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我對商業航天的一些思考(四)

前言


本期是第四期,作者將結合自己的職業生涯繼續講述商業航天2.0時代的故事,主要介紹兩款空前成功但命運坎坷的運載火箭,還有隨之得出的血淚教訓和當時尚在萌芽之中攪局者。

本文作者:喬治?索爾斯(George Sowers),曾任美國聯合發射聯盟(ULA)發射服務部副總裁,2017年退休後創辦了索爾斯航天諮詢公司,本文由放假的FP翻譯全文。


往期鏈接:


我對商業航天的一些思考(一)、


我對商業航天的一些思考(二)、


我對商業航天的一些思考(三)


商業航天2.0時代的遺產——美國空軍EELV項目




1994年,由湯姆?穆爾曼將軍(Tom Moorman)領導的一個小組為處理軍方太空發射系統過於老化和昂貴的問題,進行了一項研究,

並由此發布了著名的穆爾曼報告

。根據該報告提出的建議,

美國空軍的EELV

(Evolved Expendable Launch Vehicle,漸進發展式一次性發射運載火箭系統,下稱EELV)

項目正式開張

。 



EELV丑Logo


在此之前,軍方會根據載荷的大小選擇合適的運載火箭。類似GPS這種的小衛星,軍方會選擇使用小運載德爾塔2,巨型偵查星使用泰坦,而阿特拉斯(

Atlas,本號以往常採用意譯名「宇宙神」,本文遵循原譯者,主頁君注

)則用於發射大小介於上述兩者之間的合適載荷。




德爾塔攜帶GPS IIR-8升空



在穆爾曼報告中,為解決當時發射載具過於昂貴的問題,他提出了四種方案。

一是保持現有系統不變;二是發展更新現有系統;三是開發一型新的一次性運載火箭系統;四是開發一型新的可重複使用運載系統

。結果大家也已經知道了,

空軍選擇了第二種方案




1995年,空軍發布了第一版徵求意見書,其中有4家公司獲得了為期15個月的研究合同。四家公司分別是,洛馬,波音,道格拉斯和ATK。合同寫明,

只能有一家公司成為最後的贏家




1996年12月,EELV項目研究進入了第二階段。洛克希德·馬丁和麥克唐納?道格拉斯開始為爭奪6000萬美元的前工程製造合同打的不可開交。也正是在前工程製造階段,我加入到了洛馬EELV項目的研發中去。



我們的這個用於競爭EELV合同的新阿特拉斯項目是基於俄羅斯RD-180發動機開發,

其中的核心是由全新的CCB芯級(Common Core Booster,類似現役德爾塔4的三芯捆綁CBC)帶來的完全模塊化可通用設計

。 




阿特拉斯2010版手冊中的重型阿特拉斯(目前依舊是PPT)


在設計研討的第一階段里,我們的設計師為了使重型阿特拉斯(三芯捆綁)的運力能滿足空軍的上限軌道運力要求,不擇手段。然而,一直到前工程製造階段,阿特拉斯方案嚴重的運力不足問題仍然沒有被真正重視起來。在合同真正授予洛馬之後,空軍意識到了這個問題的嚴重性,威脅我們要是不解決這個問題,他們就會取消合同的執行。 




重型阿特拉斯拆解


隨後,洛馬意識到了這個問題的嚴重性,並且重組了項目管理團隊。在進入這個團隊後,我的第一項工作就是救火——新阿特拉斯運載能力的應急優化。




1997年,

面對業界對於商業航天的樂觀情緒以及低軌道大型星座商業化的刺激,空軍決定保留兩名EELV項目的最終中標者

。由此,

原定的16億美元項目合同將由兩家瓜分——每家分別獲得5億美元的發展合同

。這意味著,我們兩家需要動用私人資金去填補這個項目總投資的缺口。顯然,這樣的方案對於洛馬和波音(波音剛剛買下了麥克唐納?道格拉斯公司)來說,毫無吸引力。




其中有一位我熟悉的洛馬高管,曾經對新阿特拉斯項目抱怨不休。但後來,他被要求去優先發展這個項目,或者去搞風險更大但是錢更多的F-22項目(

呃。。。跨度有點兒大。。。主頁君注

)。是的,

我們當時的這些人,已經完全沉醉在低軌道星座龐大市場的這個美夢中了

。我們沒有時間,去好好計算這個商業模式的合理性,項目就已經上馬了。




1998年6月,洛馬和波音正式被分別授予了5億美元的項目發展合同。這些合同都是在FAR的OTA(Other Transaction Authority)框架下運作。對於

這種合同模式,客戶只制定了一些基本的性能要求,具體的產品細節由項目承包商自己去制定

。這種合同模式和後來NASA的空間站貨運合同也非常類似。




不久,

空軍正式向我們授予了28個發射意向

。其中,19次發射是給波音的,只有9次是給我們洛馬的。對於這個,我們洛馬人即震驚又失望。我們洛克希德有著大量的大型火箭發射經驗,我們曾經運營著美國唯二的大型火箭——阿特拉斯和泰坦;而波音,只玩過小火箭德爾塔2。 




曾經的王者——馬丁公司的泰坦



事實證明,當時波音公司提出的極低發射報價是建立在年發射量幾十次的基礎之上的。雖然洛馬也耍了這樣的小聰明,但在吹牛方面,我們還是更謹慎了一些。舉個例子,

當時波音在阿拉巴馬州建造了一座新的廠房用於製造德爾塔火箭,規模是年產40枚

。而我們洛馬工廠的指標是年產19枚。即便如此,這樣可笑的問題,表明了我們在市場分析方面的巨大失誤。 




阿拉巴馬的德爾塔工廠





德爾塔由滾裝貨輪從阿拉巴馬運到卡角或范登堡


在接下來的幾年裡,更多戲劇性的情節發生了。

由於沒有商業需求,洛馬和空軍重新談判了合同,取消了重型阿特拉斯構型的發展,並放棄了西海岸范登堡的發射能力

。而幸運女神再次眷顧波音,它獲得了重型運載火箭DIVH的測試飛行機會。 




重型阿特拉斯沒了,重型德爾塔活了下來



不幸的是,波音隨後被爆出醜聞,它在方案中以我們洛馬較低的發射報價來哄騙空軍的發射合同,這違反了《誠信採購法案》。

作為懲罰,空軍要求我們恢復西海岸的發射能力,並將一大筆西海岸發射合同授予了我們洛馬

。在此,你們應該可以想像的出我們兩家承包商之間的勾心鬥角。




阿特拉斯在西海岸SLC-3E的工位差一點就不再了



不管怎樣,運載火箭的開發方面進展很順利。2002年,阿特拉斯5型火箭由卡角基地的SLC-41發射工位首飛成功。這次首飛,

我們在第一次發射窗口的第一秒點燃了火箭

和近期某私營航天企業新型火箭首飛靜態點火推遲N多次形成鮮明對比,主頁君注

,由阿特拉斯攜帶的Eutelsat衛星成功的部署到軌道上。令人驚訝的是,事後的遙測數據分析表明,火箭在飛行過程中沒有任何問題,這在首飛火箭的歷史上,也是不多見的。




阿特拉斯5首射



那次,我接受了記者的採訪。我告訴她,首飛成功過程中,最難忘的是星箭分離後的集體歡呼。從那開始,我的職業生涯也開始騰飛,我成為了發射場集成部門的首席主管。




如果你願意聽的話,我們的故事可以一直講下去。2002年,

兩家公司的兩款運載火箭均首飛成功,這是一座雄偉的里程碑

。EELV項目的歷史一直延續到了今天,而且還將繼續發展下去。EELV的競爭日益激烈,我可能會在以後再講一些故事。




德爾塔4首射



從美國政府的角度看,EELV項目取得了巨大的成功。這個項目由兩型獨立的發射系統組成,

在合計12億的政府投資之下,他們都能獨立的發射大部分政府載荷

。同時在EELV這個項目框架下,

兩家承包商共計投入了約40億開發資金,相當於為納稅人節省了40億美元




這個項目里,所有的風險都是由承包商承擔。歷史證明,兩型發射系統在可靠性和準點率方面有著完美的戰績,

自首飛成功以後都各自保持了幾乎100%的成功率

。(

這個成功率的確是傲視群雄,不過隨著SpaceX的加入,EELV項目的不敗金身很有可能被呵呵掉,主頁君注

)同時也是一個讓納稅人受益的項目,按最初的28次發射報價來算,要比之前的同類型發射系統便宜了至少50%。




但是從我們承包商的角度看,事情並不是那麼的美好。為了開發這兩型運載火箭,我們這兩家都投入了巨大的資金,以期望在即將到來的商業航天市場爆炸中能分一杯羹。

然而到了2002年,隨著銥星,全球星的破產,低軌道星座泡沫已經破滅

。更糟糕的是,波音和洛馬都曾經期待能在這個市場里收回投資,以延續最初28次發射的低報價。禍不單行,28個訂單中的一些政府項目也經歷了無數的拖延,其中幾個項目的發射甚至拖了10來年。




總之,兩家都沒有一個明確的方案來止損。

在經歷四年的威脅退出市場以及統購統銷的鬧劇之後。洛馬和波音成立了壟斷性質的聯合發射聯盟ULA

。即便是在ULA這個框架下,

洛馬也是最近才收回了阿特拉斯的開發投資

。而隨著德爾塔的退市,

也許波音永遠也收不回投資了




巧合的是,

2002年也是太空探索技術公司SpaceX的元年

。隨著時間的推移,這個小公司將會成為下一波發射市場的破壞力量。這些留到以後再說了。 




2002年的SpaceX員工合影




攪局者太空叉來了


教訓4:在商業太空產業,

我們需要對市場分析保持懷疑

,吸取其他失敗案例的教訓,並做好商業模式失敗的準備(如教訓1)。當年,我們認為商業發射市場會在幾年裡擴大到4至5倍。然而我們是錯了,好在錯的不是我們一家。

經驗證明,如果你感覺這塊市場好得過頭了的話,那它就是一個美夢而已

。直到現在,當我看到一些市場分析表明我們的阿特拉斯和德爾塔有著極為廣闊的市場時,我仍然是不停搖頭。




更為糟糕的是,當我們之中的許多人面對著這樣一份好得過頭的調研報告時,

往往會認為我們可以獨佔這一塊市場

,進而壟斷報價。而殘酷的現實是,在一個健康的發射市場中,

必然充斥著多家競爭對手

,而其中的一些,佔據著得天獨厚的優勢,甚至不用對投資方負責,而且不以盈利為第一目標(回看教訓2)


(未完待續,作者似乎爛尾了,譯者已經出發去催了)


iPhone用戶打賞清掃這裡,打賞都將轉給譯者本人。



本作者往期相關文章:




  1. 我對商業航天的一些思考(一)



  2. 我對商業航天的一些思考(二)



  3. 我對商業航天的一些思考(三)



  4. SpaceX的短板究竟在哪裡?



  5. 火箭的群星閃耀時 ——世界主流液體運載火箭劃代討論



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  7. 我將會安於火星,但不是死於事故。——Elon Musk




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