美国“平流层发射”系统公司4月13日宣布,该公司开发的世界最大飞机“平流层发射”当天首次试飞成功。“平流层发射”只是近些年来美国商业航天领域的冰山一角,更为人熟知的还要数太空技术探索公司(SpaceX)、蓝色起源公司、轨道ATK公司等。它们正与波音和洛克希德-马丁等国防承包商一起,构成了美国商业航天方阵。
　　反观国内,3月27日,民营航天公司零壹空间的OS-M运载火箭发射失利,它本来可以作为首家将民营火箭发射入轨的公司而被载入中国航空的史册。相比于被津津乐道的SpaceX,过去几年间,作为各路资本竞相涌入的新风口,中国民营商业航空公司并没有创造出太多有价值的热点。美国的“SpaceX”们能在中国被批量复制吗?

　　本报记者　赵恩霆

私营航天企业百花齐放
　　美国西部时间13日6时58分(北京时间21时58分),“平流层发射”从加州莫哈韦航空航天港起飞,在莫哈韦沙漠上空飞行了2.5小时,最高时速达到约304公里,最高飞行海拔高度约5182米,随后返回并安全着陆。
　　“平流层发射”拥有6台波音747使用的发动机,机体全部由复合材料制成,既轻便又坚固,具备更大的承载能力。“平流层发射”系统公司CEO弗洛伊德13日说,未来将为火箭地面发射系统提供灵活的替代方案。
　　实际上,“平流层发射”只是一个空中移动发射平台,其巨型机翼中心下放可运载多达3枚搭载卫星的火箭。在大约10668米的高空(平流层)释放火箭,随后火箭再自行点火发射,脱离大气层飞向太空,将卫星送入预定轨道。
　　与传统的地面发射方式相比,高空发射将减少燃料消耗,省去地面发射台,使发射成本得以大幅降低。同时,在平流层发射火箭,还可规避恶劣天气对发射活动的影响,提高火箭发射频率,不需要再排队等待地面发射台的“档期”。
　　“平流层发射”系统公司是由微软公司已故联合创始人保罗·艾伦在2011年创立的,目的是争夺商业卫星发射市场,堪称近些年来美国商业航天领域发展的缩影。
　　“平流层发射”的竞争对手之一是亿万富豪理查德·布兰森2004年创立的维珍轨道公司。套路跟“平流层发射”一样,维珍轨道公司准备用定制的波音747-400飞机发射携带卫星的火箭,计划今年年中在莫哈韦航空航天港首飞发射。
　　与“平流层发射”和维珍轨道的着力点不同,SpaceX、轨道ATK等公司仍然立足于地面发射台,通过研发火箭、建造飞船,打造较为完整的传统航天运输体系。其中,由在线支付系统PayPal创建人之一、特斯拉CEO马斯克创建的SpaceX,依靠强大的火箭能力与回收再利用技术,成为美国商业航天领域的翘楚。
　　目标定位于太空运输的SpaceX,最著名的成果当数“猎鹰9”和“猎鹰重型”两款火箭,以及世界首个由私人公司研发的航天飞船——“龙”飞船。目前,SpaceX的“猎鹰9”火箭已完成超过50次发射,包括发射商业卫星、向国际空间站运送货物等任务。
　　2018年2月7日,“猎鹰重型”火箭首次发射成功,并将携带的一辆红色特斯拉跑车送入太空。其近地轨道运载能力达63.8吨,地球同步轨道运载能力为26.7吨,火星轨道运载能力为16.8吨,被称为“现役运载火箭之王”。本月12日,“猎鹰重型”火箭首次商业发射成功,将一颗沙特的通讯卫星送入地球同步轨道,标志着人类商业太空探索的一大突破。
　　更重要的是,SpaceX的“猎鹰”火箭的一级火箭回收技术已日益成熟稳定——包括陆上固定平台和“当然我也依然爱你”号海上浮动平台,并已实现“二手火箭”再发射。目前,二级火箭回收也有了成功案例,这意味着火箭发射成本将进一步降低。
　　同时,“龙”飞船作为货运飞船已多次为NASA服务,向国际空间站运送货物。而载人版“龙”飞船上月初也成功进行了首次模拟载人试飞,并成功与国际空间站对接。NASA商业航天机组项目2014年与SpaceX签订26亿美元合同,按NASA的计划,“龙”飞船今年7月进行首次载人飞行,将2名美国宇航员送往国际空间站。
　　在火箭发射领域,与SpaceX存在一定“竞争”关系的是美国网络电商巨头亚马逊公司创始人、亿万富翁贝索斯创建的蓝色起源公司,其旗下的火箭名为“新谢泼德”。不过,“新谢泼德”属于亚轨道火箭,性能比“猎鹰”要差一大截,因而蓝色起源的火箭和载人舱项目瞄准的是太空旅游市场。
　　与SpaceX一同获得NASA第二轮国际空间站商业货运任务合同的还有轨道ATK公司和内华达山公司。轨道ATK公司是运载火箭、卫星和空间技术服务提供商,同时在美国的导弹研发领域具有重要地位,“天鹅座”飞船和“安塔瑞斯”火箭就是该公司研发的。
　　内华达山公司则在研发利用“宇宙神5”火箭向太空运送宇航员和货物的可重复使用的“追梦者”空天飞机——全球第一艘私人航天飞机。今年初,已完成关键测试的“追梦者”获得NASA批准进入生产阶段,内华达山公司希望能从2020年开始向国际空间站运送货物。

　　政策和技术扶持下的竞争
　　除了上述企业,美国商业航天领域的玩家还有不少。比如,致力于亚轨道私人太空游的XCOR宇航公司,正在建造充气式太空站、准备组建全球首个民营太空站的毕格罗宇航公司。
　　一般来说,商业航天包括五大内容,运载火箭、人造卫星、载人航天、空间站和深空探测。其中,前三项是主要方向,也是目前美国各家私营航天企业的主要业务范围。
　　同时,美国的卫星业务领域也有不少私营企业。比如,卫星成像服务供应商Digital　Globe,拥有全球最大规模地球遥感卫星群的卫星成像公司Planet　Labs,卫星数据分析公司Orbital　Insight和Spire　Global,后者是全球首家与欧空局合作使用欧盟“伽利略”卫星系统的公司。
　　之所以有这么多私营企业涉足航天,主观上离不开像马斯克、贝索斯、保罗·艾伦等人对航天科技的执着追求。这些私营航天企业的创建人,本身就是成功的商界大佬,他们是互联网时代成长起来的新科技领军者,敢于涉足新能源、电动汽车、超级高铁乃至航空航天领域。
　　另外,商业航天产业巨大的市场潜力或许是吸引这些富商巨贾进军的原动力。当前,商业航天经济中卫星产业是重头戏,包括制造、发射、地面设备和应用与运营服务等,2016年全球航天产业近3400亿美元总收入中,卫星产业占77%。
　　进军航天除了需要足够的财力支撑,更重要的是,要有一个适于私营航天企业发展的制度环境,以及重要技术和实验设施的支持与开放。在这一点上,美国政府和军方先走了一步。
　　自上世纪80年代以来,美国陆续在商业发射、卫星和载人航天等方面搭建起法规政策框架。比如,在商业发射领域,1984年出台《商业太空发射法案》,1998年出台《商业空间法》,还包括不定期更新的美国国家航天政策,旨在规范、鼓励和促进私营企业参与商业航天发射活动。
　　在载人航天方面,2013年还推出国家航天运输政策,2017年出台《美国航天局过渡授权法案》等,鼓励私营企业参与载人航天与货运竞争。而在卫星通信、导航和遥感方面,美国数十年来也先后出台和制订了近10个法案或政策。
　　同时,NASA有不少资助项目,如商业载人航天与货物运输计划等。NASA还成立了太空技术任务部,向社会广泛投资,以发展NASA所不能解决的“大胆的、广泛适用的颠覆性技术”。
　　以SpaceX为例,NASA通过派驻技术人员和专利转让等方式帮助其发展和验证关键技术,开放“阿波罗”计划的部分技术以支持新型商业企业参与空间活动；美国空军则将夸贾林群岛里根试验中心发射场、范登堡空军基地发射场提供给SpaceX用于发射“猎鹰”火箭。
　　美国高校和NASA也输出了一大批创业者和技术人才。比如,在卫星遥感领域,谷歌母公司旗下的卫星公司SkyBox发端于斯坦福大学,Planet　Labs则发端于NASA艾姆斯研究中心。
　　有了完善的制度框架和技术扶持,SpaceX等私营航天企业才逐渐能与波音、洛克希德-马丁等行业巨头展开竞争。2006年之前,波音与洛克希德-马丁在航天发射领域是竞争对手,后来双方合资成立联合发射联盟公司,垄断了美国的发射市场。2013年,美国空军授予该公司一份为期5年,价值110亿美元的改进型一次性运载火箭分段购买合同,联合发射联盟公司作为其唯一认证的服务供应商,在没有其他竞争者的情况下独自完成36次核心火箭发射任务。
　　为此,SpaceX在2014年起诉了美国空军。“如果我们竞争失败,那没问题,”马斯克2014年4月在美国全国新闻俱乐部告诉记者,“但为什么他们甚至没有为我们提供竞争的机会呢?”
　　2015年初,SpaceX与美国空军达成和解。2017年5月,SpaceX成功完成首次军用侦察卫星发射任务,打破联合发射联盟公司对美国政府有效载荷发射服务的垄断,成为首家打入美国军用航天发射市场的商业航天公司。后来,SpaceX还发射了美国空军的X-37B航天飞机。
　　数据显示,中国民营航天企业已超过60家,其中翎客航天、零壹空间、星际荣耀等几家头部公司在2014年至2016年间成立。当时资本和创业者疯狂入场,除了缘于2014年中国政府开始允许私营企业制造和发射卫星及商用火箭,更多的则是看到了“SpaceX”们的成功。但迄今我国民营航天企业的两次“运载火箭”尝试均告失败。中国民营航天企业要想复制SpaceX的成功,还有很长的路要走。