吊打老牌巨頭波音、開闢載人航天新時代,馬斯克的新飛船有多厲害?

北京時間8月2日7:35，美國國家宇航局(NASA)太空人鮑勃·本肯(Bob Behnken)和道格·赫爾利(Doug Hurley)輕輕在面前的巨大顯示屏上一點，向他們乘坐的「載人龍」(Crew Dragon)飛船發出了確認指令。同時，在國際空間站上的NASA第63號遠徵隊指揮官克裡斯·卡西迪(Chris Cassidy)也敲響「艦鍾」。

隨後，在艙內人幾乎毫無察覺的情況下，飛船鬆開了和國際空間站連接了2個月的鎖扣，點燃推進器，開始向地球飛行。

北京時間8月3日2:48，飛船成功進入大氣層，撐開4朵紅白相間的降落傘，濺落在墨西哥灣的海水中。飛船內原來備有3天的應急物資，以供萬一出事時，乘員的不時之需。但是這些物資最後並沒用上。

在周圍一圈土豪的遊艇圍觀下，早已做好準備的SpaceX救援船迅速到達現場，將其打撈上甲板。救援人員花費了約20分鐘清理了飛船外四氧化氮等有毒物質，最終在3:59，他們打開了飛船艙門，並在大約10分鐘後將2名太空人撤離。

SpaceX「載人龍」飛船在太空停留63後成功返航，可以說是意義非凡：

對於SpaceX自己，徹底證明自家技術的先進性，給競爭對手帶來了巨大壓力;對於美國，則是他們在9年空窗期後再次獲得了完整的載人航天技術，終於可以擺脫對俄羅斯的「依賴」;對於全球航天行業來說，這次飛行徹底證明了商業低成本運載火箭方向的可行性，未來整個業態或許都將為之一變。

乘風而起

眾所周知，1986年和2003年，美國「挑戰者號」和「哥倫比亞號」太空梭相繼發生了2次震驚世界的太空梭空難事故，14名太空人在全球關注下喪生火海。這讓太空梭的安全性以及NASA的安全管理能力備受質疑。

此外，太空梭的使用成本高昂，單次飛行成本達到了十幾億美元，且隨著機體老化，其維護、翻修成本也在水漲船高。

與此同時，適逢冷戰結束，過去各國發展航天技術主要目的——向全世界展示炫耀科技實力和綜合國力——也隨之消失，整個世界航天行業都進入了低潮。

在種種因素的作用下，NASA放棄了太空梭。2011年7月19日，美國太空梭計劃第135次任務，也是最後一次任務，正式結束。這也宣告著，未來能夠把太空人送到國際空間站的，就只剩下俄羅斯的「聯盟號」飛船了。

既然全球獨此一家，別無分號，那麼漲價就是很自然的事。

可以看到，之前「聯盟號」的載人價格只是在緩慢上升著，直到2011年上半年，俄羅斯給出的報價也只是每個座位2770萬美元。但是下半年美國太空梭最後一飛後，「聯盟號」座位價格馬上提到了4340萬美元，幾乎翻了1番。

價格翻番之後，俄羅斯並沒有見好就收，而是變本加厲，以物價上漲、人工上漲和油費上漲為由，在之後幾年持續漲價。在這張圖沒有體現的地方，到2018年，俄羅斯方面的報價已經提高到了每個座位8100萬美元。

身為全球航天科技最強、唯一送人上過月球的國家，美國自然是不甘心受到俄羅斯如此「敲竹槓」的。但是在很長一段時間內，他們也沒什麼辦法。

在冷戰之後，美國航天業一下失去了發展的動力。NASA本打算通過官方項目，將兩大巨頭波音和洛克希德.馬丁培養成在國際航天市場頂尖的企業。沒想到，巨額訂單反倒讓2家企業失去了發展動力。

此後，他們一直躺在政府和軍方訂單帶來的巨額利潤上，憑藉著壟斷市場的半國企身份坐吃山空，報價比俄羅斯的還高。根據去年底的新聞，在把太空人送到國際空間站的服務上，美國宇航局將向波音公司支付每座位9000萬美元的費用，引起了SpaceX創始人馬斯克的抗議。

更令NASA失望的是，2005年，為了應對市場寒冬，波音與洛.馬又將火箭業務合併，成立聯合發射聯盟公司(ULA)。原來的2家寡頭還有競爭，現在變成了徹底壟斷，這下更沒有發展動力了。據其自己公布的數據，ULA發射一枚火箭平均價格在4.35億美元，遠超其他國家的企業。

好在，NASA一直是「兩條腿走路」，在扶植巨頭的同時，也注重對新興私人資本航天企業的挖掘。

從1994年到2010年，NASA多次出臺政策，要將航天技術和基礎設施開放給私營企業。2010年的政策更是明確提出，美國政府的航天技術和基礎設施要最大限度地以可補償、無幹擾、公平的方式供商業使用。

這是如此大力度的政策扶持下，讓美國私營航天企業在這十幾年如雨後春筍一般出現，SpaceX、軌道科學公司、藍色起源等都是藉此「東風」發展起來的。很多人說SpaceX之所以發展那麼快，是因為用了NASA的技術，就是因為這一點。

2004年，小布希政府正式推出了商業載人航天飛行項目(Commercial Crew Program)，將以往航天飛行的「舉國體制」轉為業務外包給國內私營公司，刺激商業航空行業競爭，這也成了SpaceX的轉折點。

2002年成立後很長一段時間，SpaceX在大多數人眼中的形象和賈躍亭的樂視相似，是個「騙子」公司。對於馬斯克提出的可重複使用低成本火箭，絕大多數人認為是吹牛畫餅，不可能實現。

之後，SpaceX首先推出的「獵鷹1號」火箭發射5次，只成功2次，40%的成功率一時成為業界笑柄，就連中國網際網路唱衰的聲音都不絕於耳。不過從2010年推出後來大獲成功的「獵鷹9號」開始，SpaceX的實力凸顯，口碑迅速扭轉。馬斯克開始從眾人眼中的「騙子」變成了「人類的希望」。

到競標結束的2014年，「獵鷹9號」已經發射13次，成功12次。雖然在航天領域，92%的成功率依然算不上高，但其發展的勢頭是非常明顯的。除此以外，「獵鷹9號」和他們的第1代「龍」飛船也為NASA執行了多次貨運航天飛行訂單，幫助一度陷入破產境地的SpaceX起死回生。

SpaceX的實力最終為他們贏得了項目。他們的「龍2」(也就是後來的「載人龍」)飛船方案和波音的「星際航線」(CST-100，後來的Starliner)一起，擊敗此前呼聲最高的2個對手——Sierra Nevada的「追夢者」(Dream Chaser)和貝佐斯旗下藍色起源的「太空車」(Space Vehicle)，瓜分了總計68億美元的載人航天項目合同。

不過在當時，NASA顯然還是更看好有著豐厚底蘊的波音，在68億美元合約中，43億美元給了波音，SpaceX只拿到25億。加上之前的合約，波音從NASA拿到了48.2億美元的合同，SpaceX拿到了31.4億美元。

讓人意想不到的是，SpaceX在這件事上又創造了冷門。

他們以極快的進度，先是在2015年5月成功進行發射臺逃逸試驗，然後在當年11月完成了「載人龍」飛船的懸停飛行試驗，非常早地完成了設計工作。

2019年3月2日，SpaceX從甘迺迪航天中心LC-39A發射臺首次將「載人龍」飛船送入太空，執行首次無人演示任務。在發射的27小時後，載人龍飛船成功自主對接國際空間站並順利返回地球。

2020年1月19日，「載人龍」飛船順完成「發射中逃逸試驗」。為了驗證返回艙逃逸系統的安全性，SpaceX甚至在發射過程中主動炸掉了價值3.4億的火箭。

相較而言，波音就非常「拉胯」。他們拿著NASA更多的資助，試飛時間卻比SpaceX晚了半年多。不僅如此，在去年12月的試飛中，飛船還發生了軟體問題(時間偏差了11個小時)導致嚴重偏離軌道，沒有抵達太空站位置，最終因為燃料不足被迫返回的奇葩事故。

不僅如此，據NSF報導，飛船在任務中因為密封面的螺栓連接和空氣循環系統的問題，加壓艙其實一直在輕微漏氣。

今年早些時候，美國宇航局對有缺陷的試飛進行了審查，確定了波音公司將在Starliner上解決的61項「糾正措施」。7月7日，美國國家航空航天局(NASA)宣布，經過第二次審核後，該數字又增加了19次，共計80次。

這次「載人龍」飛船載人試驗的圓滿成功，後續影響是很大的。在NASA的合作夥伴列表中，SpaceX如今已經明顯領先于波音，有望在未來的大合同中拿走大頭。而NASA的登月項目中標沒有了波音的身影。更為打擊的是，NASA宣布要對波音進行全面的安全審核。

值得一提的是，這次試驗還完成了一件有意義的事。

2011年，美國最後一架太空梭退役時，NASA將一面美國國旗留在了國際空間站裡，上面寫著「這面國旗只有從美國本土起飛的太空人才能取下帶回地球」。也就是說，只能等到美國下一款載人太空飛行器把太空人從美國本土送上國際空間站時，這面美國國旗才能重返地球。或許美國人也沒想到，這一等就是9年時間。

另外，9年前親手把這面國旗留在國際空間站上的，正是本次試驗飛行的太空人赫爾利。

真正的物美價廉

那麼，到底是什麼原因，讓「載人龍」飛船獲得了NASA的青睞呢?

1、便宜

前面說到，俄羅斯「聯盟號」目前的報價是8100萬美元，波音的「星際航線」更高，要9000萬美元，而馬斯克在獲悉波音的報價後表示，「載人龍」飛船1次載人任務報價預計僅為1.6億美元，每個座位的價格只需要5500萬美元，低了40%。

為了做到這一點，SpaceX做了很多大刀闊斧的改變。

首先是大膽砍掉了過往載人火箭使用的逃逸塔。在傳統載人飛船上，頭頂都會有尖尖的一塊，這就是逃逸塔。它主要負責發射前和發射後2分鐘左右的太空人安全，在成功升空後，作為死重，這塊要被拋掉。顯然，每次都重新製造這麼一個使用率不高的大件，非常影響成本控制。

SpaceX選擇取消了這一設計，轉而直接在飛船上布置了8個發動機一旦點火將瞬間產生巨大推力，將飛船帶離火箭。這種設計下，逃逸用的發動機可以隨飛船返回地球，經過檢修即可繼續使用，極大節省了成本。

此外，這種發動機在返回地球時，還可以作為反推發動機使用，其每個發動機7噸的推力完全夠用，甚至就算失效一半也能降落。一旦發動機出現異常，則啟動傳統降落傘作為著陸方式，載人龍設計有4個降落傘，傘傘之間互為備份，即使1個到2個傘失效仍可降落。

事實上，一開始SpaceX就是如此打算的，但是被太空梭嚇壞的NASA要求SpaceX協商後砍掉了這項設計，轉而使用傳統、成熟的傘降落海回收。

另外還要考慮到，其運載火箭「獵鷹9號」也是成熟的復用產品，「二手火箭」+「二手飛船」的組合無疑是省錢的最佳利器。

節約成本的另一項舉措是通用化設計。事實上，「載人龍」飛船隻是「龍2」飛船的其中一個型號，另外一個則是「貨運龍」(Cargo Dragon)。二者有什麼區別呢?「載人龍」飛船的座椅拆掉就是「貨運龍」。

2、運力強大

「載人龍」飛船的內部加壓空間有9.3立方米，集中在一個艙段裡，非加壓貨運艙段也有12.1立方米。飛船有7個座位(載人龍飛船NASA版本的只有4人座位)，和太空梭搭載的太空人數量相同。我國5月5日測試的「新一代載人飛船」也將搭載7名太空人。

一張圖片可以看得非常清楚：

（來源於微博@Memorian-QN）

在改裝成貨運飛船後，其9.5噸的運力高於我國此前的「神舟」飛船，雖然低於「星際航線」的13噸，但考慮到成本，性價比還是很高的。

3、安全

NASA對商業載人航天項目的安全性提出了要求：每500次任務，飛船最多只能損失1位太空人，也就是損失比不超過1:500。考慮到最長210天的任務周期和各種太空意外，總指標是1:270。對比起之前的產品，太空梭項目要求為1:90(實際2/135)，俄羅斯聯盟號飛船要求是1:110(實際1/87)。

由於砍掉了逃逸塔，轉而採用在返回艙安裝逃逸發動機的做法，「載人龍」飛船的安全性此前一度受到質疑。在去年4月，執行完首次無人試飛的飛船在一次逃逸發動機的靜態點火試驗中發生劇烈爆炸，飛船全毀，更是讓這一設計備受批評。

不過，在針對性改進後，問題基本上已經得到了解決。為了證明這一點，SpaceX還曾主動炸掉了一枚火箭。在今年1月的逃逸測試中，飛船主動啟動緊急逃逸飛離火箭，隨後運載火箭「獵鷹9號」在空中凌空解體爆炸。

4、全新設計

之所以說「載人龍」飛船是全球航天系統的裡程碑，除了上述一些大的改動，在一些細節上，飛船也使用了引領未來的創新甚至顛覆性設計。

比如在操作界面上，「載人龍」一改傳統飛船(甚至波音的「星際航線」也採用了)大量儀表加按鈕、開關結合的複雜設計，全面採用大尺寸觸控界面操作方式。航天員面前的3塊大屏幕，將幾乎所有內容井井有條地呈現在其面前，顯示內容可自由切換，互為備份。

飛船目前設計僅保留有38個實體開關和按鍵，作為應對極端情況的最低限度控制面板。

與乘員操作界面大幅簡化適配的，是乘員需要操作的內容大幅減少。「載人龍」使用了有歷以來最安全，也是最先進的系統。「載人龍」可以實現由電腦操縱的的完全自動駕駛，全自動對接空間站、全自動處理各種意外狀況，這一切全部是在飛行控制中心與太空人監控下的，同時也可以切換成為手動操縱。

另外一個顯著革新是在航天服上。與傳統航天服不同，SpaceX特別聘請了時尚設計師進行外觀設計，馬斯克還親自參與設計了，在維持安全性水平的前提下進行了輕量化設計。此外，艙內航天服還選用了定製化的3D列印頭盔，可以定製化設計，內置麥克風，航天服本身採用阻燃外層材料，鞋部增設了與座椅腳蹬的固定機構。

總的來說，SpaceX此次任務標誌著人類載人航天一個嶄新的時代開始：一個商業航天公司成為第4位玩家，它獨立並全面掌握了載人航天最重要的運載火箭、貨運飛船和載人飛船等環節。

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