求助马斯克实现载人飞行,NASA省了近300亿美元

2020年05月27日 08:15 次阅读 稿源:网易科技《知否》 条评论

当美国宇航局(NASA)的宇航员于当地时间5月27日搭乘SpaceX的载人龙飞船升空时,他们将不仅仅是进入太空,还将开启一个可能具有变革意义的新时代,因为此前没有任何私人公司将人类送入轨道。在取得这个重大成就过程中,NASA也节省了近300亿美元巨额预算。

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图:SpaceX载人龙飞船正在佛罗里达州肯尼迪航天中心39A发射台上蓄势待发

美国空军上校、NASA资深宇航员斯科特·霍洛维茨(Scott Horowitz) 曾帮助制定月球探测计划,名为“星座”(Constellation)。该计划中包括可将宇航员送入轨道的运载火箭“战神一号”(Ares I),以及供宇航员乘坐的飞船。战神一号将采用与航天飞机相同的技术,并将改进后的航天飞机固体火箭助推器作为其第一级。

霍洛维茨是NASA试图将太空飞行商业化的主要批评者之一。他后来提及,战神一号火箭的开发成本大约为4亿美元,与SpaceX猎鹰9号火箭实现首飞的费用相当。然而,霍洛维茨提到的4亿美元实际上并非战神一号的开发费用,而只是单个航天飞机固体火箭助推器试飞的成本。

那么,把斯科特所描述火箭送上发射台到底要花多少钱?在奥巴马总统敦促国会为私人航天器提供资金之前,NASA曾打算使用战神一号火箭和“猎户座”(Orion)飞船将宇航员送往空间站。2009年,NASA估计开发战神一号和猎户座将花费245亿美元。但当年晚些时候的一项独立分析发现,实际成本可能至少为345亿美元。

图2:NASA自己研发运载火箭与飞船系统与求助于私人公司开发系统的成本对比

其中,大部分(大概200亿美元)资金将用于战神一号火箭的开发。而在整个商业货运发展计划中,NASA最终只向SpaceX支付了3.96亿美元资金。并且这笔钱不仅仅专门用于研发火箭,还为货运龙飞船和佛罗里达州发射台的开发提供了资金。现代猎鹰9号火箭可以将23吨的重量送入近地轨道,这于斯科特火箭的运载能力相当,而后者的开发成本却是前者的50倍。

换句话说,当SpaceX开发出猎鹰9号火箭和货运龙飞船,并在卡纳维拉尔角建造了发射设施时,NASA的工程师们却仍在研发猎户座飞船、战神一号火箭和地面系统。最初被派到SpaceX负责商业太空货运项目的NASA工程师迈克·霍卡查克(Mike Horkachuck)说:“我们实际上是在做‘星座’计划要做的事情,但花费的资金却只相当于他们一个月的耗费。”

除了太空货运业务,NASA在载人飞行方面也借助了私人公司的帮助。总的来说,NASA向SpaceX和波音公司投资近50亿美元,将他们的载人龙飞船和星际线飞船(Starliner)系统送上发射台。NASA负责商业太空业务的经理菲尔·麦卡利斯特(Phil McAlister)指出,NASA原本计划在单个“战神一号-猎户座”系统上投入的资金,将是在私人火箭上发射的两艘不同飞船最终投资的七倍左右。

在NASA的商业供应商中,SpaceX取得的成就最大。在货运方面,它以更少的成本执行了更多的任务。作为载人飞行计划中,NASA付给波音公司的钱比SpaceX多50%。尽管如此,SpaceX仍比波音提前一年完成了载人龙飞船项目,而波音最早也要到明年春天才能完成载人飞行。反过来,SpaceX也从与NASA的合作中获得了巨大好处,无论是在经济上还是在安全载人飞行技术上。

NASA的商业太空飞行项目始于15年前,当时其局长迈克·格里芬(Mike Griffin)在这个新兴产业上押下赌注,以寻求向国际空间站运送货物的宇航员的多样化方案。格里芬承诺拿出5亿美元作为种子资金,用于帮助私人公司开发和制造新式航天器。SpaceX和轨道科学公司获得了首批“商业轨道运输服务”合同。自那以来,NASA商业太空项目不断扩张。

格里芬之前,在大型载人航天项目上,NASA的常见做法是工程师们确定需要什么,并选择承包商来建造它,然后用一式三份的文件来监控每个步骤的实施。这种做法不仅经常导致项目时间拖延,NASA也容易陷入成本超支的困境。如今,NASA只负责提出具体要求,承包商则负责设计来满足其需求。NASA将为这些服务支付固定费用。

得益于与SpaceX等私人公司在货物和载人运输方面取得的成功,NASA可能将合作模式继续保持下去。SpaceX已经赢得了向月球空间站Gateway运送货物的合同,并帮助开发月球着陆系统。

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