張蕊 (北京空間科技信息研究所)
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美國(guó)載人航天商業(yè)化研究(上)
張蕊 (北京空間科技信息研究所)
隨著近地空間實(shí)現(xiàn)大規(guī)模設(shè)施的建造部署、人的長(zhǎng)期駐留等技術(shù)的日益成熟,可重復(fù)使用技術(shù)快速發(fā)展,商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化逐步具備條件,太空旅游、近地軌道商業(yè)運(yùn)輸和空間應(yīng)用成為未來(lái)發(fā)展熱點(diǎn)。美國(guó)作為發(fā)展載人航天國(guó)家積極推進(jìn)載人航天商業(yè)化。近地軌道載人航天私營(yíng)機(jī)構(gòu)能力建設(shè)已初見(jiàn)成效,太空探索技術(shù)公司、軌道科學(xué)公司(現(xiàn)已更名為軌道-阿連特技術(shù)系統(tǒng)公司,簡(jiǎn)稱軌道-ATK公司)實(shí)現(xiàn)近地軌道貨物運(yùn)輸常態(tài)化;波音公司、太空探索技術(shù)公司有望于2017年實(shí)現(xiàn)近地軌道商業(yè)乘員運(yùn)輸;XCOR宇航公司、維珍銀河等多家商業(yè)公司即將提供太空旅游產(chǎn)品和服務(wù)。此外,美國(guó)提出商業(yè)空間站計(jì)劃,并積極拓展月球以遠(yuǎn)的商業(yè)探索模式。載人航天領(lǐng)域的商業(yè)化也是隨著美國(guó)商業(yè)航天市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大、體系不斷完善衍生出的,也是美國(guó)載人航天降低成本、鼓勵(lì)創(chuàng)新、提升競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)重要途徑。
美國(guó)早在20世紀(jì)八九十年代已奠定商業(yè)載人航天運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ),從國(guó)家層面制定了商業(yè)航天法規(guī)政策,明確了商業(yè)航天在國(guó)家中的地位和作用,指定專門機(jī)構(gòu)對(duì)商業(yè)航天活動(dòng)進(jìn)行管理,使得商業(yè)航天能夠安全、有效地服務(wù)國(guó)家各行業(yè)發(fā)展。
商業(yè)航天政策演進(jìn)
盡管美國(guó)在20世紀(jì)六七十年代就開(kāi)始了商業(yè)航天的相關(guān)嘗試,但并未正式將支持商業(yè)航天發(fā)展納入國(guó)家航天政策。自20世紀(jì)80年代開(kāi)始,美國(guó)法律和政策已開(kāi)始引導(dǎo)美國(guó)航空航天局(NASA)拓展商業(yè)航天市場(chǎng)。技術(shù)的成熟催生航天市場(chǎng)化,這也是美國(guó)航天發(fā)展的重要策略。這一策略可以降低成本、加快技術(shù)創(chuàng)新、提高任務(wù)效率。
1988年,時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)里根在《關(guān)于國(guó)家航天政策的總統(tǒng)指令》中首次使用一整個(gè)章節(jié),說(shuō)明美國(guó)促進(jìn)商業(yè)航天領(lǐng)域發(fā)展的政策方針,提出美國(guó)政府應(yīng)借助由市場(chǎng)推動(dòng)的商業(yè)航天領(lǐng)域,擴(kuò)大私營(yíng)成分對(duì)航天領(lǐng)域的投資,通過(guò)不斷增長(zhǎng)的航天產(chǎn)品與服務(wù)促進(jìn)美國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和支持政府航天項(xiàng)目的發(fā)展。該政策還提出了最大限度利用商業(yè)航天產(chǎn)品與服務(wù),避免政府與商業(yè)航天領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系等具體方針。隨后的布什和克林頓政府也分別發(fā)布了《美國(guó)商業(yè)航天政策方針》和新版《關(guān)于國(guó)家航天政策的總統(tǒng)指令》,進(jìn)一步明確和擴(kuò)展了美國(guó)政府對(duì)商業(yè)航天領(lǐng)域的支持范圍與力度。
1998年,美國(guó)通過(guò)了《商業(yè)航天法案》(CSA),以法律的形式再次強(qiáng)調(diào)了美國(guó)政府對(duì)商業(yè)航天領(lǐng)域發(fā)展的重視。1998版美國(guó)《商業(yè)航天法案》從“國(guó)際空間站”、“航天發(fā)射系統(tǒng)”、導(dǎo)航衛(wèi)星和遙感衛(wèi)星等角度出發(fā),提出了對(duì)商業(yè)航天的具體支持政策。該法案提出,在“國(guó)際空間站”方面,將近地軌道航天活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)效益作為建設(shè)“國(guó)際空間站”的重點(diǎn)目標(biāo)之一;在導(dǎo)航衛(wèi)星方面,美國(guó)認(rèn)識(shí)到在商業(yè)航天領(lǐng)域提供的GPS設(shè)備及相關(guān)服務(wù)的支持下,GPS系統(tǒng)已成為民用、科學(xué)及軍事航天發(fā)展的關(guān)鍵要素,并提出通過(guò)擴(kuò)展國(guó)際合作的方式,支持GPS應(yīng)用的發(fā)展;在遙感衛(wèi)星方面,提出將空間科學(xué)數(shù)據(jù)作為商業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行交易,以便從商業(yè)數(shù)據(jù)提供商處獲取空間科學(xué)數(shù)據(jù)等。美國(guó)先后出臺(tái)的國(guó)家級(jí)商業(yè)航天政策有力地促進(jìn)了其商業(yè)航天領(lǐng)域的發(fā)展,也為各主要商業(yè)航天領(lǐng)域的后續(xù)發(fā)展及有關(guān)政策的制定奠定了堅(jiān)實(shí)的政策基礎(chǔ)。
航天飛機(jī)執(zhí)行最后一次任務(wù)(STS-135)時(shí)拍攝的“國(guó)際空間站”
時(shí)至今日,在2010年公布的最新版《美國(guó)國(guó)家航天政策》中,美國(guó)大力支持商業(yè)航天部門的發(fā)展,在其發(fā)展原則中指出:“穩(wěn)健、具有競(jìng)爭(zhēng)力的商業(yè)航天部門對(duì)空間的持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。鼓勵(lì)并推動(dòng)美國(guó)商業(yè)空間部門的發(fā)展,這些商業(yè)部門要能夠支持美國(guó)需求,具有全球競(jìng)爭(zhēng)力,能夠提升美國(guó)在新一代市場(chǎng)中的領(lǐng)導(dǎo)地位且引領(lǐng)具有創(chuàng)新性的企業(yè)精神。”此版航天政策強(qiáng)調(diào)了商業(yè)航天的重要性并提出了新的要求:積極探索采用創(chuàng)造性、非傳統(tǒng)的方式獲得商業(yè)航天產(chǎn)品和服務(wù),即政府出資支持,私營(yíng)企業(yè)應(yīng)承受一定比例的投資風(fēng)險(xiǎn)和責(zé)任。新政策還指出要將日常運(yùn)營(yíng)職能轉(zhuǎn)移到商業(yè)航天部門,培育商業(yè)航天部門的技術(shù)創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)冒險(xiǎn)精神,積極促進(jìn)美國(guó)商業(yè)航天產(chǎn)品和服務(wù)的出口?!睹绹?guó)國(guó)家航天政策》指出,與私有部門加強(qiáng)合作實(shí)現(xiàn)往返于“國(guó)際空間站”的乘員及貨物商業(yè)航天運(yùn)輸能力,對(duì)NASA的近地軌道商業(yè)運(yùn)輸計(jì)劃予以支持。
為了促進(jìn)美國(guó)國(guó)內(nèi)商業(yè)航天運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展,當(dāng)前美國(guó)主要遵循以下原則開(kāi)展工作:
1)應(yīng)當(dāng)盡可能購(gòu)買和使用市場(chǎng)上提供的商業(yè)航天能力和服務(wù)來(lái)滿足美國(guó)政府需求;
2)當(dāng)現(xiàn)有的商業(yè)能力和服務(wù)不能完全滿足政府需求時(shí),應(yīng)當(dāng)調(diào)整商業(yè)航天能力和服務(wù),為政府提供一個(gè)效費(fèi)比更高和更加及時(shí)的采購(gòu)渠道;
3)積極開(kāi)發(fā)創(chuàng)新型、非傳統(tǒng)途徑獲取商業(yè)航天產(chǎn)品和服務(wù),如采用公共部門和政府部門合作、政府給予私營(yíng)公司技術(shù)支持及購(gòu)買商業(yè)衛(wèi)星經(jīng)營(yíng)科學(xué)或操作數(shù)據(jù)產(chǎn)品,以支持政府任務(wù)等方式;
4)只有在涉及國(guó)家利益,且無(wú)適合的、具有高費(fèi)效比的商業(yè)服務(wù)系統(tǒng)(國(guó)內(nèi)或國(guó)外)時(shí),才發(fā)展政府航天運(yùn)輸系統(tǒng);
5)在不涉及國(guó)家安全或公共安全的情況下,應(yīng)當(dāng)避免美國(guó)政府航天活動(dòng)阻礙或與美國(guó)商業(yè)航天活動(dòng)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng);
6)除涉及國(guó)家安全利益的發(fā)射任務(wù)不可私營(yíng)化外,尋求一切機(jī)會(huì)將日常的航天發(fā)射任務(wù)轉(zhuǎn)至可帶來(lái)高效費(fèi)比的私營(yíng)公司;
7)通過(guò)使用獎(jiǎng)勵(lì)和競(jìng)爭(zhēng)激勵(lì)機(jī)制,在商業(yè)航天部門培養(yǎng)更多的技術(shù)創(chuàng)新專家和企業(yè)家;
8)以有償、不干涉和公平為基礎(chǔ),最大限度確保美國(guó)政府航天技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施保障商業(yè)航天活動(dòng)的發(fā)展;
9)盡可能為商業(yè)航天活動(dòng)減負(fù),確保及時(shí)頒發(fā)航天活動(dòng)許可證;
10)借助美國(guó)工業(yè)已運(yùn)用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定,營(yíng)造出公正、公開(kāi)的全球貿(mào)易和商業(yè)環(huán)境;
11)在國(guó)際合作中鼓勵(lì)購(gòu)買和使用美國(guó)商業(yè)航天服務(wù)和能力;
12)積極推動(dòng)美國(guó)商業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)出口,但必須符合美國(guó)技術(shù)轉(zhuǎn)讓和防擴(kuò)散條約。
商業(yè)載人航天法案及監(jiān)管
隨著美國(guó)商業(yè)航天活動(dòng)的日益增長(zhǎng),促成美國(guó)在1984年出臺(tái)《商業(yè)航天發(fā)射法案》(CSLA),該法案歷經(jīng)幾次修訂,一直沿用至今。該法案對(duì)發(fā)射、返回管理、重復(fù)使用運(yùn)載火箭以及載人航天飛行參與方作出了規(guī)定,但是沒(méi)有對(duì)在軌活動(dòng)作出任何規(guī)定。該法案的目標(biāo)是促進(jìn)美國(guó)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提高全球航天企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,同時(shí)提供可預(yù)見(jiàn)的、有效的政府監(jiān)管。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),法案創(chuàng)建了一套發(fā)射許可系統(tǒng),并為進(jìn)一步的規(guī)章提供授權(quán)許可。該法案授予運(yùn)輸部發(fā)放許可并監(jiān)管發(fā)射的特權(quán)。目前,該特權(quán)已委托給聯(lián)邦航空管理局(FAA)的商業(yè)航天運(yùn)輸辦公室(AST)。商業(yè)航天運(yùn)輸辦公室對(duì)批準(zhǔn)、否決、廢止或修訂發(fā)射許可有著重要決定權(quán)。
2015年5月,美國(guó)參眾兩院出臺(tái)多項(xiàng)法案,旨在為商業(yè)航天發(fā)展?fàn)I造良好的政策環(huán)境。5月20日,參議院以口頭方式通過(guò)了《商業(yè)航天發(fā)射競(jìng)爭(zhēng)力法案》。11月10日,參議院修訂并最終通過(guò)了《商業(yè)航天發(fā)射競(jìng)爭(zhēng)力法案》,主要內(nèi)容包括:將商業(yè)載人航天飛行的管制學(xué)習(xí)期延長(zhǎng)至2023年9月,以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)成熟;將有關(guān)“政府為商業(yè)航天發(fā)射造成的第三方損失進(jìn)行補(bǔ)償”的條款延期至2025年9月;明確政府部門對(duì)航天商業(yè)化發(fā)展的監(jiān)管職能,要求安全優(yōu)先,減輕監(jiān)管對(duì)企業(yè)造成的負(fù)擔(dān);賦予美國(guó)公民利用太空資源的合法權(quán)益;規(guī)定NASA重型運(yùn)載火箭“航天發(fā)射系統(tǒng)”的利用政策,凡符合NASA目標(biāo)、用于探索近地軌道以遠(yuǎn)任務(wù)的載荷均可使用該火箭發(fā)射。11月25日,奧巴馬簽署了該法案,法案的最大亮點(diǎn)是取消對(duì)航天創(chuàng)業(yè)公司的眾多限制,以及賦予私人太空采礦合法性。
美國(guó)商業(yè)航天主要管理機(jī)構(gòu)
當(dāng)前,與商業(yè)航天有關(guān)的活動(dòng),從發(fā)射和地面站到衛(wèi)星通信和返回艙再入,均由美國(guó)以下幾家機(jī)構(gòu)管理:聯(lián)邦航空管理局、聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)、國(guó)家海洋和大氣管理局(NOAA)、國(guó)務(wù)院和商務(wù)部。
在商業(yè)載人航天領(lǐng)域,2004年,隨著商業(yè)載人航天產(chǎn)業(yè)的興起,國(guó)會(huì)對(duì)法案進(jìn)行了修訂,幫助制定規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)來(lái)管理商業(yè)載人航天飛行,隨著產(chǎn)業(yè)成熟不斷完善制度,使得規(guī)章既不會(huì)阻止技術(shù)發(fā)展,也不會(huì)使乘員或航天飛行參與者(如太空旅游者)處于可避免的風(fēng)險(xiǎn)中,制定與乘員、航天飛行參與者有關(guān)的規(guī)章,并允許發(fā)射再入重復(fù)使用亞軌道火箭。盡管2004年的修訂法案對(duì)載人航天飛行規(guī)章的制定有了重大進(jìn)展,但并沒(méi)有對(duì)在軌商業(yè)活動(dòng)制定相關(guān)規(guī)范。盡管目前國(guó)會(huì)確實(shí)對(duì)在軌載人航天活動(dòng)制定了一些規(guī)章,但是尚無(wú)管理商業(yè)航天活動(dòng)的綜合計(jì)劃。
(1)制度管理
美國(guó)聯(lián)邦航空管理局商業(yè)航天運(yùn)輸辦公室主要負(fù)責(zé)商業(yè)航天運(yùn)輸?shù)氖跈?quán)和規(guī)章制度制定等工作,通過(guò)空間運(yùn)輸開(kāi)發(fā)部、授權(quán)與評(píng)估部、規(guī)章制定與分析部、安全監(jiān)察部、綜合運(yùn)營(yíng)部5個(gè)部門進(jìn)行管理,具體職責(zé)如下:①管理美國(guó)商業(yè)航天運(yùn)輸產(chǎn)業(yè),確保與美國(guó)承擔(dān)的國(guó)際責(zé)任相一致,保護(hù)公眾健康安全、財(cái)產(chǎn)安全及國(guó)家安全;②鼓勵(lì)、促進(jìn)、提高私營(yíng)部門的商業(yè)航天發(fā)射和再入活動(dòng);③為聯(lián)邦法規(guī)、協(xié)議、規(guī)章、政策、規(guī)劃和流程提出修改意見(jiàn);④鞏固并擴(kuò)大美國(guó)航天運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施。
美國(guó)聯(lián)邦航空管理局商業(yè)航天運(yùn)輸辦公室管理在美國(guó)境內(nèi)外的由美國(guó)機(jī)構(gòu)團(tuán)體組織的所有商業(yè)發(fā)射。許可和執(zhí)照由商業(yè)航天運(yùn)輸辦公室頒發(fā),包括發(fā)射或再入細(xì)節(jié)許可、發(fā)射或再入操作許可、發(fā)射地點(diǎn)或再入地點(diǎn)操作許可、試驗(yàn)準(zhǔn)許、安全批準(zhǔn)和發(fā)射補(bǔ)償?shù)取?/p>
1)發(fā)射或再入細(xì)節(jié)許可。該許可針對(duì)一個(gè)特定的火箭型號(hào)的一次特定的發(fā)射或再入活動(dòng),授權(quán)一次或更多次發(fā)射或再入。授權(quán)通過(guò)名稱或任務(wù)來(lái)區(qū)分。有效期滿,或當(dāng)許可授權(quán)的活動(dòng)完成時(shí)授權(quán)過(guò)期。
2)發(fā)射或再入操作許可。該許可允許操作人員完成同一或同類型號(hào)的多次發(fā)射或再入。該許可授權(quán)利用同一系列火箭從一個(gè)特定地點(diǎn)的發(fā)射或再入,并運(yùn)送特定種類的有效載荷或完成特定活動(dòng)。該授權(quán)自發(fā)布之日起2~5年有效。
3)發(fā)射地點(diǎn)或再入地點(diǎn)操作許可。該許可批準(zhǔn)一個(gè)可用于火箭發(fā)射或再入的地點(diǎn)。除了安全方面考慮,美國(guó)聯(lián)邦航空管理局商業(yè)航天運(yùn)輸辦公室還按照國(guó)家環(huán)境政策法案考慮了潛在發(fā)射或再入地點(diǎn)對(duì)環(huán)境的影響。發(fā)射地點(diǎn)或再入地點(diǎn)操作許可每5年更新一次。
4)試驗(yàn)準(zhǔn)許。該準(zhǔn)許允許亞軌道重復(fù)使用火箭的發(fā)射或再入。該準(zhǔn)許比許可(licenses)推進(jìn)得更快,有效期是1年。
5)安全批準(zhǔn)。該文件確定已識(shí)別的安全要素不會(huì)危害到公眾健康或財(cái)產(chǎn)。聯(lián)邦航空管理局商業(yè)航天運(yùn)輸辦公室會(huì)針對(duì)一次火箭發(fā)射、再入、安全系統(tǒng)、流程、服務(wù)或組件公布安全批文。
6)發(fā)射補(bǔ)償。聯(lián)邦航空管理局商業(yè)航天運(yùn)輸辦公室還負(fù)責(zé)管理商業(yè)發(fā)射與再入運(yùn)營(yíng)商的財(cái)產(chǎn)責(zé)任和風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)需求,該部分職責(zé)屬于聯(lián)邦航空管理局許可和獲批的一部分。在現(xiàn)行法律下,一個(gè)航天發(fā)射公司將會(huì)承擔(dān)最高達(dá)5億美元的損壞賠償,此后美國(guó)政府將會(huì)支付5億~27億美元的損壞賠償。
2012年,NASA與聯(lián)邦航空管理局已簽訂了一份商業(yè)航天活動(dòng)諒解備忘錄。根據(jù)備忘錄要求,聯(lián)邦航空管理局將對(duì)在美國(guó)發(fā)射和降落的任何商業(yè)載人航天活動(dòng)進(jìn)行管理,并要求商業(yè)發(fā)射服務(wù)商從聯(lián)邦航空管理局獲取商業(yè)發(fā)射公共安全許可證;NASA將對(duì)商業(yè)發(fā)射的乘員安全性和任務(wù)保證工作負(fù)責(zé)。這份備忘錄旨在規(guī)范商業(yè)航天飛行,保護(hù)公共安全,同時(shí)讓像太空探索技術(shù)公司和維珍銀河公司等從事商業(yè)發(fā)射及太空旅游的私營(yíng)公司承擔(dān)相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。備忘錄的簽訂標(biāo)志著利用商業(yè)能力將乘員送往“國(guó)際空間站”和近地軌道有了一項(xiàng)官方的運(yùn)作政策。
“龍”飛船執(zhí)行第六次貨運(yùn)補(bǔ)給任務(wù)發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)
太空探索技術(shù)公司的火箭海上回收平臺(tái)
藍(lán)色起源公司的“新謝潑德”亞軌道火箭回收著陸
(2)安全監(jiān)管
在商業(yè)運(yùn)輸計(jì)劃中,政府的要求會(huì)降至最低,但最為關(guān)注的是載人飛行的安全性問(wèn)題。合作伙伴不需要套用NASA的項(xiàng)目管理流程和要求,可以自主開(kāi)發(fā)創(chuàng)新方案。但為確保任務(wù)安全性,美國(guó)政府正逐步開(kāi)發(fā)和完善商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)的安全性標(biāo)準(zhǔn),并嚴(yán)格監(jiān)管。
為了驗(yàn)證貨物運(yùn)輸能力,商業(yè)公司必須遵守NASA和聯(lián)邦航空管理局的要求或規(guī)章,而且由于運(yùn)載火箭從卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射,太空探索技術(shù)公司必須滿足美國(guó)空軍的要求。商業(yè)運(yùn)輸系統(tǒng)必須做好以下幾點(diǎn):與“國(guó)際空間站”兼容、滿足發(fā)射安全范圍要求和獲得聯(lián)邦航空管理局的發(fā)射授權(quán)?!皣?guó)際空間站”項(xiàng)目辦公室向到訪“國(guó)際空間站”的商業(yè)航天器提出相關(guān)要求并負(fù)責(zé)監(jiān)督管理。美國(guó)空軍第45航天聯(lián)隊(duì)管理、監(jiān)督和實(shí)施發(fā)射安全范圍要求。太空探索技術(shù)公司必須驗(yàn)證其操作滿足第45航天聯(lián)隊(duì)發(fā)射安全范圍要求,或者可以提供相同的安全等級(jí)。軌道科學(xué)公司的驗(yàn)證發(fā)射計(jì)劃在弗吉尼亞的普斯飛行研究所進(jìn)行,這里的安全范圍由NASA監(jiān)督。
目前,NASA已啟動(dòng)商業(yè)航天器使用要求和標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。NASA根據(jù)商業(yè)公司的實(shí)際情況,基于現(xiàn)有的載人航天系統(tǒng)適人性評(píng)估流程,制訂一套用于商業(yè)乘員運(yùn)輸?shù)妮d人航天認(rèn)證流程,為此,NASA形成了“商業(yè)載人航天適人性計(jì)劃”(CHRP)。該計(jì)劃是基于NASA在載人航天領(lǐng)域豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)建立的一套經(jīng)過(guò)整理的技術(shù)要求、文件和流程,適用于商業(yè)空間運(yùn)輸服務(wù)供應(yīng)商。商業(yè)載人航天適人性計(jì)劃主要包含強(qiáng)制性要求、NASA的監(jiān)管、飛行試驗(yàn)項(xiàng)目、落實(shí)安全要求的檢查、逃逸系統(tǒng)設(shè)計(jì)和飛行試驗(yàn)要求,以及NASA特殊要求等要素,為商業(yè)乘員運(yùn)輸服務(wù)獲取完整的NASA適人性認(rèn)證。
除了滿足NASA適人性要求,為了將NASA乘員成功運(yùn)送到“國(guó)際空間站”,商業(yè)乘員運(yùn)輸公司也必須滿足服務(wù)要求文檔中描述的項(xiàng)目要求及空間站到訪航天器的要求。
近地軌道商業(yè)載人航天運(yùn)輸項(xiàng)目特點(diǎn)
(1)已有的合同管理模式
自NASA成立以來(lái),一直通過(guò)私營(yíng)部門建造運(yùn)載火箭和其他航天設(shè)備。NASA主要采用合作模式、通過(guò)合同管理的辦法對(duì)航天企業(yè)進(jìn)行管理,開(kāi)展載人航天任務(wù)。采取合作模式可減輕NASA內(nèi)部和外部在資金、技術(shù)上的壓力,突破技術(shù)障礙,具備技術(shù)能力。這種分擔(dān)成本、共同開(kāi)發(fā)的合作伙伴關(guān)系可帶來(lái)新的信息資源,不僅滿足了NASA的技術(shù)需求,還使國(guó)家受益。NASA已經(jīng)建立合作伙伴關(guān)系,制定了開(kāi)發(fā)計(jì)劃,與其他政府機(jī)構(gòu)和商業(yè)機(jī)構(gòu)一起開(kāi)發(fā)NASA探索和發(fā)現(xiàn)任務(wù)所需的技術(shù)。
很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái),NASA與商業(yè)公司的載人航天合作形式主要為購(gòu)買航天器或部件,項(xiàng)目本身由NASA負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)和管理。NASA的絕大部分項(xiàng)目都會(huì)面向美國(guó)各大航天技術(shù)公司公開(kāi)招標(biāo):一般NASA會(huì)提前提出項(xiàng)目的基本需求,而后各公司會(huì)根據(jù)自己的技術(shù)能力制作出相應(yīng)的標(biāo)書(shū)。NASA評(píng)估后,選出最符合要求的企業(yè),進(jìn)一步確定合同細(xì)節(jié)。
在合同管理方式中,首先通過(guò)招標(biāo)與主承包商直接簽訂合同,主承包商又把一些部件的生產(chǎn)轉(zhuǎn)給分包商,分包商再把一些部件的生產(chǎn)轉(zhuǎn)給“第二層”的分包商,如此轉(zhuǎn)包下去。這種總承包與分承包相結(jié)合的承包制,使得眾多中小型公司有機(jī)會(huì)從利潤(rùn)豐厚的航天工業(yè)中分一杯羹,形成了以幾家大型公司為中心囊括成百上千家中小企業(yè)的航天工業(yè)項(xiàng)目協(xié)作網(wǎng),這些主承包商、分系統(tǒng)供應(yīng)商和數(shù)以千計(jì)的零部件供應(yīng)商構(gòu)成了世界上技術(shù)最先進(jìn)、種類最齊全、產(chǎn)值最高的航天工業(yè)體系。這種特殊的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)符合現(xiàn)代社會(huì)分工協(xié)作的客觀規(guī)律,也符合經(jīng)濟(jì)效益原則和現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)管理的原則,不僅實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的互相彌補(bǔ)、資源的有效組合,而且大大縮短了研制時(shí)間和生產(chǎn)周期,降低了生產(chǎn)成本,航天產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得以較大幅度地提高。
在NASA眾多承包商中,波音公司是NASA最大的主承包商。該公司承擔(dān)了大部分載人航天項(xiàng)目的研發(fā)制造工作,包括航天飛機(jī)軌道器和主發(fā)動(dòng)機(jī)、土星-5火箭、“國(guó)際空間站”艙段等。此外,洛馬公司是NASA另一大主承包商,研發(fā)制造的載人航天器和運(yùn)輸系統(tǒng)包括:“獵戶座”多用途乘員飛行器、“航天發(fā)射系統(tǒng)”、“國(guó)際空間站”艙段和組件等。
以“航天發(fā)射系統(tǒng)”為例,在一個(gè)完整和開(kāi)放的競(jìng)爭(zhēng)流程下,NASA最近選定了幾項(xiàng)“航天發(fā)射系統(tǒng)”先進(jìn)助推器風(fēng)險(xiǎn)降低項(xiàng)目。洛克達(dá)因公司與普拉特-惠特尼公司(簡(jiǎn)稱普惠公司)正在基于阿波羅-土星-5主發(fā)動(dòng)機(jī)合作開(kāi)發(fā)液體助推器,該方式可最大程度地降低成本、提高可靠性和助推器性能。洛克達(dá)因公司正在開(kāi)展飛行驗(yàn)證設(shè)計(jì),融入最現(xiàn)代的商業(yè)制造技術(shù)。此外,NASA與洛克達(dá)因公司簽訂了一份協(xié)議,允許洛克達(dá)因公司在成本償還契約的基礎(chǔ)上,參加推進(jìn)、測(cè)試、制造和先進(jìn)焊接加工應(yīng)用等流程。在該協(xié)議下,洛克達(dá)因公司能夠接觸NASA專家團(tuán)隊(duì)、廠房和設(shè)備,而NASA可以分?jǐn)偝杀?,加快工程進(jìn)度。此外NASA這款助推器在可重復(fù)使用運(yùn)載火箭系統(tǒng)有直接的商業(yè)應(yīng)用。
(2)新興的市場(chǎng)運(yùn)作模式
在商業(yè)乘員和貨物運(yùn)輸項(xiàng)目之前,NASA與商業(yè)公司的載人航天合作形式主要為合同購(gòu)買航天器或部件,項(xiàng)目本身由NASA負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)和管理。而在“商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)”(COTS)計(jì)劃中,商業(yè)公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目的整套運(yùn)營(yíng),包括總體設(shè)計(jì)、研制、制造、試驗(yàn)、發(fā)射和運(yùn)營(yíng)管理等,NASA僅負(fù)責(zé)進(jìn)度、安全監(jiān)管及技術(shù)支持。在此項(xiàng)目中,NASA與商業(yè)公司的關(guān)系能夠最大程度地提高私人公司研制計(jì)劃的靈活性。與NASA簽訂合同的公司不是承包商,而是商業(yè)合作伙伴(CPs),商業(yè)公司在項(xiàng)目的運(yùn)作上具有高度的自主性。
聯(lián)邦采購(gòu)條例(FAR)中規(guī)定了合同采購(gòu)的法律流程,但是“商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)”計(jì)劃不是傳統(tǒng)的采購(gòu),或者確切地說(shuō)根本就不是采購(gòu)。NASA不是在購(gòu)買產(chǎn)品,而是與工業(yè)界合作,幫助其開(kāi)發(fā)近地軌道運(yùn)輸服務(wù)。在“商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)”計(jì)劃中,NASA需要使用基于“其他事務(wù)授權(quán)”(OTA)的“空間行動(dòng)協(xié)議”(SAA)。
在“商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)”計(jì)劃中,采用固定價(jià)格里程碑事件的合作方式。在以往NASA與工業(yè)界的合作關(guān)系中,政府需要為不可預(yù)見(jiàn)的研發(fā)進(jìn)度延遲支付額外的成本,由于開(kāi)發(fā)商不需要為進(jìn)度延遲和成本超支承擔(dān)額外費(fèi)用,造成承包商工作效率的降低。為此,探索系統(tǒng)任務(wù)部(ESMD)研究提出,利用衡量實(shí)際表現(xiàn)的里程碑事件可以對(duì)未來(lái)資金投入進(jìn)行可信預(yù)測(cè),也就是說(shuō),政府只有在企業(yè)完成相關(guān)的里程碑任務(wù)后才向其提供開(kāi)發(fā)資金,而不再簽訂一個(gè)成本加利潤(rùn)的、開(kāi)放式的研發(fā)合同,企業(yè)要比以往投入更多的自有資金。而且,每個(gè)承包商的里程碑事件不必完全相同。
總的來(lái)說(shuō),新型商業(yè)運(yùn)作有如下三個(gè)特點(diǎn):有限的NASA監(jiān)管,靈活、現(xiàn)代的采購(gòu)流程,以及可控成本和計(jì)劃的固定價(jià)格激勵(lì)機(jī)制。這種轉(zhuǎn)變是美國(guó)航天策略的一次重大變革。對(duì)于未來(lái)商業(yè)乘員運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)營(yíng),將注重高水平和通用性,從而提供給商業(yè)供應(yīng)商最大的靈活性,提出創(chuàng)新的、高效費(fèi)比的解決方法。商業(yè)供應(yīng)商通常負(fù)責(zé)所有管理、工程、生產(chǎn)、物流、測(cè)試和試驗(yàn)、發(fā)射準(zhǔn)備、任務(wù)規(guī)劃、集成、培訓(xùn)以及運(yùn)營(yíng)職能。(未完待續(xù))
祁首冰/本文編輯
Study on the Commercialization of U.S. Human Spaceflight (Ⅰ)