多的参与国家或组织机构,当年费了九牛二虎之力也无法跟进美苏两强的太空争霸步伐。要知道,从第一颗卫星上天,到载人航天成功,再到阿波罗飞船登月返回,只用了短短12年时间,这种科技史上绝无仅有的“大跃进”造就了航天业的一波高潮 [23] 。后来,随着苏联的衰落、解体,“劳民伤财”的太空军备竞赛渐渐降温,月球也再没人光顾。冷战就这样先在地球之外结束了,航天业发展也进入了低谷。
很多人可能早就听说过,航天业每投入1元就会有8~12元的回报。现在回过头来看,那完全是自欺欺人的一大谎言,要真有那样的好事就不会忽冷忽热了。但谁也没料到,沉闷了一个时期的全球航天业,会在21世纪之初被一匹匹民间杀出来的“黑马”抢去了风头,“小马驹拉大车”引起了世人瞩目。
然而并非人人都能意识到,马斯克、贝索斯这些先驱者干的事,是在颠覆整个航天业,他们正在奏响人类出壳的序曲。
这些涉足航天领域的“黑马”们有着大同小异的创业背景,他们大都是通过早期的商业成功有了雄厚的资金实力和社会影响力,再来实现自己儿时的太空梦想。马斯克小时候读了亚当斯的科幻小说《银河系漫游指南》后,便立志要让更多的人迈进太空。他最初的事业与太空毫不相干,后来他把自己创立的一家软件企业卖给了康柏电脑公司,淘到了第一桶金,接着他又创立了在线支付产品X.com,卖给eBay成了亿万富翁,这之后他决定成立一家商业化的太空公司,于是SpaceX在2002年诞生。贝索斯也一样是个IT(信息技术)男,5岁时看了人类登月的一幕便憧憬着太空探索,后来他成功地创建了亚马逊公司,接着就很快转头瞄上了航天业。他似乎更财大气粗些,行动也更早些,Blue Origin公司在2000年就已宣告成立。
对于他们涉足航天业的动机,从商业角度去解读也是很有意义的,他们的直接目的就一个:大幅度降低太空旅行的成本。马斯克和贝索斯都注意到,航天发射的浪费相当惊人,那些昂贵的火箭其实只有1%的成本花在了燃料上,更大的成本来自硬件的遗弃,“哧溜”一下飞出去就烧掉了大把钞票。因此,马斯克一直致力于火箭零部件成本的控制,并着手开发可回收利用的大型火箭。如今SpaceX的发射报价为每次6120万美元,而其他供应商的报价则高达2.5~4亿美元不等,以至于NASA也不得不青睐“猎鹰”系列火箭。2015年SpaceX的“猎鹰9号”在完成发射后,成功地实现了一级火箭的陆地回收,接着又在2016年首次实现了火箭的海上回收。2018年2月,举世瞩目的“猎鹰重型”火箭发射升空,这是现役运载能力最大的火箭,这枚火箭搭载着一辆红色特斯拉跑车成功发射后,SpaceX还成功地回收了两枚助推器,马斯克正在把以往必须烧掉的钱大把大把地捡回来。贝索斯也在干着同样的事,他相信总有一天“所有的火箭都会有起落装置”。 Blue Origin开发的第一款火箭能够做到正面朝上飞向太空,回收降落时尾部着地,这款名为New Shepard的火箭已取得成功,并于2016年实现了同一枚火箭在地球与太空之间的5次往返。贝索斯在接受记者采访时说,“我最引以为骄傲的是,当我80岁的时候(2044年),如果Blue Origin能够大幅度降低进入太空的成本,出现宇宙探索的大爆发,那就会像20年前人们大举进入互联网一样” [24] 。
贝索斯说的没错,降低成本是普及商业航天活动的关键,这一点在政府主导下的航天业很难做到。尤其是载人航天这样的超级“面子工程”,只许成功不许失败,形成了“不惜重金确保万无一失”的思维模式,让航天成本长期以来居高不下。马斯克在创建SpaceX之初就说过,发射火箭的最大挑战不是技术,而是政府与大公司的官僚主义,NASA从来就没有考虑过成本控制。在这个问题上,他跟贝索斯可谓英雄所见略同,两人都有大规模推广商业航天的想法。马斯克提出的“小目标”是,要在100年内将100万人移民到火星,贝索斯更是豪言壮语预测说:“数百年后将有一万亿人生活在太空,那里将出现‘1000个爱因斯坦和1000个莫扎特’ [25] ,当务之急是要搞廉价航天把更多的人带到那里去。”应该说,这些大佬们已经预感到出壳时代即将来临,一旦安全的太空旅行卖到了白菜价,破壳而出就会成为势不可挡的潮流。
可以回收和重复使用的猎鹰九号重型火箭
然而全世界商业大佬多得很,从小向往太空探索者也大有人在,为何偏偏是马斯克、贝索斯这些人标新立异率先冲进了航天业?这可能是“春江水暖鸭先知”的效应。私营航天公司的创业者们,大都具有IT或相关高技术领域的从业经历,这些弄潮儿见识了新技术正在带领人类社会进入一个空前的发展时期,他们因而确信太空才是施展拳脚的未来大舞台。参与了多家私营航天公司投资的Dylan Taylor说过,他在跟这些勇立潮头的创业者们接触中感受到,当今看到的智慧城市、人工智能、无人驾驶汽车等新领域,都会在某个节点上跟太空有关联,而且应该就在未来十几年内会发生。
马斯克和贝索斯们的实践,还有更重要的意义在于,他们成功撬动了民间资本大举投入到航天业。以美国为例(如今全世界的私人航天企业近一半在美国,其中一些最牛气的公司也在美国,就连英国人创办的维珍银河也立足美国开展业务),2010年前后在SpaceX和Blue Origin引领下,民营航天公司的兴建迎来了一个高峰,为空间站提供硬件产品的Nano Racks公司、开发第一台太空3D(三维)打印机的Made in Space公司、利用卫星采集地球数据的Planet Labs公司、向月球表面发射登月器的Moon Express公司、研发太空采矿技术的Planetary Resources公司等小有名气的企业,都是那时候创立起来的。与此同时,民间资金大举介入航天业的速度明显加快,微软、亚马逊、脸书、谷歌、苹果等商界巨头都注资进入了这个领域,甚至连中国的长江实业、腾讯等也注资进入了美国的民营航天企业。据统计资料显示,2015—2018年间民营资本在该领域的投入已达790亿美元 [26] ,超过了过去15年投资的总和。贝索斯最近还宣布,每年将另套现10亿美元的亚马逊股票投入航天业。受美国民营航天的鲶鱼效应影响,世界各主要航天国家群起仿效,俄罗斯的Dauria公司和Sputnix公司、英国的Clyde太空公司和德国的柏林太空技术公司、日本的Axelspace公司等,都是近年崭露头角的商业航天公司。
我国的民营航天也已经开始起步,从2014年起出现了以北京蓝箭空间科技有限公司、重庆零壹空间航天科技有限公司、北京星际荣耀空间科技有限公司等为代表的一批具有民营色彩的航天企业,短短几年发展迅速。尤其是在2018年留下了浓墨重彩的一笔,这年4月首枚民营固体验证火箭“双曲线一号”在海南发射升空,拉开了国内民营火箭发射的序幕,紧接着一个多月后,首枚民营自主研制的火箭“重庆两江之星”探空火箭在内蒙古发射取得了成功。截至2018年10月,我国一共完成了30次航天发射任务,其中民营公司承担了5次,因此2018年被称为是中国民营火箭发射的元年。
无论是美国、中国还是俄罗斯、日本,民办力量的兴起给传统航天业注入了前所未有的活力。虽然目前从官办手里分得的“蛋糕”还很少,但“四两拨千斤”的效果已初现端倪,这为人类出壳创造了前提条件。一来民间力量的介入降低了航天业的门槛,华丽的“贵族”终将一天天变成简朴的“平民”。二来航天业的军事色彩将日益淡化,民间力量不玩“星球大战”,因而更容易按照经济规律广泛开展国际太空合作。三来民营航天注重太空商业的开发,天长日久必将形成庞大的社会需求,从而有力推动出壳进程。所以有人说,没有哪个宇航局能做到马斯克现在做的事,如果将来真有移民外太空那么一天的话,做出这种决定的可能不是某个国家元首,而是民营公司的领袖们 [26] 。当然,这是一种美好预言,也是对未来航天业的期待。
就目前的总体情势来说,民营航天毕竟刚起步,还处在“芽苞初放”的阶段,太空探索的大舞台上仍是政府的航天部门在唱主角。在科技的推力和太空潜在商业价值的拉力作用下,进入21世纪以来的航天活动日益丰富多彩,不仅为民间力量的大举介入提供了越来越多的机会,而且正在兴起一场顺应出壳需要的所谓“新太空”运动。
“新太空”运动源于美国,按照太空周刊 SpaceNews 及NASA的说法,这是通过经济开发去拓展太空边疆的一股新潮流,它有别于冷战时期军备竞赛的“旧太空”时代 [27] 。这场“新太空”运动的兴起并非空穴来风,而是政治、产业、技术、社会及商业等多种因素综合作用的必然结果。从政府层面来说,美国要巩固在全球的太空领导地位不能总靠政府的高投入维持,而要引导和鼓励更多的商业机构参与太空开发。“亲商业”的太空政策其实是寓军于民的战略举措,最终目的还是为了抢占太空军事新的制高点。NASA和DARPA(美国国防部高级研究计划局)在21世纪之初提出了一揽子太空计划等着实施,有更多的商家“陪着玩”何乐而不为。从产业技术层面来说,航天业作为一个技术高度密集的领域,也是培育经济新增长点的有效途径,微电子、纳米技术、大数据、新材料等几乎所有的当代高新技术都可以在这场运动中得到巨大的商业应用。例如,3D打印技术不仅能在地面上缩短火箭的制造周期,而且能在太空中解决航天器的循环使用、再造问题,从而大大提高可持续发展的能力。从全社会的动力基础来说,美国民众对太空探索的热情经久不衰,几十年前已家喻户晓的《星际迷航》系列大片每隔两三年便推出一部新作,一直推到了新世纪依然很叫座便是个明证,影片中柯克舰长的那句经典台词“太空,我们最后的边疆”早已深入人心。在这样的氛围中,社会各界对21世纪的太空探索充满了新的期待,“新太空”运动渐成气候也就不足为奇了。
受“新太空”运动的影响,世界各主要航天国家都在紧锣密鼓地实施各自的太空计划 [28] 。美国在2004年发布了以重返月球为起点的一系列太空计划,名曰“空间探索新构想”(VSE),其基本目标是“通过有力的空间计划推进美国的科学、安全和经济发展”。2007年NASA对VSE的任务进行了修订,主要内容是要在2021年左右重返月球并建立前哨基地,继而深入太阳系深空开展活动,在2030年以后把宇航员送上火星并随后前往小行星带,同时还要开展寻找类地世界的探测活动。而SpaceX则发布了雄心勃勃的“星际运输系统计划”,马斯克宣称最早能在2025年实现载人登陆火星。俄罗斯公布的“2006—2040年远期航天发展规划”目标也很明确,计划在2015年完成国际空间站“俄罗斯舱段”的建设,2025年实现载人登月,2030年前后建成一座有人居住的月球基地,2035年后开展载人登陆火星任务。欧洲宇航局(ESA)公布的“曙光”太空探测计划是由欧洲多国商定的,该计划提出了三步走的发展目标,第一步是在2015年前发射一批无人探测器,包括月球、火星、彗星、金星和水星的探测器(重点是火星),第二步是在2020—2025年向月球发射载人飞船,并向木星、土星及其卫星发射无人探测器,第三步是在2025—2035年实现载人登陆火星,并向小行星发射登陆探测器采样返回。日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)也公布了“太空开发远景规划”,计划在2025年前研制出能重复使用的载人航天器,继而实现载人登月并建立月球基地,并对金星、水星、火星和小行星进行采样探测。印度也在谋求航天活动中的崛起,印度空间研究组织(ISRO)计划在2020年前后把宇航员送上月球,同时开展金星、水星的探测,印度的火星探测任务已于2014年启动,并打算在2025年开展小行星和彗星的探测活动。
我国的航天发展进入21世纪以来已跻身世界先进行列,2000年国务院新闻办发表了《中国的航天》白皮书,随后各项航天计划扎实推进,取得了令人瞩目的成就。继2003年“神舟五号”首次载人航天成功之后,又在2011年成功发射了“天宫一号”目标飞行器,并分别与三艘神舟号飞船进行了6次交会对接,接着又在2016年发射了“天宫二号”空间实验室,为在2020年建成空间站奠定了坚实的基础。与此同时,我国还先后发射了“墨子号”量子通信实验卫星、“悟空号”暗物质探测卫星、“实践十号”微重力实验卫星等一批科学探索卫星,并于2017年开始发射“北斗三号”组网卫星,由此步入了中国北斗卫星导航系统的全球组网新时代。在登月行动上我国也是稳步推进,2004年正式启动了“嫦娥工程”探月计划,分为“无人月球探测”“载人登月”“建立月球基地”3个阶段实施。从2007年开始,“嫦娥”系列无人探测器已陆续成功奔赴月球,预计2025年前后中国人就会在月球上踏足。就目前世界各国的登月计划进展情况来看,中国很有可能是继美国之后,第二个实现载人登月的国家。在太阳系深空探测方面,我国也在加紧进行着,2020年7月已发射第一个火星探测器“天问一号”,2022年将发射近地小行星多目标探测器,2023年将把探测车送上火星。虽然我国至今并没有公布载人登陆火星的时间表,但2018年10月央视网发布了一条“中国火星模拟生存基地公开亮相”的视频消息,让国人大开眼界并充满了期待。这个基地建在甘肃省金昌市郊外的戈壁滩上,四周奇特的地形地貌、火红的岩体、险峻的山脉,看上去与火星的地貌非常相似。模拟基地中建成了气闸舱、总控舱、生物舱等9个舱体及舱外场地,在最大程度上还原火星场景,模拟航天员登上火星之后的生活。联想到2016年,我国成功地开展了一次名为“绿航星际”的模拟太空生活试验,也主要是以火星生活为背景的,4名志愿者在密闭的受控生态舱内自给自足生活了180天。毫无疑问,若没有把人送上火星的计划,建这种庞大的火星模拟基地、搞这种长期太空生活试验干吗?因而可以预见,中国在实现载人登月目标后,接着就会展开载人登陆火星的行动,时间上跟美国应该相近。
嫦娥4号月球探测器
目前各国的太空计划虽然各有侧重,却有一个共同点就是,都瞄着载人登月的近期目标要建立月球基地。这道理听起来很简单,长远战略是要以月球为跳板奔赴深空。2017年10月NASA再次宣布要尽快“重返月球”,明确提出把月球作为下一步载人登陆火星及更远探测的“桥头堡”。俄罗斯也在同年宣布,将在两年内发射“月球25号”探测器,这是继1976年苏联的“月球24号”中止之后的重启行动,俄罗斯还制定了未来几年内“月球26-29号”的登月计划。欧洲宇航局当然也没闲着,自“智能1号”探测器2006年定点撞击月球取得成功之后,也明确宣布要在月球上建立一个存储地球物种的“诺亚方舟”,实际上也是要建立永久居住的大型设施。日本、印度等近年也不甘示弱,已接二连三向月球发送了探测器,目的无非也是为了尽早在月球上抢占一席之地。看看吧,如今的月球越来越有了“新大陆”的意义,预计今后10年内,抢滩登月的壮观场面将陆续展现在人们面前,但愿“窝里斗”的惯性不要延续到月球上去,千万别引起火并才好。
其实早在1979年,联合国就出台了一个《月球条约》,规定月球及其资源是“全体人类的共同财产”。但这是个“软性”条约,联合国的五大常任理事国至今谁也没有签署这一条约,这不是拿大多数没实力登月的国家开涮吗?月球虽说不属于任何国家,但条约允许各国和平开发利用,说白了就是谁先开发谁先得利。月球这个地外“新大陆”的表面积虽然不小,但资源肯定不是均匀分布的。别的理由且不说,就算是作为深空探测“桥头堡”的意义,那也有个“抢占有利地形”的问题,激烈的竞争不可避免。所以说,月球亿万年“寂寞嫦娥舒广袖”的时代即将结束,这一天指日可待了。
如果说抢滩登陆月球的“拼杀”高潮还没到来的话,那么,抢占卫星轨道资源的“争夺战”却已经实实在在打响了。你现在打开谷歌地图,可以看到地球上所有人造卫星的分布,密密麻麻跟蜂群一样看得人头晕目眩。谁都明白,环绕地球四周的卫星轨道容量有限,虽然有相关的国际组织进行协调,但“先到先得”是基本的游戏规则,“抢位”“占坑”的闹剧已经开场。实际上,在距离地面3.6万千米的地球静止轨道上,各国抢占卫星位置的现象已多次出现,不得不依赖国际电信联盟的“劝架”“调和”才勉强解决了冲突。然而,把卫星送入地球静止轨道还只有少数航天大国能做到,更多的国家和不大的商业卫星公司,都只能把微小卫星送入距地面300~1000千米的近地轨道上,这一块的国际竞争更加激烈。
近年来最让人感到震惊的就是SpaceX公司推出的“星链计划”。该计划要用多达1.2万颗小卫星形成覆盖全球的密集卫星网,首期拟发射1600颗小卫星进入中低轨道,2018年2月第一批验证卫星已经升空,同年12月该公司又用猎鹰9号火箭成功进行了“一箭64星”的发射。还不仅仅是SpaceX一家在折腾,谷歌等另一些民营公司也在策划小卫星的星座计划,这些计划拟发射的卫星数量同样惊人,都在数百颗到数千颗不等 [29] 。这样的玩法,从好的一面说是展现了商业太空的前景,从不好的一面说则是在进行轨道资源“跑马圈地”的暗战。与此同时,卫星通信频道也成了暗战中的争夺焦点。事实上,不管是通信卫星、导航卫星还是遥感卫星,都要用特定范围的无线电频道来传递数据,过于密集的卫星无疑会形成相互间的通信干扰,因而频道的争夺也很激烈,要不然你抢不到频道,发射了卫星也白搭。而且,卫星轨道、频道的竞争具有一劳永逸的“占坑”意义,即使先占者的卫星一个个到了寿终正寝的时候,人家也会不断发射新卫星进行补位,后来者等着“重新洗牌”怕是没门。这样一来,此时不抢更待何时,也就能理解这场暗战的激烈较量程度了。
“溪云初起日沉阁,山雨欲来风满楼”。出壳的大戏尚未拉开帷幕,砰砰锵锵的前奏已经响起。应该说,如今的出壳前奏有点像当年的互联网兴起之初,先知先觉者正在朦胧中布局,甚至是在“烧钱”抢占先手,等待着出壳火候的到来。因此,现在的前奏曲还不能算是出壳的开始,预热过程尚在进行中。那么何时意味着出壳的启动?那理当是在建起了一个个有人居住的月球基地之后的事了。如果从某个时段开始,每天有人穿梭往来于地球与太空之间,普通旅行者也能像宇航员一样光顾月球,民营航天开始挑大梁的时候,出壳时代就真的来临了。这一天不会太远了,我们有充分的理由期待着,不仅仅是因为感受到了出壳前的节奏,而且还因为科学技术有其本身的发展趋向,下一步正朝着出壳方向演进,这一点也已经能看出端倪了。