上火星的錢不夠了？SpaceX期望政府資助其完全可重複使用的「火星火箭」研發！

原標題：上火星的錢不夠了？SpaceX期望政府資助其完全可重複使用的「火星火箭」研發！

主頁君說

SpaceX的COO格溫·肖特維爾（Gwynne Shotwell）在11月16日舉行的NewSpace Europe會議上發言時指出，她期望SpaceX能夠獲得美國政府的額外資金，以支持公司正在研發的新一代大型可完全重複使用的發射系統（也就是我們熟知的BFR）。由於肖特維爾是公司的COO（Chief Operating Officer），相對於「滿嘴跑火車」的馬斯克本人來說，她的發言可信性更高，比如其曾在年初發言將實現兩周一發的發射頻率，而截至年底公司已基本實現了當初所言，全年發射總數有望達到20發。今天我們就來看看SpaceX究竟想怎麼給他的「火星大夢」化緣。

格溫·肖特維爾的照片……這張不錯，就這個吧

其實，目前SpaceX已經獲得美國空軍的資助，支持其液氧甲烷發動機「猛禽」（Raptor）的發展，「猛禽」將為BFR（Big Falcon Rocket）（官方從未正式公開過這個縮寫的全文，但據稱是Big Falcon Rocket，網友又經常戲稱之為Big Fuc*** Rocket）提供動力，而可重複使用的大型飛船則被稱之為BFS或Big Falcon Spaceship。

在BFR首射成功之前，這款近地軌道運力高達150噸級別的運載火箭很難在商業市場上拿到訂單，因為目前商業上比較成功的現役運載火箭運力基本只有BFR的十分之一左右

肖特維爾稱美國政府會對BFR所具有的「巨大運力」感興趣，她說到「而且我確實看到，我們有機會從政府手中獲得一些BFR和BFS的研發資金。」她補充說，但火箭的研發工作並不完全取決於政府的資助。結合之前的發言可以推測這句話的意思是即使沒有資助，也不會放棄研發，但BFR無論是從技術跨度、運力水平、硬體需求來看，作為一款實實在在的重型運載火箭（一般指近地軌道運力在50噸以上的運載火箭），其研發經費遠非一家僅有7000名員工（本月的最新數據）的私人企業所能獨立承受，在拉不到商業訂單的前提下，公私合營是一個合理思路。

我們簡單統計了一下目前在研和規劃中的重型火箭列表，其實和冷戰時期如出一轍，百噸以上級別依然是典型的「大國玩具」，BFR是唯一例外

其實肖特維爾所說的這種資助行為已經實施很久了，比如美國空軍的發射服務協議（U.S. Air Force』s Launch Services Agreement）競標，該競標意在向部分航天公司提供獎勵，以資助這些公司的原型（Phototype）發射系統的發展，直到初始的測試性發射（initial test flights），以結束美國對宇宙神5火箭（Atlas5）和俄羅斯製造的RD-180發動機的依賴。美國出於國家安全的考慮，已經計劃在2022年後禁止採用俄羅斯火箭發動機發射任何「國家安全載荷」（national security payloads），這對ULA現役主力火箭宇宙神5是一個毀滅性的打擊。

肖特維爾在談話後說，BFR可以用來發射一些在2020年由空軍設想的最重的國家安全載荷。她說，不過大部分有效載荷都可以由現有的獵鷹9和重型獵鷹火箭發射，而重型獵鷹火箭將於今年年末首次發射。（其實現在從實際進度來看，估計是要推遲到明年）

不過我這個人想像力比較差，實在想不到有什麼「國家安全載荷」需要這麼大的火箭來送，這跟NASA給SLS強行找活其實貌似沒什麼本質的區別

去年，美國空軍通過一項名為「其他交易協議」（Other Transaction Agreements）的成本分攤（cost-sharing arrangement，空軍和SpaceX各掏一部分）方式安排向SpaceX提供了資助，以支持「猛禽」發動機的研發。原來空軍的資助是3360萬美元，上個月這個服務又追加了4070萬美元，用於協助額外的研發工作。

為應對近期傳出的德州測試場爆炸傳聞，SpaceX放出了其德州測試場的宣傳視頻，發生爆炸的試車台就在視頻中，猛禽則在最後

這就是發生爆炸後的試車台（右側），左側受損很小，很快就能恢復，右側需要數周時間進行修復

試車台爆炸前後的對比，看起來沒那麼「毀滅性」是么？所以最先爆料的華盛頓郵報顯然有些「帶節奏了」，想把這次事故渲染成又一次Amos-6，大家不要忘了，華盛頓郵報現在可是貝光頭的了（貝光頭：傑夫·貝索斯，亞馬遜和藍色起源創始人，目前世界首富），中國有句老話——同行都是冤家啊

藍色起源作為SpaceX最強勁的對手，也是來勢洶洶，不僅近期正式點火試車了BE-4引擎，而且其卡角的火箭工廠也已經接近完工

肖特維爾說，NASA的商業軌道運輸服務（COTS）計劃（也就是我們熟知的CRS國際空間站貨運補給任務）證明了這種公私合作模式的優勢，該計劃向軌道ATK和SpaceX提供了受到資助的研發協議，以開發商業貨物運輸系統。而對於SpaceX而言，這催生了獵鷹9和龍飛船的研發和成熟，也為後續SpaceX的各種研發計劃打下了堅實的基礎，乃至可以說當年這一紙救危難於水火之間的合同拯救了SpaceX。

這是一篇NASA發布的評估報告，可以算作是對6年來商業航天對NASA經費作用的一次總結

我們摘出報告中的一些部分，可以得出不少有趣的結論。首先選用商業公司來執行國際空間貨運補給，一方面是填補太空梭退役後造成的空白，也是為了進一步節省NASA本就捉襟見肘的年度經費預算，近兩年來NASA的年度經費基本在200億內徘徊，攤子越來越大，但經費總額卻未見大幅增長，少花錢多辦事兒依然是重中之重，而顯然COTS項目不負眾望。其中SpaceX的每千克載荷運費僅為太空梭時代的一半！

表1：COTS項目承運方和太空梭的每千克運費對比表

表2：發射費用列表（per unit）

說起仍在研發之中的載人龍飛船，肖特維爾表示，她相信公司能夠在2018年完成既定的無人演示發射（Demo）和首次載人發射，其實還有一次發射中逃逸實驗。但其實這種發言反倒是一種示弱，因為年中現有版本獵鷹9火箭所採用的梅林-1D發動機曾被爆出其渦輪泵存在潛在的裂紋風險，在載人發射中可能會危及航天員安全。而NASA是深度參與到了二代載人龍飛船的研發過程中，把控著各種關鍵技術方案和研發里程碑。其中最為嚴格和苛刻的一個參數之一就是「成員損失率」（Loss of Crew，簡稱LOC），NASA對兩家公司新一代飛船在返回地球過程中的LOC率要求遠高於所有人類已有的載人航天器。當然這是有原因的，2003年2月1日，哥倫比亞號太空梭在返回地球過程中發生事故解體，7名航天員不幸遇難。NASA背負了巨大的輿論和政治壓力，已經不能承受再一次失去宇航員的傷痛和損失。同時也催生了NASA對載人航天器近乎「變態」的安全性要求。

目前主流載人航天器的LOC率統計，之前NASA要求載人龍和CST-100達到千分之一的LOC，但是發現兩家都做不到，於是放水到1/270，但這仍然遠低於目前所有已有載人航天器，可謂相當苛刻（cmj9808供圖）

因此NASA勒令SpaceX在新版本的Block5型火箭中徹底解決渦輪泵的裂紋隱患，雖然這種隱患截至目前從未導致過任何事故。因此Block5構型的獵鷹5火箭基本已經被NASA「欽定」為載人龍的「御用」火箭，所以該型發動機進度上的任何波折和拖延，都會拖累載人龍。本月初的這次測試爆炸雖然是發動機在「非點火狀態」下發生的，對硬體設施也並無太大破壞，但必定會對Block5和載人龍的進度產生負面影響，因此我個人認為明年載人龍的無人演示發射依然能夠實現（目前暫定2018年4月），但是載人發射有可能要推遲到2019年。

其實載人龍還是很有看點的，就沖這身新式艙內航天服就值得關注，右側為後太空梭時代所使用的ACES（Advanced Crew Escape Suit）艙內航天服

在二月份，SpaceX曾宣布計劃在2018年下半年派遣兩名付費客戶採用重型獵鷹火箭和載人龍飛船進行一次繞月旅行。該公司自公告以來沒有提供該項目的最新情況，「我沒有任何更新」肖特維爾說，但補充說，對這次飛行感興趣的人比她預期的要多。 「最令人驚訝的是，有這麼多的人想要去做這件事，而且似乎有這樣的能力」。說白了，肖特維爾的意思我個人推測是「我真的很驚訝有錢有不怕死的人這麼多！」，而事實上這個任務基本是鐵定要推遲了。還是我個人認為，推遲到2019年7月20日是一個非常好的日期。你知道為什麼嗎？

近期的每次發射中，細心的朋友都會發現TLE上多了些東西，也就是說重型獵鷹真的快了，雖然還會推遲，但是真的不遠了

說起月球，由於近月載人空間站「深空之門」（Deep Space Gateway）的日漸成型，所以月球將在近10年內成為美國的首要目標，所以BFR要想獲得資助，勢必要迎合NASA近幾年的月球大夢。不出意料。肖特維爾表示公司將會使BFR可以用於NASA的月球任務和永久性基地建設，從而獲得NASA的相關資助。當然，SpaceX夢總是很美，但現實非常殘酷，這一輪「月球火箭競賽」遠非2012年的CRS時代，現在不僅對手更多，而且實力更強，首先就是國家隊的太空發射系統（SLS），SLS在設計伊始便劍指深空，而且作為NASA的「親兒子」，必然要得到充分的經費「資瓷」；而聯合發射聯盟的「火神」運載火箭，憑藉著一級的BE-4發動機和全新的ACES上面級，也是來勢洶洶；更不要提「世界首富」貝光頭手中的「新格倫」運載火箭，那也是一年砸10億美金不眨眼的主；當然最搞笑的對手是自己家的重型獵鷹火箭，到時候出現「大水沖了龍王廟」的情況並非不可能，如果屆時NASA點名已經成熟的重型獵鷹火箭，而拒絕撒錢給BFR也是完全可能的（囧）。而BFR由於其設計指標過高，運力過大，深空任務必須通過在軌加註（但不排除在BFS內加裝一次性上面級的可能），加之火箭在2020年後何時才能首飛，何時成熟都是未知數，能得到NASA大力資助的可能並不那麼光明！

其實SpaceX在這裡又玩兒了一次避重就輕的文字遊戲，簡單的模擬計算就可以知道，BFR發射BFS去月球所用的在軌加註次數並非圖中所畫的一次，TLI的Dv量大家心知肚明

BFS真不適合干這事兒，真心的。。。

當然被推上風口浪尖的遠不止BFR和BFS，SLS也面臨著同樣的「資金危機」。近期，SLS因為近乎毫無意外的資金超支和進度拖延，又開始向NASA和國會哭窮，一邊聲稱首次發射時間將推遲到不早於2019年12月（甚至要大概率推遲到2020年6月），另一邊聲稱資金的裕量不足，希望繼續追加投入。實際上由於SLS和獵戶座飛船已經基本綁架了NASA，這個項目無論如何也要走下去，這才給了波音和洛克希德馬丁肆無忌憚拖期和超支的底氣。但是政府也並非全無反應，SpaceNews近期的報道就聲稱，眾議院科學委員會主席在得到SLS繼續延期的通知後表示，他認為項目延遲「令人失望」，並警告說進一步的問題可能會損害國會的支持。並表示這兩家以後的拖期和超支越嚴重，政府對於「其他選項」（原文：other options）的扶植力度就會更大，言外之意就是——你倆掂量著辦！

所以說BFR究竟能不能要到錢，能要到多少，變數還很多呢！

當然我們還是但願BFR和BFS能夠要到錢，並且儘快成真

（全文完）

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