領(lǐng)跑太空2.0時(shí)代（5）

蒿旭

摸索篇

相對(duì)于有雄厚資金支持的官辦航天機(jī)構(gòu)，美國(guó)的商業(yè)航天發(fā)展計(jì)劃和商業(yè)航天企業(yè)都還處于摸索階段，發(fā)展路上的一兩次事故就可讓它們?cè)馐苤卮?。?dāng)前，美國(guó)的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍者是一群不同于“老航天”的“新航天”力量，它們有著特殊的發(fā)展模式，其中NASA的技術(shù)轉(zhuǎn)移、民間組織的資金獎(jiǎng)勵(lì)和新興產(chǎn)業(yè)的聚集效應(yīng)的都是它們興起的因素。當(dāng)然，這其中的“裁判員”（美國(guó)政府）該怎樣站隊(duì)，怎樣平衡航天產(chǎn)業(yè)不同部門間的利益也是商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵。

公對(duì)私扶植

國(guó)際空間站的太陽(yáng)能電池板技術(shù)被用于研發(fā)太陽(yáng)能熱泵冰箱，解決了缺乏電力的貧困地區(qū)儲(chǔ)存疫苗的問題；為宇航員設(shè)計(jì)舒適座椅的技術(shù)被用于汽車座椅設(shè)計(jì)，有助于降低駕駛員長(zhǎng)時(shí)間駕駛產(chǎn)生的身體疲勞；研究宇宙飛船上自動(dòng)化程度怎樣最有利于宇航員集中注意力的技術(shù)被用于開發(fā)腦電波測(cè)量設(shè)備，訓(xùn)練注意力……

這些都是NASA向私企轉(zhuǎn)移高新技術(shù)的案例。NASA通常采用正式和非正式的兩種方式進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)移。其中，非正式的技術(shù)轉(zhuǎn)移方式包括科學(xué)知識(shí)的傳播、無正式協(xié)議的合作研發(fā)、將設(shè)備和裝置用于非NASA項(xiàng)目的試驗(yàn)，出版與科學(xué)實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)等。在2012年以前，NASA集中于非正式的技術(shù)轉(zhuǎn)移模式，但是自2013年開始，NASA開始強(qiáng)調(diào)正式的技術(shù)轉(zhuǎn)移模式，包括建立規(guī)范的分支機(jī)構(gòu)技術(shù)轉(zhuǎn)移流程、技術(shù)轉(zhuǎn)移年度工作計(jì)劃和技術(shù)轉(zhuǎn)移過程考核的關(guān)鍵點(diǎn)。

商業(yè)公司在和NASA合作的太空探索中所累積的技術(shù)優(yōu)勢(shì)不但可以應(yīng)用于本行業(yè)，有時(shí)還能為公司創(chuàng)造新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域和收入來源。還以波音公司為例，由于航天任務(wù)對(duì)通信的高要求，波音公司累計(jì)了豐富的航天數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)驗(yàn)，而后波音公司在2000年成立了波音聯(lián)接公司。該公司作為波音旗下四個(gè)主要業(yè)務(wù)集團(tuán)之一，可以為飛行中的民用客機(jī)提供接入互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)。在2010年，波音公司更是宣布將拓展“太空旅游”，開發(fā)低成本的載人航空設(shè)備。

總的來說，NASA技術(shù)轉(zhuǎn)移共有以下5種模式：

1.技術(shù)轉(zhuǎn)移許可和其他合同協(xié)議模式

NASA每年度都有10個(gè)研究中心的技術(shù)轉(zhuǎn)移計(jì)劃，由各中心的計(jì)劃辦公室負(fù)責(zé)技術(shù)轉(zhuǎn)移工作，貫穿新技術(shù)或新發(fā)明產(chǎn)生到成功實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的全過程。一般有兩種方式：一是各中心的技術(shù)轉(zhuǎn)移辦公室一旦新的發(fā)明被確定為具有重要商業(yè)價(jià)值和技術(shù)先進(jìn)性，將會(huì)申請(qǐng)專利，并開展市場(chǎng)交易與技術(shù)許可工作；二是各中心的技術(shù)轉(zhuǎn)移辦公室通過評(píng)估自己某項(xiàng)技術(shù)具有潛在的商業(yè)價(jià)值但是并不申請(qǐng)專利，但是通過在《NASA實(shí)用技術(shù)月報(bào)》上發(fā)布相關(guān)技術(shù)信息，將該技術(shù)以其他技術(shù)交易合同協(xié)議的方式市場(chǎng)化到工業(yè)界。

2.采用技術(shù)拍賣等利用技術(shù)許可中間方的模式

近年來，NASA正在探索通過中介服務(wù)機(jī)構(gòu)的技術(shù)拍賣活動(dòng)來擴(kuò)大和加速對(duì)美國(guó)公司的專利許可機(jī)會(huì)。為此，NASA在2011年11月發(fā)布了關(guān)于知識(shí)產(chǎn)權(quán)市場(chǎng)化與中介服務(wù)的通告，以尋求政府零成本的方式來提高NASA的知識(shí)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化運(yùn)用和加速技術(shù)轉(zhuǎn)移，同時(shí)提供此中介服務(wù)的機(jī)構(gòu)也可獲得相應(yīng)的技術(shù)轉(zhuǎn)移服務(wù)費(fèi)。

3. 軟件發(fā)布，包括開源版本

NASA被美國(guó)工業(yè)界公認(rèn)為擁有最豐富的直接面向公眾的軟件資源，并通過正式的軟件使用協(xié)議進(jìn)行軟件轉(zhuǎn)讓，其中包括源代碼受限軟件與開源軟件版本。NASA作為美國(guó)第一個(gè)發(fā)布開源版本軟件的機(jī)構(gòu)，會(huì)制定軟件開源活動(dòng)計(jì)劃并定期開展一系列的活動(dòng)，例如最近與Openstack簽署的為提升商業(yè)云計(jì)算能力的Nebula軟件平臺(tái)轉(zhuǎn)讓。

4. 科學(xué)研究結(jié)果和數(shù)據(jù)的公開出版

NASA將航空航天領(lǐng)域的知識(shí)傳播服務(wù)作為技術(shù)轉(zhuǎn)移工作中的補(bǔ)充內(nèi)容，主要包括科學(xué)研究成果和數(shù)據(jù)的公開出版。共有三種途徑：一是NASA科學(xué)家在全球范圍內(nèi)展示他們的研究成果，包括從航空到航天、地球科學(xué)到新材料和醫(yī)藥領(lǐng)域的突破；二是NASA和NASA資助的學(xué)術(shù)研究人員經(jīng)常發(fā)表科學(xué)任務(wù)相關(guān)的學(xué)術(shù)論文；三是NASA選出具有公眾實(shí)用性的研究成果在NASA科學(xué)技術(shù)信息網(wǎng)上公開，其中甚至包括了早期阿波羅時(shí)代的技術(shù)報(bào)告。

5. 建立合作伙伴關(guān)系

NASA通過航天法案協(xié)議（SAA）或者合作研究與開發(fā)協(xié)議（CRADA）與其他政府機(jī)構(gòu)、工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和其他小型公司進(jìn)行合作也是十分重要的一種技術(shù)轉(zhuǎn)移模式，其合作還包括了有償或者無償使用NASA工具、維修、設(shè)備或裝備等資源。NASA的此種模式一方面是為了更直接地實(shí)現(xiàn)技術(shù)需求對(duì)接，另一方面可以更好地支撐國(guó)家在全球商業(yè)化活動(dòng)中的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。據(jù)NASA官方數(shù)據(jù)顯示，其2011年度的合作研發(fā)就超過了3400余項(xiàng)，其中1000余項(xiàng)是新拓展的合作。

立方體探索挑戰(zhàn)

2015年，NASA舉辦了首屆“立方挑戰(zhàn)賽”（Cube Quest Challenge），大學(xué)生們?yōu)椤皣?guó)際空間站”設(shè)計(jì)了3D打印的收納盒，志愿者發(fā)起的“尋盤偵探”（Disk Detectives）項(xiàng)目取得里程碑成績(jī)。

NASA計(jì)劃在2016年2月19日之前選擇有效載荷，但這種選擇并不能保證獲得發(fā)射機(jī)會(huì)。從2016年開始，被選中的試驗(yàn)將在NASA任務(wù)中作為次級(jí)有效載荷發(fā)射，或者從國(guó)際空間站部署，并運(yùn)行到2019年。目前，NASA已從30個(gè)州選擇了105顆立方體衛(wèi)星。其中，37顆立方體衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)射，另有16顆預(yù)計(jì)在未來12個(gè)月內(nèi)進(jìn)入太空。

NASA已經(jīng)公布了太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）首飛任務(wù)的7個(gè)立方體衛(wèi)星次級(jí)載荷。這次飛行任務(wù)將搭載13個(gè)類似載荷，用于開展環(huán)月任務(wù)，部分任務(wù)將達(dá)到月球以遠(yuǎn)區(qū)域。這將是立方體衛(wèi)星首次在近地軌道以外執(zhí)行任務(wù)，研究月球表面水冰和其他資源；利用小型太陽(yáng)帆抵達(dá)近地小行星并進(jìn)行勘探；測(cè)量空間輻射對(duì)有機(jī)體的影響；以及研究粒子和磁場(chǎng)，以便未來建立空間氣象站網(wǎng)絡(luò)。在NASA的“立方探索”挑戰(zhàn)賽中，其中的3個(gè)項(xiàng)目將競(jìng)爭(zhēng)“百年挑戰(zhàn)”計(jì)劃下的500萬美元獎(jiǎng)金，并可能將其抵達(dá)距離地球400千米的地方。另外3個(gè)未公布的項(xiàng)目由NASA的國(guó)際合作者提供。

SLS的首次發(fā)射預(yù)計(jì)在2018年，計(jì)劃進(jìn)行無人“獵戶座”乘員艙的試驗(yàn)飛行。而上述立方體衛(wèi)星將搭乘在“獵戶座”的級(jí)間適配器——用于連接乘員艙和“過渡低溫推進(jìn)級(jí)”。級(jí)間適配器將搭載環(huán)狀分布的13個(gè)立方體衛(wèi)星布撒器。在“獵戶座”飛船飛離并達(dá)到避撞距離后，通過布撒器將順序彈射這些立方體衛(wèi)星。已發(fā)布的任務(wù)雄心勃勃，可能開啟微小衛(wèi)星深入研究太陽(yáng)系統(tǒng)科學(xué)和探索的新時(shí)代，而目前只能花費(fèi)數(shù)十億美元研制專用的航天器。

其中的4顆衛(wèi)星將研究月球表面：洛克希德-馬丁公司研制的掠月衛(wèi)星“天火”；肯塔基州摩海德州立大學(xué)研制的環(huán)月衛(wèi)星“月球冰立方”，在高度100千米處探尋水冰和其他資源；“月球閃光”，探尋可采集冰的地區(qū)，支持未來探索活動(dòng)；“月球水地圖”，測(cè)繪月球南極附近永久陰影區(qū)的水分布地圖。這些任務(wù)將幫助滿足日益增長(zhǎng)的未來機(jī)器人或者有人月球采礦所需的勘探數(shù)據(jù)，可能用于發(fā)現(xiàn)火箭推進(jìn)劑原料和其他可能支持月球以遠(yuǎn)探索的材料。

風(fēng)險(xiǎn)類發(fā)射服務(wù)

NASA發(fā)射服務(wù)項(xiàng)目（LSP）辦公室已經(jīng)將提供小衛(wèi)星也被稱為立方體衛(wèi)星、微衛(wèi)星或納米衛(wèi)星的風(fēng)險(xiǎn)類發(fā)射服務(wù)（VCLS）商業(yè)發(fā)射合同授予3家公司，他們的固定價(jià)格合同如下：

·螢火蟲宇航公司（Firefly Space Systems Inc. 注冊(cè)地：雪松公園，得克薩斯），550萬美元。

·火箭實(shí)驗(yàn)室公司（Rocket Lab USA Inc. 注冊(cè)地：洛杉磯），690萬美元。

·維珍銀河公司（Virgin Galactic LLC注冊(cè)地：長(zhǎng)灘，加利福尼亞州），470萬美元。

目前，發(fā)射小衛(wèi)星、科學(xué)探測(cè)任務(wù)衛(wèi)星的方式大多局限于搭便車式的模式，即當(dāng)NASA或其他機(jī)構(gòu)火箭發(fā)射時(shí)順帶發(fā)射。新合同提供的服務(wù)將成為NASA使用的最小級(jí)別載荷的發(fā)射方式?！癓SP試圖培育專用于將較小載荷送入軌道的發(fā)射方式，作為替代搭便車式的替代方案并促進(jìn)美國(guó)商業(yè)航天運(yùn)輸業(yè)的持續(xù)發(fā)展，”NASA總部發(fā)射服務(wù)總監(jiān)吉姆·諾爾曼說，“VCLS旨在幫助開啟未來發(fā)射立方體衛(wèi)星和其他小衛(wèi)星和科學(xué)任務(wù)衛(wèi)星的大門?！?/p>

位于華盛頓的NASA科學(xué)任務(wù)理事會(huì)地球科學(xué)分部已與LSP基金聯(lián)合資助VCLS。這些專用于發(fā)射小衛(wèi)星的VCLS能承受比大型火箭更高的風(fēng)險(xiǎn)，將展現(xiàn)并協(xié)助減輕使用小型火箭提供未來的小型航天器進(jìn)入太空的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)?！靶屡d的小型火箭將是小衛(wèi)星成為NASA地球科學(xué)軌道資產(chǎn)的巨大潛力，”NASA地球科學(xué)部主任米迦勒·弗雷利奇說?！敖裉斓牧⒎襟w衛(wèi)星技術(shù)促進(jìn)了手工工程技術(shù)和飛行研究訓(xùn)練；有了可靠、有保障以及專用的小型火箭發(fā)射方式，小型衛(wèi)星和立方體衛(wèi)星組成的集群可以徹底改變我們科學(xué)研究中航天對(duì)地觀測(cè)的系統(tǒng)和能力。我們渴望與VCLS供應(yīng)商合作?！?/p>

VCLS合同規(guī)定，這些公司要于2018年4月前將132磅（60千克）的立方體衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)入低地球軌道。這3次發(fā)射任務(wù)的目的是展示將立方體衛(wèi)星以一種廉價(jià)和高效的方式送入太空軌道。“這是航天商業(yè)化的巨大一步，”馬克威斯，NASA的LSP飛行計(jì)劃辦公室主管說。

“我們對(duì)競(jìng)爭(zhēng)感到興奮，”他補(bǔ)充說?！拔抑荒荛_始憧憬這些公司將為你們，你們的孩子和世界提供的機(jī)會(huì)?！?/p>

這3家獲得VCLS合同的公司尚未進(jìn)行運(yùn)載火箭的商業(yè)任務(wù)飛行，但3者都是朝著這一目標(biāo)前進(jìn)。例如，螢火蟲宇航公司正在研發(fā)一種稱為“阿爾法”的火箭，最近在陸地進(jìn)行了一次成功的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)。當(dāng)該火箭起飛后，它將小型載荷送入軌道將花費(fèi)800萬美元。維珍銀河公司最近還進(jìn)行了“發(fā)射者一號(hào)”發(fā)動(dòng)機(jī)的地面試驗(yàn)，“發(fā)射這一號(hào)”飛船將由運(yùn)載飛機(jī)從海拔50000英尺（約15000米）釋放。維珍銀河公司旅游項(xiàng)目的亞軌道太空飛機(jī)“太空船二號(hào)”也采用類似的發(fā)射方式。據(jù)維珍銀河公司預(yù)測(cè)，“發(fā)射者一號(hào)”飛船的每次發(fā)射成本將低于1000萬美元。

與此同時(shí)，火箭實(shí)驗(yàn)室公司最近簽署了一項(xiàng)于2017年發(fā)射“月球快車”私人著陸器的合同。這將是該公司Electron火箭于2016年初面世后的首次飛行。Electron火箭每次發(fā)射的報(bào)價(jià)為490萬美元。 螢火蟲宇航公司和維珍銀河公司獲得VCLS合同的金額都低于公司的單次發(fā)射報(bào)價(jià)，威斯稱，這是因?yàn)檫@兩家公司的方案存在風(fēng)險(xiǎn)。相反，當(dāng)Electron進(jìn)行VCLS發(fā)射任務(wù)時(shí)是完全商業(yè)化的。

下一代空間技術(shù)

NASA于2016年4月發(fā)布跨部門公告，公開向社會(huì)征集下一代空間技術(shù)（NextSTEP）第二輪項(xiàng)目建議書。此次項(xiàng)目征集的對(duì)象是美國(guó)國(guó)內(nèi)或國(guó)外的科研機(jī)構(gòu)，包括NASA各大中心、政府機(jī)構(gòu)、高校、非盈利組織和私營(yíng)企業(yè)等。

《2014年NASA戰(zhàn)略規(guī)劃》中明確指出要激勵(lì)商業(yè)航天的發(fā)展，協(xié)助NASA完成其戰(zhàn)略目標(biāo)和戰(zhàn)略目的，拓展宇宙探索知識(shí)、能力及機(jī)會(huì)。2014年底，NASA啟動(dòng)了基于空間探索伙伴關(guān)系的NextSTEP。該計(jì)劃采用了一種公私合作伙伴關(guān)系的運(yùn)作模式，旨在尋求商業(yè)化的深空探索能力，以支撐未來地月試驗(yàn)場(chǎng)階段的載人空間探索飛行。NextSTEP計(jì)劃的一項(xiàng)重要目的，即為NASA尋求合作伙伴，滿足NASA載人深空探索的戰(zhàn)略目標(biāo)，推動(dòng)美國(guó)商業(yè)航天的進(jìn)程。2014年12月，NASA發(fā)布了第一輪NextSTEP項(xiàng)目征集建議書，旨在尋求先進(jìn)推進(jìn)系統(tǒng)、深空居住艙和小衛(wèi)星三個(gè)領(lǐng)域的商業(yè)合作伙伴。

電推進(jìn)系統(tǒng)，也稱電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種不依賴化學(xué)燃燒就能產(chǎn)生推力的設(shè)備。它的優(yōu)點(diǎn)是不再需要使用固體或液體燃料，省去了復(fù)雜的儲(chǔ)罐、管道、發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、噴管、相應(yīng)冷卻機(jī)構(gòu)等，能大幅減少航天器的燃料攜帶量。雖然電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)聽起來是一個(gè)充滿科幻色彩的話題，但追本溯源，它已經(jīng)有100多年的歷史了。

早在1903年，俄羅斯著名科學(xué)家齊奧爾科夫斯基就發(fā)表了著名的論文《通過反作用設(shè)備實(shí)現(xiàn)宇宙飛行的研究》，該論文被視為現(xiàn)代宇宙探索事業(yè)的起點(diǎn)。當(dāng)時(shí)的人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，用克魯克斯放電管可以把電子加速到很高的速度。到了1924年，他又在論文中指出：“電的力量是無限的，可以產(chǎn)生強(qiáng)有力的氦離子流，用于宇宙飛船。”科學(xué)巨匠的前瞻能力令人嘆服，不過在這個(gè)問題上，齊奧爾科夫斯基慢了一步。

在大洋彼岸，還有一位火箭先驅(qū)，和齊奧爾科夫斯基相比，他是真正的科班出身，這就是美國(guó)人戈達(dá)德。1913年，戈達(dá)德制造出一臺(tái)設(shè)備，可以產(chǎn)生“帶電粒子”，并獲得了專利。1917年，戈達(dá)德再次獲得專利，這次他發(fā)明的東西稱為“產(chǎn)生帶電氣體射流的方式方法”。此后，又有多位科學(xué)家對(duì)電火箭的原理和工程實(shí)現(xiàn)做了深入的研究。

電推進(jìn)就是用電能取代化學(xué)能作為衛(wèi)星的主要?jiǎng)恿碓吹囊环N推進(jìn)技術(shù)。其基本原理是通過把外部電能轉(zhuǎn)化為推進(jìn)劑噴射動(dòng)能，從而產(chǎn)生推力的一種反作用式推力系統(tǒng)。電推進(jìn)技術(shù)作為目前最先進(jìn)的空間推進(jìn)技術(shù)，與傳統(tǒng)的化學(xué)推進(jìn)相比，具有大幅減少推進(jìn)劑、操控更靈活、定位更精準(zhǔn)等優(yōu)勢(shì)，航天器采用電推進(jìn)系統(tǒng)能夠極大地提高有效載荷比，節(jié)約衛(wèi)星發(fā)射成本，延長(zhǎng)衛(wèi)星在軌工作壽命。電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的主要問題是推力太小。對(duì)于航天發(fā)射來說，目前還沒有它的用武之地。但作為衛(wèi)星、飛船、星際探測(cè)器的姿態(tài)、軌道控制的推力器，電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)無可比擬。因此，航天界也從來沒有忘記電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，一直在設(shè)法讓它實(shí)用化。

1964年7月20日，電火箭終于得到了一試身手的機(jī)會(huì)，NASA發(fā)射了名為“空間電火箭試驗(yàn)”的衛(wèi)星，它被火箭發(fā)射到遠(yuǎn)地點(diǎn)4002千米的高度，然后起動(dòng)了兩臺(tái)電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。其中，第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)采用了電子轟擊原理產(chǎn)生離子流，工作了31分16秒，第二臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)沒能起動(dòng)。4年之后，NASA又發(fā)射了“空間電火箭試驗(yàn)-II”衛(wèi)星，進(jìn)入了高1000千米的極軌道。兩臺(tái)電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)分別累計(jì)工作了2011小時(shí)和3781小時(shí)，重新起動(dòng)300次。

目前，離子推進(jìn)器已經(jīng)在星際航行中證明了自己的性能與可靠性。例如，2003年5月9日，日本發(fā)射了“隼鳥號(hào)”小行星探測(cè)器?！蚌励B號(hào)”在兩年多的飛行期間，一直使用氙離子發(fā)動(dòng)機(jī)航行，直到2005年8月28日才接近小行星?！蚌励B號(hào)”的離子發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)累計(jì)工作了25800小時(shí)，產(chǎn)生了1400米/秒的速度增量，消耗氙氣22千克。在完成采樣并回航時(shí)，“隼鳥號(hào)”的幾個(gè)化學(xué)燃料姿態(tài)推力器全都發(fā)生了故障，只能依靠離子發(fā)動(dòng)機(jī)。

2015年，歐洲衛(wèi)星公司的“歐洲通信-115西B”和亞洲廣播衛(wèi)星公司的ABS-3A衛(wèi)星發(fā)射入軌。這兩顆衛(wèi)星都是波音公司研制的全電推進(jìn)衛(wèi)星，它們是在原702大型平臺(tái)上增添了氙離子推進(jìn)系統(tǒng)（XIPS），因?yàn)槿∠嘶瘜W(xué)燃料和化學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，重量大幅度下降到原來的一半左右，這對(duì)國(guó)際通信衛(wèi)星市場(chǎng)造成的沖擊是相當(dāng)大的，這意味著用戶只花費(fèi)過去一半的錢就能發(fā)射衛(wèi)星。

NASA當(dāng)前的光電推進(jìn)技術(shù)功率通常小于5千瓦，“小行星重定向任務(wù)”（ARM）跨部門公告選擇的提議是40千瓦量級(jí)的概念發(fā)展系統(tǒng)?，F(xiàn)在，NASA正在尋求發(fā)展50～300千瓦系統(tǒng)的提議，以應(yīng)對(duì)未來各種任務(wù)概念的需要。

艾德-阿斯特拉火箭公司正在研發(fā)一種新型的等離子空間推進(jìn)系統(tǒng)——變比沖磁等離子體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（VASIMR）。等離子體是一種帶電的氣體，無線電波能夠?qū)⑵浼訜岬綐O致溫度，受到強(qiáng)磁場(chǎng)的控制和引導(dǎo)。在火箭推進(jìn)系統(tǒng)中，可消耗氣體的溫度越高，速度就越大，燃料的效率就越高。這種發(fā)動(dòng)機(jī)在幾年前引起關(guān)注，被認(rèn)為能夠?qū)⒒鹦侵玫臅r(shí)間從數(shù)月縮短至數(shù)周。即使其需要NASA并不具有優(yōu)勢(shì)的核能源，NASA仍在2013年阿斯特拉公司的VASIMR試驗(yàn)成功后，考慮采用這種發(fā)動(dòng)機(jī)。VASIMR發(fā)動(dòng)機(jī)VX-200樣機(jī)有潛力用于下一次火星任務(wù)。VX-200-SS樣機(jī)驗(yàn)證試驗(yàn)取得成功，能夠連續(xù)工作100小時(shí)以上。在為期3年的時(shí)間內(nèi)，NASA將給予阿斯特拉公司1000萬美元的資金，全面研制一種具備飛行條件的升級(jí)版VASIMR發(fā)動(dòng)機(jī)。NASA稱波音、洛馬、Dynetics等其他商業(yè)伙伴將研究并驗(yàn)證其他用于火星探測(cè)的先進(jìn)推進(jìn)技術(shù)。

據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）官網(wǎng)2016年4月20日消息，NASA與航空噴氣-洛克達(dá)因公司簽署了一項(xiàng)總額為6700萬美元的合同，旨在設(shè)計(jì)并研制一款先進(jìn)電力推進(jìn)系統(tǒng)（AEPS）。此前，洛克達(dá)因公司已在研發(fā)一種電源處理單元，能夠?qū)⑻?yáng)能電池翼產(chǎn)生的電源轉(zhuǎn)換成250千瓦多通道霍爾效應(yīng)推進(jìn)器。

NASA希望這個(gè)為期36個(gè)月的合同能顯著提升美國(guó)的商業(yè)太空能力，并使包括小行星重定向任務(wù)（ARM）和探測(cè)火星在內(nèi)的深空探索任務(wù)成為可能。合同期間，洛克達(dá)因公司將在NASA格倫研究中心及噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）工程師的領(lǐng)導(dǎo)和幫助下，負(fù)責(zé)集成AEPS，包括推進(jìn)器、電源處理單元低壓氙氣流量控制器以及電氣線束等的開發(fā)和交付。NASA已開發(fā)并測(cè)試了推進(jìn)器和PPU的原型作為參考。此外，洛克達(dá)因公司還將建造、測(cè)試和交付一個(gè)工程開發(fā)單元，供NASA進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估，為后續(xù)飛行單元的制造做好準(zhǔn)備。在合同的期權(quán)期限內(nèi)，若執(zhí)行期權(quán)，公司還將開發(fā)、驗(yàn)證并交付四個(gè)集成的飛行單元，能夠應(yīng)用在飛行任務(wù)中。

AEPS屬于NASA太陽(yáng)能電推進(jìn)系統(tǒng)（SEP）項(xiàng)目之一，恰好能與目前開發(fā)的太陽(yáng)能陣列系統(tǒng)互補(bǔ)。NASA期望未來能夠由太陽(yáng)能陣列系統(tǒng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，再利用這些電能驅(qū)動(dòng)AEPS。2020年中期，NASA將進(jìn)行ARM任務(wù)，使用航天器捕獲一顆小行星，將其放置在環(huán)月球的軌道上，并在任務(wù)中對(duì)SEP進(jìn)行測(cè)試。

MSNW公司還與華盛頓大學(xué)聯(lián)合開發(fā)一種100～300千瓦大功率電推進(jìn)系統(tǒng)，既能采用傳統(tǒng)推進(jìn)劑，也能采用滿足月球或火星任務(wù)就地資源利用的新型推進(jìn)劑。

宇航員居住。用于低地軌道以遠(yuǎn)載人探測(cè)任務(wù)的“獵戶座”，可保障4名機(jī)組乘員21天的深空飛行和安全返回地球。NASA尋求概念研究、技術(shù)調(diào)查和操作概念，提升太空居住能力，奠定未來深空轉(zhuǎn)移技術(shù)的發(fā)展。該研究將幫助確定模塊化居住能力的方案和子系統(tǒng)，以增強(qiáng)月球附近的計(jì)劃任務(wù)，并為未來載人深空探測(cè)系統(tǒng)在試驗(yàn)場(chǎng)提供初步的運(yùn)行和試驗(yàn)。研究將解決轉(zhuǎn)移、居住、居住系統(tǒng)的操作或環(huán)境能力。

在深空居住艙方面，NextSTEP選擇了7項(xiàng)深空居住系統(tǒng)研究項(xiàng)目，初始研究階段為1年，內(nèi)容既包括概念研究，也涉及與居住和操作相關(guān)的技術(shù)研究，以及環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)等。NASA為每項(xiàng)研發(fā)工作提供40萬～100萬美元的資金支持。目前，入選該項(xiàng)目的7家企業(yè)分別是：畢格羅宇航公司、波音公司、Dynetics公司、漢密爾頓-勝特蘭航天系統(tǒng)國(guó)際公司、洛馬公司、軌道ATK公司和軌道技術(shù)公司。

民間探月項(xiàng)目：谷歌月球X大獎(jiǎng)

從NASA“阿波羅”號(hào)登月艙最后一次離開月球表面到現(xiàn)在，已經(jīng)有38年歷史了。

自從2007年以來，全世界的許多創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)都在為一個(gè)偉大的夢(mèng)想而努力，那就是開啟月球商業(yè)探測(cè)的新紀(jì)元。2014年2月，“谷歌月球X大獎(jiǎng)里程碑獎(jiǎng)項(xiàng)”正式頒發(fā)，全球共有5支隊(duì)伍勝出，這也標(biāo)志著利用私人的力量，以極低的成本開展商業(yè)月球探測(cè)的日子不久之后就將到來。

這5支優(yōu)勝團(tuán)隊(duì)分別為Astrobotic，Hakuto，Moon Express，Part-Time Scientists以及Team Indus。在過去一年里，這幾支團(tuán)隊(duì)接受了由航天，科學(xué)以及工程方面專家組成的評(píng)審團(tuán)的嚴(yán)格檢查和技術(shù)評(píng)估。而現(xiàn)在，他們將從谷歌公司獲得高達(dá)525萬美元的獎(jiǎng)金，作為對(duì)他們這段時(shí)間鎖取得技術(shù)成就的獎(jiǎng)勵(lì)——谷歌月球X大獎(jiǎng)賽的最終目標(biāo)是發(fā)射一顆完全私人研制的著陸器登陸月球表面。

為了贏得谷歌公司懸賞的3000萬美元最終大獎(jiǎng)，參賽隊(duì)伍必須將一個(gè)探測(cè)器送上月球表面，并且這個(gè)探測(cè)器還必須能夠在月球表面上移動(dòng)至少500米的距離并向地球回傳高分辨率的錄像和圖像數(shù)據(jù)。而此次頒發(fā)的里程碑獎(jiǎng)金則主要針對(duì)三個(gè)關(guān)鍵的方面，這幾個(gè)方面對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目的最終達(dá)成將具有重大意義，即：著陸，機(jī)動(dòng)以及成像。評(píng)審團(tuán)成員經(jīng)驗(yàn)豐富，曾經(jīng)參與從航天飛機(jī)項(xiàng)目到最近菲萊著陸彗星的諸多重大航天行動(dòng)，他們對(duì)于想要成功著陸月球所需要注意的一些問題也都具有深刻的認(rèn)識(shí)。整個(gè)評(píng)審過程已經(jīng)歷時(shí)超過一年，一共涉及9名評(píng)審團(tuán)成員，他們一共對(duì)25項(xiàng)測(cè)試進(jìn)行了監(jiān)督，并直接參與了超過20項(xiàng)的技術(shù)評(píng)估工作。

要想拿到谷歌公司開出的大獎(jiǎng)獎(jiǎng)金，著陸月球還只是邁出了第一步。在發(fā)射之后，飛船必須飛行大約40萬千米才能抵達(dá)月球，隨后它必須精確地起動(dòng)反沖減速發(fā)動(dòng)機(jī)，以便確保自己能夠安全地降落到月球表面。當(dāng)接近月球表面時(shí)，反沖火箭的推力應(yīng)當(dāng)可以將飛船下降速度減速到與一個(gè)人行走速度相接近的水平。著陸本身充滿了風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗腥硕贾涝虑虮砻姹椴茧E石坑，并到處散落著大量巨大的巖石。在谷歌本次頒發(fā)的“著陸里程碑獎(jiǎng)項(xiàng)”中，Astrobotic，Moon Express以及 Team Indus勝出，這三個(gè)團(tuán)隊(duì)成功證明了他們已經(jīng)朝著研制出可以安全降落月面的著陸器方面取得了關(guān)鍵性的進(jìn)步。

Astrobotic團(tuán)隊(duì)展示了他們的解決方案。他們的著陸器名為“格里芬”，它會(huì)利用一套自動(dòng)著陸系統(tǒng)自動(dòng)判斷飛船自身當(dāng)前所處的位置和高度，采用的方法是將其自身相機(jī)實(shí)時(shí)拍攝的下方月面圖像與NASA數(shù)據(jù)庫(kù)中的月面高分辨率圖像進(jìn)行比對(duì)。在降落的過程中，“格里芬”會(huì)利用激光感受器自動(dòng)構(gòu)建一個(gè)下方月面的3D模型并從中挑選最安全的著陸點(diǎn)位置。在2014年6月，Astrobotic團(tuán)隊(duì)在美國(guó)西部的莫哈維沙漠中向評(píng)審團(tuán)的專家們現(xiàn)場(chǎng)展示了他們研發(fā)的這種自動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避系統(tǒng)的性能。該團(tuán)隊(duì)的風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)規(guī)避系統(tǒng)軟件，加上其研制的探測(cè)技術(shù)包原型被集成進(jìn)Xombie測(cè)試平臺(tái)，這是一款由馬斯登太空系統(tǒng)公司開發(fā)的的亞軌道火箭。測(cè)試中，Astrobotic團(tuán)隊(duì)研發(fā)的技術(shù)方案成功地引導(dǎo)模擬飛船避開了危險(xiǎn)區(qū)域并安全降落。評(píng)審團(tuán)的專家們還對(duì)該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的技術(shù)方案設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析流程進(jìn)行了評(píng)估，并在2014年12月份觀看了格里芬著陸器反沖發(fā)動(dòng)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)火試車。

Team Indus展示了他們?cè)O(shè)計(jì)的月球著陸器全尺寸模型，使用的材料是蜂窩鋁板，這樣可以盡可能減輕著陸器自重，并安裝有4個(gè)緩沖支架。在2014年12月進(jìn)行的連續(xù)兩周的密集測(cè)試中，這臺(tái)著陸器被放置在印度空間研究組織（ISRO）的震動(dòng)測(cè)試臺(tái)上以便測(cè)試其是否可以經(jīng)受住發(fā)射時(shí)的震動(dòng)環(huán)境，另外團(tuán)隊(duì)還在印度國(guó)家航天實(shí)驗(yàn)室（NAL）進(jìn)行的一系列的測(cè)試中將飛船從一米高度做了自由落體實(shí)驗(yàn)。在與項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員的多次會(huì)面中，谷歌X大獎(jiǎng)的評(píng)審們對(duì)他們的著陸器的各項(xiàng)關(guān)鍵系統(tǒng)進(jìn)行了評(píng)估。

Moon Express團(tuán)隊(duì)則研制了一款極具創(chuàng)新性的多功能飛船設(shè)計(jì)，名為“MX-1”。未來預(yù)計(jì)這款飛船將可以在軌道上開展各種商業(yè)活動(dòng)，而不僅僅是像這次那樣被作為一個(gè)月球著陸器。MX-1使用一臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，使用煤油和過氧化氫的二元燃料推進(jìn)劑，以使飛船能夠在軌完成一系列的機(jī)動(dòng)動(dòng)作并最終抵達(dá)月球。另外飛船上還安裝有使用過氧化氫燃料的推進(jìn)器，作為確保飛船安全降落的反沖發(fā)動(dòng)機(jī)。該團(tuán)隊(duì)的這款飛船最特別的地方是它的一對(duì)環(huán)形燃料箱，其可以讓結(jié)構(gòu)緊湊的飛船攜帶盡可能多的氧化劑和燃料。在2014年12月，Moon Express 團(tuán)隊(duì)向谷歌X大獎(jiǎng)評(píng)審專家進(jìn)行了一系列的展示和測(cè)試，地點(diǎn)是在美國(guó)國(guó)家航空航天局的肯尼迪航天中心。利用懸吊系統(tǒng)和吊繩，項(xiàng)目組對(duì)他們的著陸飛船原型MTV-1X的導(dǎo)航和控制系統(tǒng)功能，以及推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了測(cè)試。

谷歌的月球X大獎(jiǎng)的參賽團(tuán)隊(duì)在將飛船安全著陸月球表面之后還將面臨月面移動(dòng)的挑戰(zhàn)。月面上細(xì)小的塵土對(duì)于著陸器的活動(dòng)組件將構(gòu)成嚴(yán)重威脅。中國(guó)的第一輛月球車“玉兔”號(hào)在2013年12月著陸月球表面，之后正是可能由于月面塵埃導(dǎo)致的機(jī)械故障，在行駛了100多米之后便無法移動(dòng)了。而要想贏得谷歌大獎(jiǎng)，參賽設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須能夠展示他們打算如何讓他們的探測(cè)器實(shí)現(xiàn)在月面上的移動(dòng)，以及他們打算如何對(duì)自己團(tuán)隊(duì)探測(cè)器在月面上的移動(dòng)距離進(jìn)行精確測(cè)定，以便符合谷歌大賽的500米距離要求。參賽團(tuán)隊(duì)還必須向大賽評(píng)審專家解釋，他們打算如何讓自己設(shè)計(jì)的探測(cè)器能夠頂住月球上惡劣的環(huán)境條件而生存下來。

Hakuto團(tuán)隊(duì)則決定將他們的注意力集中在移動(dòng)性方面，他們計(jì)劃與其他團(tuán)隊(duì)合作，購(gòu)買他們的發(fā)射服務(wù)并搭車飛往月球。他們目前已經(jīng)開發(fā)出一款名為“Moonraker”的小型輕質(zhì)月球漫游車用于參加這項(xiàng)賽事，另外他們還開發(fā)了一輛名為“Tetris”的更小的月球車，目的是用于在月面上開展對(duì)隕石坑內(nèi)部的科學(xué)研究工作。這種四輪月球車Moonraker 將使用一根可伸縮纜繩拖著兩個(gè)輪子的 Tetris，這樣它便可以落到隕石坑里進(jìn)行研究，完成后再由Moonraker拖上來。

Hakuto團(tuán)隊(duì)目前已經(jīng)使用高強(qiáng)度但質(zhì)量很輕的碳纖維材料以及一級(jí)方程式賽車的工藝制造了一輛月球車。研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在2014年9月份和12月份分別將他們研制的硬件產(chǎn)品進(jìn)行了熱真空以及震動(dòng)測(cè)試，并在日本的濱松海岸邊進(jìn)行了行駛測(cè)試。研制團(tuán)隊(duì)還演示了月球車從登陸平臺(tái)上緩緩駛下并在遙控指揮下行進(jìn)了500米。

Astrobotic團(tuán)隊(duì)同樣打算對(duì)月球上的隕石坑開展考察，并選定了位于月面“死湖”地區(qū)的幾個(gè)隕石坑作為預(yù)選對(duì)象。他們研發(fā)的月球車名為“安迪”。這是一款穩(wěn)定性很好的四輪月球車，重心放得很低。在機(jī)動(dòng)里程碑大獎(jiǎng)評(píng)選測(cè)試中，安迪在NASA俄亥俄州的的格林研究中心行駛經(jīng)過一片粗糙崎嶇的地形。谷歌月球X大獎(jiǎng)的評(píng)審專家們也查看了這輛月球車從格里芬著陸器上行駛下來的過程展示以及一些關(guān)鍵設(shè)備硬件的振動(dòng)測(cè)試。

Part-Time Scientists團(tuán)隊(duì)的月球車名叫“阿西莫夫”，他們的登陸器名字則叫做“伊薩克”。研發(fā)團(tuán)隊(duì)為贏得機(jī)動(dòng)大獎(jiǎng)而走遍整個(gè)歐洲——從特納里夫島上的火山斜坡，到位于慕尼黑的德國(guó)空間中心。從巖石學(xué)和地質(zhì)情況，以及這里崎嶇粗糙的地形和嚴(yán)酷的光照環(huán)境來看，特納里夫島是地球上與月球表面情況最為相近的地點(diǎn)之一。在這樣崎嶇不平的環(huán)境中，PartTime Scientists團(tuán)隊(duì)證明了他們的漫游車在這樣的地形條件下仍然可以平穩(wěn)地實(shí)現(xiàn)與著陸器的分離操作。研制團(tuán)隊(duì)還對(duì)一些關(guān)鍵部件開展了振動(dòng)和熱真空測(cè)試，以此驗(yàn)證其在實(shí)際執(zhí)行任務(wù)時(shí)面對(duì)嚴(yán)酷環(huán)境的生存能力。

為了贏得成像里程碑大獎(jiǎng)，參賽團(tuán)隊(duì)被要求在地面上演示他們未來打算在谷歌月球X大賽中實(shí)際運(yùn)用的攝像技術(shù)，拍攝高清的圖像和錄像。在月球上，這將包括著陸區(qū)的360度全景圖像以及時(shí)長(zhǎng)至少為8分鐘，展示飛船著陸過程，月面機(jī)動(dòng)或其他任務(wù)階段的錄像。參賽團(tuán)隊(duì)還必須參加一些額外的測(cè)試，以向評(píng)審專家證明他們的相機(jī)設(shè)備是可以經(jīng)受住月面上的嚴(yán)酷環(huán)境考驗(yàn)的。

Part-Time Scientists團(tuán)隊(duì)完全自行研制了一套成像設(shè)備，使用3D打印技術(shù)制造了一臺(tái)原型機(jī)。在Asimov漫游車的底盤一頭安裝有一根可轉(zhuǎn)動(dòng)的桅桿，在桅桿的頂部安裝一臺(tái)全景相機(jī)。研制團(tuán)隊(duì)此前已經(jīng)咋德國(guó)人工智能研究中心的室內(nèi)測(cè)試中證明了這套系統(tǒng)的可靠性，并在特納里夫島的野外測(cè)試中進(jìn)行了模擬月面拍攝。相機(jī)鏡頭的熱真空測(cè)試和震動(dòng)測(cè)試也已經(jīng)在維也納和柏林分別開展。

Astrobotic團(tuán)隊(duì)在美國(guó)賓夕法尼亞州匹茲堡附近完成了他們團(tuán)隊(duì)月球相機(jī)的野外測(cè)試，這里的野外地形也與月面非常相似。他們的相機(jī)表現(xiàn)很好，成功地適應(yīng)了多種不同地形條件下的應(yīng)用。

Moon Express團(tuán)隊(duì)則直接買了一臺(tái)商業(yè)相機(jī)，并將其整合進(jìn)一套特制的機(jī)械臂系統(tǒng)內(nèi)，這樣就可以自由調(diào)節(jié)相機(jī)的角度和位置，甚至從上往下給自己拍一張自拍照。該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開展了熱真空測(cè)試并評(píng)估了已有的輻射數(shù)據(jù)，以確認(rèn)這臺(tái)相機(jī)能夠在月面的極端環(huán)境條件下順利運(yùn)行。

此次里程碑獎(jiǎng)項(xiàng)是自愿報(bào)名的，因此并非每一個(gè)大獎(jiǎng)的參賽隊(duì)伍都參與了角逐。目前全部18支谷歌月球X大獎(jiǎng)賽的參賽隊(duì)伍仍然都具備角逐最后大獎(jiǎng)獎(jiǎng)金的資格。然而此次里程碑獎(jiǎng)項(xiàng)也的確代表了一次公正的獨(dú)立評(píng)估，表明這些獲勝隊(duì)伍已經(jīng)在通往月球的道路上邁出了關(guān)鍵性的步伐。

谷歌月球X大獎(jiǎng)是迄今為止最大的空間競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)，是前所未有的國(guó)際挑戰(zhàn)，旨在激發(fā)全世界的工程師和企業(yè)家參與開發(fā)低成本的機(jī)器人進(jìn)行空間探索?？茖W(xué)家認(rèn)為，其所帶來的意義不僅僅是研制機(jī)器人并且登月，更是開創(chuàng)一個(gè)新的探索月球的新時(shí)代，這個(gè)終極目標(biāo)將會(huì)比20世紀(jì)60年代阿波羅計(jì)劃更具有參與性和可持續(xù)性?？傮w而言，谷歌月球X大獎(jiǎng)更像是個(gè)催化劑，它促使參與者成立公司。不少參與者表示，獲得獎(jiǎng)項(xiàng)不是最終目的，而是希望像UPS 和FedEX一樣成為一家長(zhǎng)期可持續(xù)經(jīng)營(yíng)的、往返于地球與月球之間的貨運(yùn)公司。

覬覦終極夢(mèng)想：深空探索

2016年4月12日，著名宇宙物理學(xué)家史蒂芬·霍金和尤里·米爾納宣布啟動(dòng)一項(xiàng)1億美元的“突破星擊”項(xiàng)目，以更好地了解宇宙。米爾納和霍金是在紐約“同一世界展望”記者會(huì)上透露出這一消息的。在不到1年前，米爾納還宣布過一個(gè)為期10年、耗資1億美元的“突破聆聽”項(xiàng)目。這一項(xiàng)目的內(nèi)容是監(jiān)控射頻信號(hào)，探索宇宙中可能的生命跡象。米爾納說，“人類歷史已經(jīng)進(jìn)入跨越發(fā)展時(shí)期。55年前，航天員尤里加加林成為第一個(gè)遨游太空的人類。今天，我們正在準(zhǔn)備下一次跨越——向著深空探索。”

這一計(jì)劃將由NASA艾姆斯研究中心前主任皮特·沃登主管。一些世界級(jí)的科學(xué)家和工程師，如諾貝爾獎(jiǎng)得主天體物理學(xué)家薩爾·波爾馬特、理論物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家佛里曼·蒂森也將參與其中。項(xiàng)目董事會(huì)包括霍金、米爾納和臉書首席執(zhí)行官馬克·扎克伯格。

雖然于1977年發(fā)射的“航海家1號(hào)”太空探測(cè)船，已在2013年飛出太陽(yáng)系，成為有史以來距離地球最遠(yuǎn)的人造飛行器，也是第一個(gè)進(jìn)入“星際空間”的人造物體，不過，以“航海家1號(hào)”目前的飛行速度來看，進(jìn)入星際空間后，要抵達(dá)下一個(gè)行星系還需要4萬年的時(shí)間，也就是說，即便是已飛離太陽(yáng)系的“航海家1號(hào)”，也無法為我們捎來關(guān)于外太空的任何訊息。

“突破星擊”計(jì)劃是要透過光束與光帆將有史以來最輕的納米太空船送達(dá)南門二星系，這座納米太空船就好比太空版的帆船，由星芯片與光帆組成。星芯片等于是太空船的本體，僅僅幾克重的芯片中，要載運(yùn)太空船的相機(jī)、光子推進(jìn)器、電源適配器、導(dǎo)航與通信設(shè)備等；光帆規(guī)模則約數(shù)米長(zhǎng)，厚度極薄、僅僅為數(shù)百個(gè)原子組成，至于重量也僅有幾克重。

米爾納認(rèn)為，以納米科技目前的進(jìn)展來看，要研發(fā)出星芯片不是不可能。光是這項(xiàng)科技就夠讓人覺得難度十足了，但團(tuán)隊(duì)不只是想做出一個(gè)納米太空船，他們所設(shè)想的是數(shù)百個(gè)、甚至是數(shù)千個(gè)納米太空艦隊(duì)。而驅(qū)動(dòng)這支納米太空船艦隊(duì)的，則是激光光發(fā)射陣列，這座陣列可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米長(zhǎng)，計(jì)劃興建在干燥的高海拔地區(qū)陸地上，規(guī)?？赡苓_(dá)到100吉瓦。

不過，要怎么將納米太空船艦隊(duì)透過激光光發(fā)射陣列送達(dá)南門二星系呢？完成激光光發(fā)射陣列的興建后，工程師會(huì)研發(fā)出一套能夠在每次發(fā)射光束時(shí)，產(chǎn)生與儲(chǔ)存數(shù)千兆瓦小時(shí)能量的系統(tǒng)，而為了要將納米太空船先載運(yùn)到外太空軌道，再由地面發(fā)射的激光驅(qū)動(dòng)飛行，勢(shì)必得先有一艘航空母艦將納米太空船艦隊(duì)集體送上太空，等到艦隊(duì)被送上太空后，科學(xué)家會(huì)將激光光束對(duì)準(zhǔn)納米太空船的光帆，將每座納米太空船加速使其達(dá)到目標(biāo)飛行速度——約為光速的20%，相當(dāng)于每秒6萬千米，接著，“假如”一切都順利地完成運(yùn)作，納米太空船艦隊(duì)就要帶領(lǐng)人類航向南門二星系了。至于其在旅途中所見的宇宙風(fēng)光，科學(xué)家將會(huì)透過發(fā)射時(shí)使用的激光光發(fā)射陣列來接收回通信號(hào)。

即便南門二星系是距離我們最近的恒星系，仍距離太陽(yáng)達(dá)4.37光年之遠(yuǎn)，相當(dāng)于位在25兆英里（40兆千米）之外，若一般太空探測(cè)器要到達(dá)南門二，需要花上漫長(zhǎng)的3萬年，但在霍金與米爾納的計(jì)劃中，這一切只需要短短20年的時(shí)間。

要將3萬年壓縮成20年的歲月，所需耗費(fèi)的計(jì)劃資金、技術(shù)與時(shí)間勢(shì)必相當(dāng)驚人，雖然團(tuán)隊(duì)宣稱這項(xiàng)計(jì)劃預(yù)計(jì)投注的資金為1億美元，但實(shí)際上所花費(fèi)的金額可能遠(yuǎn)高于此，負(fù)責(zé)這項(xiàng)計(jì)劃的團(tuán)隊(duì)也表示，“突破星擊”計(jì)劃需要克服“重大的工程技術(shù)挑戰(zhàn)”，且最終所花費(fèi)的資金與其規(guī)模，可能會(huì)打破所有現(xiàn)今科學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的紀(jì)錄。

“新航天”的硅谷

近十年來，許多人都將莫哈韋航空航天港視作初創(chuàng)型航天企業(yè)或者說“新航天”的硅谷。這個(gè)航天港聚集著維珍銀河公司、Scaled Composites公司、XCOR宇航公司、馬斯騰宇航系統(tǒng)公司、平流層發(fā)射系統(tǒng)公司等。目前，有17家火箭和太空領(lǐng)域相關(guān)公司在航空航天港，盡管不是他們所有的總部都在這里。有些航空航天公司等同于硅谷的車庫(kù)創(chuàng)業(yè)公司——不過比起商業(yè)機(jī)會(huì)來說，高得多的卻是引人注目的爆炸事故。

美國(guó)加州莫哈韋鎮(zhèn)距離洛杉磯北部約90英里，地理位置偏僻，且地處沙漠地區(qū)，原本該是一個(gè)很不起眼的地方。不過，隨著NASA航天飛機(jī)的退役以及民用航天航空領(lǐng)域的不斷崛起，已有越來越多的新興太空企業(yè)來此處安家，莫哈韋這一小鎮(zhèn)有可能會(huì)產(chǎn)生硅谷效應(yīng)，成為全球太空領(lǐng)域發(fā)展的聚焦之地。

在莫哈韋鎮(zhèn)的入口處里立有一塊標(biāo)識(shí)牌，上面寫著：“太空通道！”小鎮(zhèn)不遠(yuǎn)處即是著名的莫哈韋航天航空港，目前其已成為民營(yíng)太空企業(yè)發(fā)射測(cè)試民用太空航空器最為重要的基地。不少分析人士都認(rèn)為，太空探險(xiǎn)的未來發(fā)展方向?qū)⒂梢蝗盒坌牟拿駹I(yíng)企業(yè)家來決定，例如像比爾·休利特和戴維·帕卡德這樣的創(chuàng)業(yè)者，他們二人依靠手邊僅有的538美元?jiǎng)?chuàng)建了惠普公司，而莫哈韋鎮(zhèn)正是這些夢(mèng)想家實(shí)現(xiàn)心中理想的匯集地。

斯圖爾特·威特在過去的十年里一直擔(dān)任莫哈韋航天航空港的行政總裁，也親眼目睹了這十年里莫哈韋鎮(zhèn)的驚人變化，他表示：“這種發(fā)展趨勢(shì)同硅谷效應(yīng)非常類似。”過去十年里，已有6家外太空創(chuàng)業(yè)公司來莫哈韋鎮(zhèn)扎根，在此進(jìn)行發(fā)展。

2004年，由前美國(guó)海軍飛行員布萊恩·賓尼駕駛的“太空飛船一號(hào)”飛入太空，成為全球首個(gè)將人帶入太空的商用航天器，同時(shí)也在全球范圍內(nèi)掀起了發(fā)展商用航天器的熱潮。目前，“太空飛船一號(hào)”的改進(jìn)型——維珍銀河公司的“太空飛船二號(hào)”仍在莫哈維沙漠進(jìn)行飛行測(cè)試，并且有望在不久后正式投入商業(yè)使用。同時(shí)，還有一些小型的太空創(chuàng)業(yè)公司也在研發(fā)新式的火箭燃料，并且正試圖將一個(gè)已經(jīng)廢棄的第二級(jí)火箭改造成月球登陸器的原型機(jī)。

不過，太空領(lǐng)域的重大事件不會(huì)僅僅發(fā)生在莫哈韋沙漠，還會(huì)發(fā)生在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角。這里是大名鼎鼎的SpaceX公司發(fā)射“龍”飛船的地方，雖然已有的幾次發(fā)射任務(wù)只是運(yùn)輸貨物，并未載人，但其意義也足以載入史冊(cè)。因?yàn)樵趶那埃瑖?guó)際空間站進(jìn)行接觸過的飛船均是由政府建造，例如，NASA的航天飛機(jī)以及俄羅斯的“聯(lián)盟”飛船，而“龍”飛船則完全是由民營(yíng)企業(yè)進(jìn)行出資研制（NASA曾對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行過一次注資）并且建造而成，代表著商業(yè)太空領(lǐng)域的發(fā)展模式。

同SpaceX公司相比，莫哈韋鎮(zhèn)的太空創(chuàng)業(yè)公司雄心更大，他們不會(huì)只滿足于為NASA運(yùn)送貨物這么簡(jiǎn)單，而是希望引領(lǐng)一場(chǎng)新的太空變革。在這些企業(yè)里面，有兩家公司分別由億萬富翁所創(chuàng)立，即理查德·布蘭森所創(chuàng)立的維珍銀河公司以及由微軟聯(lián)合創(chuàng)始人保羅·艾倫所創(chuàng)立的平流層發(fā)射系統(tǒng)公司，后者所設(shè)計(jì)的航天系統(tǒng)，主體是一個(gè)雙機(jī)身航天器，機(jī)翼長(zhǎng)度超過一個(gè)足球場(chǎng)的長(zhǎng)度，可攜帶一枚火箭進(jìn)入大氣層，并降落至地面。航天飛機(jī)進(jìn)入大氣層后，火箭自帶的推動(dòng)器可將其送入軌道，這種做法可節(jié)省建造發(fā)射臺(tái)和額外的火箭燃料費(fèi)用。

當(dāng)然，也有一些規(guī)模較小，資金不是那么充足的新型太空創(chuàng)業(yè)公司也落戶在莫哈韋鎮(zhèn)。例如馬斯騰太空系統(tǒng)公司，其工作間實(shí)際上是一個(gè)大型車庫(kù)，水泥地地板上到處擺放著火箭碎片，工作條件和維珍銀河及平流層發(fā)射系統(tǒng)公司相比差了很多。不過，馬斯騰太空系統(tǒng)公司的專長(zhǎng)是軟件研發(fā)，并且曾制造過一架能夠垂直起飛的火箭，火箭在盤旋后還能夠準(zhǔn)確地垂直降落在發(fā)射架上。

馬斯騰太空系統(tǒng)公司的創(chuàng)始人大衛(wèi)·馬斯騰也曾創(chuàng)立過一家科技公司，但一直對(duì)火箭技術(shù)和研發(fā)非常感興趣，在自己的公司被思科收購(gòu)之后，他來到了莫哈韋鎮(zhèn)，創(chuàng)立了馬斯騰太空系統(tǒng)公司，并且專注于火箭研究。

馬斯騰太空系統(tǒng)公司的行政總裁喬爾·斯科特金表示：“我們公司已步入商業(yè)軌道，就營(yíng)收方面來看，因產(chǎn)品領(lǐng)域得到拓展，用戶群體增加，我們當(dāng)前完全能夠?qū)崿F(xiàn)自給自足?！辈贿^，該公司單從規(guī)模上來看，仍屬于小型企業(yè)，其員工數(shù)量只維持在15至20人。每周，這家公司的工程師都會(huì)進(jìn)行幾次發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試及火箭飛行評(píng)估，不斷對(duì)產(chǎn)品做出修正和改進(jìn)。

另外，在莫哈韋鎮(zhèn)還有一家名為火翼星技術(shù)公司的企業(yè)，其規(guī)模更小，公司大部分運(yùn)營(yíng)費(fèi)用都來自于聯(lián)邦研究合同。這家公司主要生產(chǎn)一種推進(jìn)器替代燃料?；鹨硇羌夹g(shù)公司的創(chuàng)始人格雷格·蒙加斯還在上大學(xué)的期間就創(chuàng)立了這家企業(yè)，但在2009年將公司搬遷到了莫哈韋鎮(zhèn)，因?yàn)檫@里更適合太空創(chuàng)業(yè)公司的發(fā)展。蒙加斯表示：“在莫哈維，每天都有超聲速飛機(jī)進(jìn)行飛行測(cè)試、火箭發(fā)射等各類試驗(yàn)，對(duì)于民營(yíng)太空企業(yè)而言，這里的發(fā)展環(huán)境非常優(yōu)良?！?img src="https://cimg.fx361.com/images/2017/03/07/hksj201612hksj20161210-12-l.jpg" style="">

著名飛機(jī)設(shè)計(jì)師伯特·魯坦所創(chuàng)辦的Scaled Composites公司也設(shè)立在莫哈韋鎮(zhèn)。1986年，魯坦設(shè)計(jì)的“旅行者”號(hào)飛機(jī)首次完成中途不著陸、不添加燃料的環(huán)球飛行壯舉。他的公司也因此次事件得到發(fā)展契機(jī)，不過當(dāng)時(shí)在莫哈韋鎮(zhèn)，大部分的太空企業(yè)卻在走下坡路。到了90年代中期的時(shí)候，莫哈韋航天航空港甚至被當(dāng)做了航空公司封存老舊飛機(jī)的集中地。

盡管遇到各種各樣的困難，莫哈韋鎮(zhèn)的創(chuàng)業(yè)公司并未放棄，并且逐步走上了商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的正軌。SpaceX的創(chuàng)始人艾龍·馬斯克表示：“在莫哈韋鎮(zhèn)，并不能僅僅依靠一次火箭發(fā)射成功與否就來判斷一家公司是成功還是失敗。不過，未來幾年，民用航空航天領(lǐng)域會(huì)迎來發(fā)展良機(jī)，會(huì)有越來越多的民營(yíng)太空企業(yè)加入到我們當(dāng)中來，并且在商業(yè)運(yùn)營(yíng)上取得成功?！?img src="https://cimg.fx361.com/images/2017/03/07/hksj201612hksj20161210-13-l.jpg" style="">

除了人跡罕至的沙漠，硅谷也成為另一個(gè)“新航天”的搖籃。在以前，幾乎沒有人把硅谷看作是初創(chuàng)航天企業(yè)的“搖籃”。這里是以電腦硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)投資的熱土而聞名天下，從惠普、蘋果到谷歌、臉書都是硅谷的榜樣。這里是世界領(lǐng)先的創(chuàng)新中心，也是技術(shù)工作人員最集中的地區(qū)之一，并且是風(fēng)險(xiǎn)投資的重要發(fā)源地。但以上標(biāo)榜的榮譽(yù)原本并不涉及航天領(lǐng)域。

其實(shí)，航天產(chǎn)業(yè)確實(shí)在硅谷存在數(shù)十年之久。勞拉空間系統(tǒng)公司（現(xiàn)已被加拿大MDA公司收購(gòu)）是世界領(lǐng)先的商業(yè)通信衛(wèi)星制造商，在帕羅奧多市設(shè)立了衛(wèi)星制造廠。洛克希德-馬丁公司太空系統(tǒng)分部主要在森尼韋爾市開展政府項(xiàng)目的工作。不僅NASA埃姆斯研究中心（AMES）在硅谷形成之前就在此設(shè)立，甚至NASA的前身國(guó)家航空咨詢委員會(huì)（NACA）也在此地建立四分之三個(gè)世紀(jì)。

最近數(shù)年間，此處涌現(xiàn)出的航天企業(yè)與數(shù)十年前企業(yè)的區(qū)別，是它們不像“老航天”那樣規(guī)模宏大，而更像本地區(qū)的其他創(chuàng)業(yè)公司。例如，NanoSatisfi是一家設(shè)立在舊金山市的初創(chuàng)型公司，與社交游戲公司Zynga同一條街。該公司的工作場(chǎng)景是在緊湊的辦公室，公司員工們坐在工位和實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)前，設(shè)計(jì)客戶需要的產(chǎn)品。

從表面上很難立即看出NanoSatisfi公司是一家開發(fā)立方體衛(wèi)星，并能滿足客戶多樣化應(yīng)用需求的企業(yè)。該公司首批兩顆衛(wèi)星已經(jīng)從辦公室里誕生。“我們的‘寶貝兒已經(jīng)在日本，等待發(fā)射了，”NanoSatisfi公司CEO皮特·普拉澤在發(fā)射前難掩激動(dòng)地說；這些衛(wèi)星于2013年8月用日本貨運(yùn)飛船送到國(guó)際空間站。

NanoSatisfi公司并不是個(gè)案。幾個(gè)街區(qū)外就是行星實(shí)驗(yàn)室公司的辦公室，該公司的員工們開發(fā)了立方體衛(wèi)星大小的地球成像衛(wèi)星群。在101高速路邊的芒廷維尤市，天空盒子成像公司（谷歌于2014年6月收購(gòu)該公司，現(xiàn)名為Terra Bella）也在開發(fā)遙感成像小衛(wèi)星。在NASA埃姆斯研究中心，月球快車公司在研究商業(yè)月球著陸器，太空制造公司在開發(fā)一種能在失重環(huán)境運(yùn)行的3D打印技術(shù)。在森尼維爾市，太空推進(jìn)集團(tuán)（SPG）建造并測(cè)試了一系列的混合動(dòng)力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，并與亞特蘭大市的新一代軌道公司合作開發(fā)一種空中發(fā)射系統(tǒng)。

對(duì)于太空制造公司，它源于硅谷的奇點(diǎn)大學(xué)2010年的一個(gè)項(xiàng)目。最初，由公司創(chuàng)辦人、主要技術(shù)專家杰森·黨恩在2013年太空前沿基金會(huì)新太空大會(huì)上宣布公司成立。公司開發(fā)了第一種3D打印機(jī)原型機(jī)，并通過一系列拋物線飛行測(cè)試。2016年3月26日，第2臺(tái)3D打印機(jī)已經(jīng)抵達(dá)了國(guó)際空間站，并成為第一臺(tái)正式可用的太空3D打印機(jī)。

據(jù)了解，這款3D打印機(jī)的正式名稱為增材制造設(shè)備（AMF），是太空制造公司在其首臺(tái)登上太空的3D打印機(jī)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。AMF的3D打印尺寸比其上一款更大，可達(dá)14厘米×10厘米×10厘米。除此之外，它兼容的材料也更多，可以打印超過30種聚合物，包括ABS、HDPE和PEI/PC等，實(shí)際上，AMF還能夠打印更多的材料，只不過需要經(jīng)過批準(zhǔn)之后才能用于國(guó)際空間站。根據(jù)材料的不同，該3D打印機(jī)的分辨率能力在0.1到0.44毫米范圍內(nèi)。

據(jù)悉，NASA和其他客戶在使用AMF時(shí)將向太空制造公司支付費(fèi)用，其價(jià)格為每次打印作業(yè)在6000美元到30000美元之間。不過，太空制造公司的產(chǎn)品策略負(fù)責(zé)人斯本色·皮特曼稱，教育方面的用戶可享受一定的價(jià)格折扣。皮特曼稱，目前該公司已經(jīng)獲得了超過20個(gè)訂單，訂單內(nèi)容包括醫(yī)學(xué)研究部件、衛(wèi)星和其他航天器零件以及教育項(xiàng)目的部件等。

設(shè)立在硅谷成為太空制造公司獲得成功的重要因素之一，公司創(chuàng)始人黨恩說，“我們創(chuàng)建的公司不是一家傳統(tǒng)航天企業(yè)。我們正在創(chuàng)建的是一個(gè)典型的硅谷初創(chuàng)型企業(yè)。其中包括了承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的意愿。硅谷企業(yè)的創(chuàng)業(yè)精神中就是‘早失敗、常失敗、反復(fù)失敗的意識(shí)，我們能比從前的傳統(tǒng)航天企業(yè)接受更大的風(fēng)險(xiǎn)?！北镜貐^(qū)豐富的人才資源也成就了太空制造公司?！拔覀儼l(fā)布了一則機(jī)械工程師的招聘廣告，結(jié)果有900名應(yīng)聘者，并且他們素質(zhì)都很高，或許在別的地區(qū)也能找到人才，但我敢肯定你能在這里找到合適的人才?！?/p>

NASA在硅谷直接或間接地扶持了這類初創(chuàng)型航天企業(yè)。例如，NASA埃姆斯研究中心已經(jīng)成為小衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的聚集中心；行星實(shí)驗(yàn)室公司的3位創(chuàng)始人都曾經(jīng)在這里工作過。問到何種因素支持了本地區(qū)的航天活動(dòng)，NanoSatisfi公司的普拉澤稱，“NASA、皮特和融資渠道”，皮特特指NASA埃姆斯研究中心的主管皮特·沃登，他做過許多針對(duì)小衛(wèi)星發(fā)展的扶持工作。

硅谷的融資渠道可能是另一個(gè)成就“新航天”的重要因素。獲得風(fēng)投的青睞已經(jīng)成為“新航天”永恒的挑戰(zhàn)，而在從前，這類公司只能依靠富有的股東或小型天使投資人來融資。這類公司有著從風(fēng)投融資的成功經(jīng)歷：行星實(shí)驗(yàn)室公司和天空盒子成像公司已經(jīng)獲得超過1億美元風(fēng)投資金。

2015年是創(chuàng)紀(jì)錄的一年，美國(guó)初創(chuàng)航天企業(yè)共獲得27億美元的投資，超過了過去15年的總和，其中風(fēng)險(xiǎn)投資貢獻(xiàn)18億美元，是前15年投資總和的1.7倍。2015年，共有22家初創(chuàng)航天企業(yè)獲得了風(fēng)險(xiǎn)投資，例如，星細(xì)胞公司（Astrocale）和軌道洞察公司（Orbital Insight）獲得了A輪風(fēng)險(xiǎn)投資，地圖盒子（Mapbox）和太空飛行公司（Spaceflight）獲得了B輪風(fēng)險(xiǎn)投資。2014年，31家企業(yè)獲得風(fēng)險(xiǎn)投資共計(jì)10億美元。最大兩筆風(fēng)險(xiǎn)投資都發(fā)生在2015年，即SpaceX獲得10億美元的E輪投資，OneWeb獲得5億美元的A輪投資。

投資者普遍認(rèn)為，SpaceX公司和天空盒子公司的成功表明商業(yè)資本已經(jīng)在航天項(xiàng)目中開始獲得投資回報(bào)，這意味著“在航天領(lǐng)域的賺錢效應(yīng)已經(jīng)顯現(xiàn)。”對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)投資來說，成功的資本退出是基礎(chǔ)。投資者認(rèn)為，未來2～3年非常關(guān)鍵，過去的投資效果將得到市場(chǎng)檢驗(yàn)，一旦得到相應(yīng)甚至超出預(yù)期的投資回報(bào)，未來會(huì)有越來越多的資本涌入商業(yè)航天領(lǐng)域。

來自政府的大力支持、發(fā)達(dá)的工業(yè)基礎(chǔ)、雄心勃勃的開拓者、充分競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境和先進(jìn)有效的管理，這些或許只有在美國(guó)才存在的眾多優(yōu)勢(shì)。另外，硅谷的企業(yè)家精神也成為“新航天”崛起的重要因素。美國(guó)有越來越多的科技新貴正涉足商業(yè)航天界，他們均是狂熱的航天愛好者。這么多企業(yè)家熱衷于探索太空，并不是在太空可以找到新的商業(yè)模式或者新的錢圈，而是因?yàn)樗麄兠總€(gè)人心中都住著一個(gè)“極客”，都擁有對(duì)未知領(lǐng)域的強(qiáng)烈好奇心與探索欲，都擁有敢為天下先的勇氣。極客范兒、好奇心與探索欲使這些科技大佬熱衷于航天，但航天只是一個(gè)附屬產(chǎn)品，好奇心與探索欲的最終結(jié)果是“創(chuàng)新”。這大概也是大佬們?cè)诟髯缘目萍碱I(lǐng)域會(huì)取得成功的最原始驅(qū)動(dòng)力。又或許，這些科技大佬們對(duì)太空的熱愛真的是什么都不為，只是因?yàn)橥陼r(shí)候，就有個(gè)埋藏在心底的夢(mèng)想，現(xiàn)在有錢了，就去實(shí)現(xiàn)它！

美中不足：缺乏小衛(wèi)星發(fā)射能力

2016年3-4月間，對(duì)美國(guó)小衛(wèi)星發(fā)射能力有潛在深遠(yuǎn)影響的兩個(gè)論戰(zhàn)主題公開化。

一、是否將政府存儲(chǔ)、未使用的洲際彈道導(dǎo)彈（ICBM）火箭發(fā)動(dòng)機(jī)投入商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)；

二、美國(guó)貿(mào)易代表重審是否繼續(xù)禁止使用印度極地衛(wèi)星運(yùn)載火箭（PSLV）發(fā)射美國(guó)造的衛(wèi)星。決策者和太空政策專家對(duì)這兩個(gè)問題均相當(dāng)重視，特別是那些涉及發(fā)展小衛(wèi)星運(yùn)載工具的美國(guó)公司，他們私下溝通、公開論戰(zhàn)。顯然，這次論戰(zhàn)反映出了美國(guó)商業(yè)發(fā)射行業(yè)怎樣看待其市場(chǎng)前景，并說明在美國(guó)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)內(nèi)的不同部門間的競(jìng)爭(zhēng)性利益關(guān)系。

這些論戰(zhàn)發(fā)生在商業(yè)航天正處在發(fā)展和市場(chǎng)趨勢(shì)多元化融合的時(shí)機(jī)。一邊是蓬勃發(fā)展的小衛(wèi)星市場(chǎng)，它受大量私人資本投資和小型硬件快速生產(chǎn)的進(jìn)步。另一邊是標(biāo)榜美國(guó)制造的專用小衛(wèi)星火箭，也由私人投資，距離市場(chǎng)應(yīng)用只剩兩年沖刺發(fā)展。由于美國(guó)航天發(fā)射工業(yè)長(zhǎng)期偏重于中、重型運(yùn)載火箭，造成小型載荷發(fā)射能力嚴(yán)重匱乏（“牛頭怪”火箭主要用于國(guó)防發(fā)射任務(wù)，很少參與國(guó)際商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)）。參見下頁(yè)表1、表2、表3、表4。

許多美國(guó)小衛(wèi)星制造商和運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)計(jì)劃發(fā)射由大規(guī)模衛(wèi)星組成的地球觀測(cè)或通信用衛(wèi)星群，他們要使用任何現(xiàn)有的、低成本的發(fā)射服務(wù)。而開發(fā)新的小衛(wèi)星運(yùn)載火箭的公司則希望阻止美國(guó)這類市場(chǎng)向外開放來削弱競(jìng)爭(zhēng)，以免自己的發(fā)射市場(chǎng)份額被侵蝕。ICBM發(fā)動(dòng)機(jī)的商業(yè)化和取消使用PSLV禁令將給美國(guó)衛(wèi)星公司所期望的喘息，但會(huì)威脅私人開發(fā)的小衛(wèi)星發(fā)射市場(chǎng)前景。這就是雙方在持續(xù)論戰(zhàn)中的論點(diǎn)。

致力于微小衛(wèi)星開發(fā)的公司，如軌道通信公司、銥星公司、全球性公司、O3b公司，行星實(shí)驗(yàn)室公司，特拉貝拉公司（原天空盒子成像公司，被谷歌收購(gòu)后改名），數(shù)字全球公司和OneWeb公司，預(yù)計(jì)未來將大幅提高發(fā)射任務(wù)的頻率。同時(shí)，為發(fā)展由幾百甚至幾千個(gè)近地軌道小衛(wèi)星組成的大規(guī)模衛(wèi)星群地發(fā)展方案也在計(jì)劃實(shí)施中。

但微小衛(wèi)星的“野蠻生長(zhǎng)”也受到缺乏廉價(jià)、高效的小型、中型運(yùn)載火箭的制擎。一些公司甚至在私下表示，除非在短時(shí)間內(nèi)獲得專用的小衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)，否則他們可能無法維持業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)。目前，這個(gè)級(jí)別還在商業(yè)運(yùn)作的美國(guó)制造運(yùn)載火箭只有“牛頭怪”系列，而其中最新的“牛頭怪”C每次發(fā)射費(fèi)用至少要4000萬美元?！帮w馬座”XL火箭作為僅有的美國(guó)國(guó)產(chǎn)商業(yè)運(yùn)作的專用小衛(wèi)星發(fā)射火箭，能以4000萬美元的單次發(fā)射成本，將450千克載荷送入近地軌道。于是，小衛(wèi)星發(fā)射大多以“搭便車”方式。

然而，由于“搭便車”方式一些固有的缺陷（參見本專題第2篇），一些美國(guó)公司正在深入發(fā)展專用的小衛(wèi)星運(yùn)載火箭。這種發(fā)展受到著數(shù)十億美元私人投資和政府訂單以及整體航天發(fā)射市場(chǎng)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)的驅(qū)使。例如，有了NASA風(fēng)險(xiǎn)級(jí)發(fā)射服務(wù)（VCLS）合同，維珍銀河公司正在制造“發(fā)射者一號(hào)”，火箭實(shí)驗(yàn)室公司正在制造Electron火箭，螢火蟲航天系統(tǒng)公司正在制造“阿爾法”火箭。這些發(fā)射系統(tǒng)實(shí)用化將要到2017年，市場(chǎng)化則要到2019年。

那么，在這些新型發(fā)射系統(tǒng)問世之前的若干年間，美國(guó)公司該怎樣度過微小衛(wèi)星運(yùn)載工具的空窗期呢？于是，有人想到了兩個(gè)方案，要么使用更為廉價(jià)的外國(guó)發(fā)射服務(wù)，要么使用軍方庫(kù)存的洲際導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)。

關(guān)于外國(guó)發(fā)射服務(wù)的首選目標(biāo)是印度的極地衛(wèi)星運(yùn)載火箭（PSLV）。PSLV火箭是一個(gè)比它的大多數(shù)競(jìng)爭(zhēng)者更物美價(jià)廉的平臺(tái)。它能將最多3250公斤的載荷送入近地軌道，能進(jìn)行捆綁的小衛(wèi)星群部署，并能將小衛(wèi)星發(fā)射到地球靜止軌道（GEO）或太陽(yáng)同步軌道（SSO）。PSLV的發(fā)射費(fèi)用約3300萬美元。

但受制于美國(guó)2005年版商業(yè)航天發(fā)射協(xié)議（CSLA），美國(guó)衛(wèi)星還無法用印度火箭發(fā)射。CSLA是美國(guó)政府為了保護(hù)本國(guó)航天發(fā)射工業(yè)，打擊受外國(guó)政府扶持的發(fā)射服務(wù)商而設(shè)立的，它將美國(guó)商業(yè)航天發(fā)射價(jià)格作為非美國(guó)的官方發(fā)射服務(wù)商的參考標(biāo)準(zhǔn)。而運(yùn)作PSLV發(fā)射服務(wù)的安得利公司（Antrix Corporation Ltd）正是印度太空研究機(jī)構(gòu)（ISRO）的商業(yè)分支部門。至今，印度拒絕簽署CSLA協(xié)議，而美國(guó)政府也就禁止了印度方提供的發(fā)射服務(wù)。

美國(guó)推出CSLA的最初動(dòng)機(jī)，一度被稱為“SpaceX公司協(xié)議”，即扶持SpaceX公司開發(fā)的專用于發(fā)射小衛(wèi)星的“獵鷹”1火箭成為美國(guó)小衛(wèi)星市場(chǎng)提供了最佳選項(xiàng)。然而，令人沒想到的是，SpaceX公司下來就拋棄“初心”，于2009年轉(zhuǎn)向發(fā)展更重型的“獵鷹”9 火箭，這給美國(guó)的小衛(wèi)星發(fā)射能力留下空缺。雖然美國(guó)政府已經(jīng)在給一些美國(guó)衛(wèi)星使用外國(guó)服務(wù)發(fā)放豁免許可，但衛(wèi)星制造產(chǎn)業(yè)顯然需要更大的自由空間。可以說，PSLV的低廉價(jià)格已經(jīng)促使美國(guó)貿(mào)易代表審查CSLA是否要繼續(xù)。

對(duì)此，美國(guó)商業(yè)太空運(yùn)輸咨詢委員會(huì)（COMSTAC）建議“繼續(xù)禁止印度官方控制的發(fā)射商與美國(guó)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，將違背許多國(guó)家政策并破壞由政府和行業(yè)為確保美國(guó)航天產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的健康發(fā)展而進(jìn)行的努力”。2016年2月26日，美國(guó)聯(lián)邦航空局宣布其與COMSTAC達(dá)成一致意見，這表明美國(guó)貿(mào)易代表將慎重審查這一提案，盡管目前還沒有結(jié)論。

美國(guó)小衛(wèi)星發(fā)射企業(yè)關(guān)注的是，隨著越來越多的美國(guó)衛(wèi)星公司使用外國(guó)發(fā)射服務(wù)商來發(fā)射衛(wèi)星，對(duì)本已投資巨大的美國(guó)小衛(wèi)星發(fā)射工業(yè)的整體能力造成長(zhǎng)遠(yuǎn)損害。本質(zhì)上說，他們的立場(chǎng)是，保護(hù)主義是必要的，以便維護(hù)他們最終進(jìn)入市場(chǎng)。另外，在小衛(wèi)星發(fā)射企業(yè)的眼里，PSLV的市場(chǎng)傾銷是足以破壞美國(guó)小衛(wèi)星發(fā)射市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

把小衛(wèi)星發(fā)射市場(chǎng)拱手讓給印度服務(wù)商，美國(guó)本土發(fā)射企業(yè)不答應(yīng)。那么，將庫(kù)存洲際導(dǎo)彈的發(fā)動(dòng)機(jī)低價(jià)賣給美國(guó)發(fā)射企業(yè)，來降低發(fā)射成本是否可行呢？對(duì)于這種方案，美國(guó)的發(fā)射企業(yè)又分為正反兩派。支持者一派以軌道ATK公司為代表，該公司長(zhǎng)久以來一直使用軍方導(dǎo)彈的改進(jìn)版火箭。反對(duì)者一派以維珍銀河公司等有自我研發(fā)項(xiàng)目的新興私企為代表，因?yàn)閹?kù)存發(fā)動(dòng)機(jī)無法用在他們開發(fā)的運(yùn)載工具上。

支持者的觀點(diǎn)認(rèn)為，歐洲、印度的發(fā)射企業(yè)獲得政府補(bǔ)貼，俄羅斯采用退役洲際導(dǎo)彈進(jìn)行商業(yè)發(fā)射，都構(gòu)成不公平競(jìng)爭(zhēng)。美國(guó)軍方現(xiàn)有近1000部庫(kù)存的洲際導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)，每年光花在這些東西上的維護(hù)、測(cè)試費(fèi)用就要數(shù)千萬美元，而且這些工作都十分瑣碎、繁雜。若最后退役，還要花大錢進(jìn)行無害化處理。再者，國(guó)防部要逐項(xiàng)審核發(fā)動(dòng)機(jī)的使用情況，對(duì)新興發(fā)射企業(yè)的影響很小。

反對(duì)者的觀點(diǎn)認(rèn)為，私企對(duì)于小型火箭的投資成果很快就要見效了，在這時(shí)將廉價(jià)的發(fā)動(dòng)機(jī)流入市場(chǎng)，會(huì)打擊投資者信心，破壞行業(yè)前景。再者，俄羅斯一直以來使用的是過期火箭來發(fā)射商業(yè)衛(wèi)星，美國(guó)消耗未過期發(fā)動(dòng)機(jī)可能危及國(guó)家安全。另外，使用庫(kù)存發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)省的錢要遠(yuǎn)小于行業(yè)蕭條損失的錢，算起來得不償失?？傮w上，美國(guó)商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)份額已經(jīng)從90年代中期的接近于0到現(xiàn)在的約50%，不需要通過價(jià)格傾銷打擊競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。