伊恩·菲希滕鮑姆 撰文

　　泰伯網(wǎng) 陳麗君 編譯

　　Tryul 責(zé)編

　　作為幾家系統(tǒng)制造商和物流供應(yīng)商等航天公司的顧問和董事，我有機(jī)會(huì)了解到太空經(jīng)濟(jì)是如何運(yùn)作的，我看到這其中有好有壞，好的方面是技術(shù)上取得了巨大突破，不好的方面是現(xiàn)在脆弱的供應(yīng)鏈和運(yùn)輸鏈。航天產(chǎn)業(yè)非常容易受到目前航天部件供應(yīng)商規(guī)模的限制和可用航天運(yùn)輸不足的影響。因此，我們需要研究如何建立一個(gè)強(qiáng)大的空間經(jīng)濟(jì)和基礎(chǔ)設(shè)施，以適應(yīng)未來航天業(yè)務(wù)的增長。

　　更強(qiáng)大的供應(yīng)鏈

　　在制造業(yè)中，生產(chǎn)流程會(huì)受到所生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量的直接影響，也就是說生產(chǎn)成千上萬甚至百萬千萬單位的產(chǎn)品與生產(chǎn)幾十個(gè)單位的產(chǎn)品在流程上會(huì)大相徑庭。航天產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生一個(gè)重大轉(zhuǎn)變，那就是現(xiàn)在每年建造20-25顆GEO衛(wèi)星(地球同步衛(wèi)星)和大約一百個(gè)小型航天器的規(guī)模，在未來幾年可能會(huì)擴(kuò)大到需要建造數(shù)千個(gè)航天器。這將使航天生產(chǎn)制造更適合現(xiàn)有飛機(jī)的供應(yīng)鏈，目前每年大型商用飛機(jī)的供應(yīng)量為1300多架，此外還有數(shù)千架其他類型的飛機(jī)。

　　在航天工業(yè)中，航天制造規(guī)模越來越大，交付周期越來越短(從數(shù)年縮短至數(shù)月)，同時(shí)對于電子元件的要求也越來越高(大多要求使用防御規(guī)范甚至工業(yè)規(guī)格的電子元件)。因此，這個(gè)產(chǎn)業(yè)需要一些新入圍者，他們將會(huì)使用最新或長期未被重視的技術(shù)，生產(chǎn)出成本更低或者性能更高的組件。我們還需要打破有關(guān)供應(yīng)商的人為障礙，例如阻止歐洲供應(yīng)商服務(wù)于美國市場，反之亦然。在這個(gè)新市場中，每個(gè)人都會(huì)有足夠的生存空間，供應(yīng)商的數(shù)量增加將對行業(yè)大有裨益，因?yàn)樗麄兡芙o這個(gè)市場帶來更廣泛的多樣性和更強(qiáng)大的供應(yīng)鏈。

　　規(guī)律的火箭發(fā)射節(jié)奏

　　SpaceX 重型獵鷹火箭的發(fā)射記錄令人敬畏，在2017年的18次成功發(fā)射為SpaceX客戶帶來了極大的喜悅。一個(gè)強(qiáng)大的航天基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)該是：進(jìn)入太空的次數(shù)充足、規(guī)則并且可以預(yù)期，就像乘坐火車或飛機(jī)一樣，這樣客戶就可以合理地安排在指定時(shí)間將載荷送入太空，尤其是涉及價(jià)值數(shù)億美元的航天器時(shí)，節(jié)奏顯得更為重要。這就是為什么去年18對于SpaceX來說是個(gè)神奇的數(shù)字，它超過了俄羅斯質(zhì)子火箭的單年14次發(fā)射的最好成績，還超過了2009年聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司的16次發(fā)射任務(wù)，后者還混合了Atlas 5、Delta 2 和Delta 4火箭。

　　我希望未來隨著供應(yīng)鏈逐漸成熟，并通過火箭可重用性消除長期采購，將繼續(xù)提高SpaceX的發(fā)布節(jié)奏。同時(shí)，改善發(fā)射前地面操作的時(shí)間和成本，發(fā)射范圍完全通過商業(yè)化控制，加上更高的火箭可重用性，這一切將進(jìn)一步推動(dòng)航天產(chǎn)業(yè)的變革。但為了保持整個(gè)商業(yè)航天市場的健康發(fā)展，SpaceX的競爭對手們也必須提升服務(wù)能力，提供類似的、可預(yù)期的、可靠的軌道運(yùn)輸。無論成本是否能降到足夠低，那些正在規(guī)劃大型星座和商業(yè)人類太空飛行的企業(yè)，都希望有多樣化的太空運(yùn)輸服務(wù)，所以現(xiàn)有的和新入圍的發(fā)射提供商，需要朝著提供定期、頻繁、甚至按需服務(wù)的目標(biāo)努力。

　　盡量簡化發(fā)射前的地面操作

　　太空的極端環(huán)境催生了新航天器的大部分成本，然而，在這些航天器進(jìn)入軌道之前的地面任務(wù)，則是成本、時(shí)間和開銷的主要影響因素，即使是簡單的載荷，發(fā)射前復(fù)雜活動(dòng)的成本和持續(xù)時(shí)間，也會(huì)將一個(gè)初創(chuàng)企業(yè)的資金和精力耗盡。這不單單是對運(yùn)營商或制造商的消耗，而且還包括發(fā)射提供商，因?yàn)樵诎l(fā)射前需要在發(fā)射臺為各類活動(dòng)分配空間，這些工作通常會(huì)持續(xù)數(shù)周。

　　雖然產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因很復(fù)雜，但很多成本和時(shí)間都與推進(jìn)劑和航天器高能材料的毒性和揮發(fā)性有關(guān)。如果我們希望發(fā)射前的操作更簡單，就必須找到減少或消除這些材料的方法，包括徹底轉(zhuǎn)向無毒或電動(dòng)的推進(jìn)劑。

　　更好的地面物流設(shè)施

　　直到現(xiàn)在，很少有像現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)那樣，以又快又簡便的方式來運(yùn)輸航天設(shè)施。航天系統(tǒng)有自己特殊的需求和標(biāo)準(zhǔn)，如果全球大型物流公司開始為航天產(chǎn)業(yè)提供強(qiáng)大、低成本的服務(wù)，同時(shí)又能夠滿足這些組件在熱量、振動(dòng)和處理等方面的特殊需求，那么航空產(chǎn)業(yè)的物流將向前邁進(jìn)一大步。聯(lián)邦快遞公司(FedEx)已經(jīng)開展了太空解決方案服務(wù)，并在該領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展，但類似UPS和DHL等快遞公司也需要加入類似服務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)為衛(wèi)星系統(tǒng)提供全面的國際服務(wù)。

　　建立交鑰匙似的衛(wèi)星跟蹤方式

　　對于今天的衛(wèi)星運(yùn)營商來說，使用和采購地面網(wǎng)絡(luò)來運(yùn)營衛(wèi)星，相當(dāng)于是在做一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)拼湊練習(xí)。目前的跟蹤和遙測操作員在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，只考慮了GEO操作，或者只建立了覆蓋部分地球的網(wǎng)絡(luò)。而應(yīng)用方需要的是無縫的全球地面站網(wǎng)絡(luò)，或等同于NASA跟蹤和數(shù)據(jù)中繼系統(tǒng)(Tracking and Data Relay System)的商業(yè)版本，即始終能跟蹤并與其他低軌衛(wèi)星通信的全球GEO或MEO(中地球軌道) 通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。一些創(chuàng)業(yè)公司正嘗試提供這樣的網(wǎng)絡(luò)，我希望他們能夠成功。這樣的系統(tǒng)將能夠提供交鑰匙似的跟蹤、遙測和控制，并幫助減輕衛(wèi)星運(yùn)營商日常繁忙的工作。

　　讓入軌價(jià)值最大化

　　在過去幾年中，發(fā)射提供商已經(jīng)開始認(rèn)真對待二級或背負(fù)式有效載荷的需求，將運(yùn)載火箭上額外空間的價(jià)值最大化，以滿足更多付費(fèi)用戶。雖然現(xiàn)在有新的低成本和通用的發(fā)射適配器和分配器，但除此之外可以做的工作還有很多。最后，我們必須考慮如何充分發(fā)揮每次發(fā)射的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并在可能的情況下，將航天器載荷與人類載荷(包括貨物和物資)一起整合到空間站。

　　同時(shí)載有人類和貨物的飛行技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)低成本定期發(fā)射的關(guān)鍵，如SpaceX 的龍飛船、波音的星際飛機(jī)或諾斯羅普·格魯曼公司的天鵝座宇宙飛船。如果未來出現(xiàn)人類商業(yè)太空飛行的新市場，穩(wěn)定的付費(fèi)乘客將推動(dòng)到國際空間站甚至商業(yè)空間站的定期飛行需求，這也為衛(wèi)星入軌提供了更多機(jī)會(huì)，同時(shí)為運(yùn)營商帶來額外的收入來源。

　　目前，類似的任務(wù)已經(jīng)在飛往國際空間站的行程上實(shí)踐過，小衛(wèi)星經(jīng)常與貨物一起運(yùn)載，飛行后期衛(wèi)星將從空間站的氣閘中被部署到軌道。這種操作非常方便，如果不是因?yàn)樵S多衛(wèi)星不適合國際空間站所處的軌道，我敢說數(shù)百顆衛(wèi)星都早已使用這項(xiàng)服務(wù)了，并且會(huì)填滿天鵝座和龍飛船的載荷空間。

　　最大限度地利用低軌道

　　正如已故的羅伯特·海因萊因所說，一旦你進(jìn)入了低地球軌道(LEO)，那么意味著到太陽系任何地方，你都走了一半路程了。所以，為什么不優(yōu)化LEO的運(yùn)輸優(yōu)勢，讓其他更高效的太空拖船和空間站完成其余重要工作呢?這里的優(yōu)化并不僅僅意味著向LEO發(fā)送低成本的重型火箭，而且還要看類似高功率軌道炮等發(fā)射形式，是否可以用于將散裝貨物大規(guī)模送人太空。這個(gè)領(lǐng)域出現(xiàn)了一些有趣的新概念值得在技術(shù)上進(jìn)行探索。從地面向低地球軌道供給便宜的散裝材料，可能會(huì)給剛剛起步的空間經(jīng)濟(jì)帶來發(fā)展動(dòng)力。

　　隨著發(fā)射活動(dòng)的驟然增加，我們看到了當(dāng)前基礎(chǔ)設(shè)施的局限性。但是，通過上述觀點(diǎn)和其他方面的思考，我們很快將會(huì)看到一個(gè)更加充滿活力的強(qiáng)大空間經(jīng)濟(jì)。

　　作者簡介：伊恩·菲希滕鮑姆(Ian Fichtenbaum)是美國工業(yè)收購公司(American Industrial Acquisition Corp)的高級副總裁兼航天專家，同時(shí)也是英國航天推進(jìn)系統(tǒng)和組件制造商Bradford ECAPS的董事。