美國商業載人航天項目最新進展

引言

隨著近地空間實現大規模設施的建造部署、人的長期駐留等技術的日益成熟，以及可重複使用技術的快速發展，載人航天的商業化、產業化逐步具備條件。以美國商業公司為首的載人航天私營機構能力建設已初見成效。此外，美國還提出商業空間站計劃，並積極拓展月球以遠的商業探索模式。

1. 亞軌道商業載人航天項目

近年來，已有多家企業利用新研發的亞軌道飛行器，開展了以旅遊觀光為目的的亞軌道商業飛行，亞軌道飛行的商業運輸發展勢頭愈來愈猛。

2016年6月19日，美國藍源公司再次發射「新謝潑德」亞軌道飛行器，其推進模塊連續第四次實現了動力控制下的地面著陸，同時也試驗了飛行器的乘員艙的降落傘系統。2017年6月2日，NASA宣布授予藍源公司一份亞軌道研究飛行任務合同。2017年12月12日，該飛行器新型號首次試飛取得成功。此次「新謝潑德」飛行器使用的是新一代火箭和2.0版載人艙。

此外，施樂公司旗下的帕克研究中心（PARC）於2017年12月宣布與藍源公司開展合作，將利用PARC的技術創新能力和藍源公司的「新謝潑德」飛行器推動太空前沿技術研發，最終目標是在亞軌道飛行任務中搭載一項先進的技術研發實驗，並考慮如何使用下一代先進的航天系統為帕克研究中心的商業和政府合作夥伴提供支撐。

2. 近地軌道商業載人航天項目

（1）商業軌道運輸服務

商業乘員和貨物運輸項目包括「商業軌道運輸服務」（COTS）計劃、「商業補給服務」（CRS）和「商業乘員開發」計劃，均由NASA的商業乘員和貨物項目辦公室負責管理。「商業軌道運輸服務」計劃為貨物運輸計劃，向空間站提供貨物補給；「商業乘員開發」計劃於2009年啟動，是乘員運輸計劃。

商業軌道貨物運輸計劃。目前，美國主要依靠太空探索技術公司的「龍」（Dragon）飛船和軌道-ATK公司的「天鵝座」（Cygnus）飛船開展貨物運輸。2016年1月，NASA宣布第二輪商業補給服務競爭的獲勝者，太空探索技術公司、軌道-ATK公司和內華達山脈公司均獲合同，將從2019年起分別用「龍」飛船、「天鵝座」飛船和「追夢者」太空飛機為「國際空間站」提供貨物補給。目前將執行首飛任務的「追夢者」太空飛機正在製造中。

「追夢者」太空飛機

「商業乘員開發」計劃。2014年9月，NASA將「商業乘員運輸能力」（CCtCap）合同售出，由太空探索技術公司（獲得26億美元）和波音公司（獲得42億美元）共同為其執行「國際空間站」（ISS）載人運輸任務。2015年5月和11月，波音公司和太空探索技術公司分獲NASA「商業乘員運輸能力」合同第一份訂單，2015年12月波音公司獲第二份訂單。波音公司的「星際客船」目前正處于飛行硬體廣泛開發和多種運載系統測試階段，計劃於2018年第三季度進行非載人試驗飛行。

「星際客船」商用載人飛船

（2）低軌商業空間站

2016年4月11日，美國聯合發射聯盟（ULA）與畢格羅航空航天公司在「航天論壇」上宣布了一項合作協議，雙方將聯合建造新型商業化空間站，合作協議顯示，該公司將在2020年為美國聯合發射聯盟發射2艘全功能型B330太空艙，但目前該公司計劃擬於2019年底發射第一艘B330，第二艘B330則在2020-2021年發射。另有4個艙也將陸續建造。

（3）小衛星釋放、空間站試驗平台以及商業氣閘艙

納米架公司（NanoRacks）是首個提供空間站商業釋放微納衛星服務的公司，成立於2009年。公司剛成立時，主要進行納米支架模塊設計，這些模塊可與「國際空間站」的研究支架相匹配，用戶通過納米架公司的模塊進入空間，完成微重力研究實驗。後來推出進行生物學實驗的創新儀器（MixStix），與2台顯微鏡、1台酶標儀和離心分離機一起供研究使用。在這之前，納米架公司已在2016年5月與NASA簽署協議，計劃在「國際空間站」上安裝商業氣閘艙產品，在歷史上尚屬首次。波音公司與納米架公司聯合開發首個商業氣閘艙，對於國際空間站的商業開發具有顯著而重要的意義。

首個商業氣閘艙

3. 近地以遠商業載人航天項目

（1）太空旅遊

近年來，軌道-ATK公司、聯合發射聯盟（ULA）、太空探索技術公司等提出地月空間及載人火星探索規劃。2017年2月27日，太空探索技術公司宣布其新的計劃：於2018年下半年發射一艘載有兩名付費乘客的龍－2飛船進行繞月飛行。此次任務將在龍－2飛船與「國際空間站」試驗飛行演示驗證後進行，計劃於2018年8月完成一次無人試飛，2018年12月完成一次載人飛行任務。但近期，馬斯克在一次電話記者會上表示，「獵鷹重型」運載火箭將放棄載人計劃。因此，太空探索技術公司的載人繞月飛行計劃是否實施還將有待持續關注。

（2）私營公司參與建造「深空之門」

2017年3月，NASA提出了「深空之門」和「深空運輸站」計劃。「深空之門」（Deep Space Gateway）是規劃中將在21世紀20年代建成的有人照料地月空間站，將用作擬建「深空運輸站」（Deep Space Transport）的中轉補給站。為緩解經濟壓力同時推動技術創新，「深空之門」將以公私合作、國際合作的方式共同完成建造。未來私營公司也將積极參与NASA主導的「深空之門」計劃建造工作中。

（3）商業開發太空資源

太空資源開發目前面臨耗資大、風險高等難題，但美國仍有不少小型初創公司對此領域躍躍欲試。2015年11月，美國國會通過了《美國商業太空發射競爭法案》，規定美國個人或企業在小行星或月球上發現的任何物質，包括礦物質、水等，所有權和處置權均歸發現者。這一法案為商業開發太空資源鋪路，被稱作「美國對太空開發領導力的里程碑」。「深空工業」（Deep Space Industry）計劃在一些小行星上部署小衛星，用來評估礦物質儲量並收集樣本。2012年由谷歌公司創始人之一拉里·佩奇成立的行星資源公司（Planetary Resources）也稱「小行星採礦公司」。2015年，該公司的首顆衛星阿凱德－3R（Arkyd－3R）搭載「龍」飛船發射升空，阿凱德－3R衛星的目的是研究小行星，對小行星上的資源進行勘探。

4. 綜合分析

美國在「國際空間站」上推行的載人航天商業化的模式不僅能夠使NASA投入更多的精力到更加艱巨的任務中，如載人登火等，而且還能夠推進大量私人資本注入國內航天經濟。未來，「政府主導、商業公司參與」和最大化利用商業合作夥伴關係的模式將進一步深化，商業化將成為載人航天發展的支柱。

（1）未來美國載人航天發展將進入高度商業化階段

特朗普上台後多次強調要大力發展公私合作關係。未來可能將公私合作關係作為美國民用航天活動的基礎，在低地球軌道載人航天領域大力發展與私營公司的商業航天合作，在低地球軌道以遠的深空探索領域也在尋求合作的可能性。

特朗普政府2018年2月12日公布的2019財年預算案提出，2025年將停止為NASA提供「國際空間站」項目經費，從而將空間站的運營完全商業化，預算案還提出擬出資1.5億美元來「支持商業夥伴，鼓勵發展可供私用部門和NASA使用的能力」，以作為「國際空間站」繼續運營的手段。可以預見，美國政府對私營企業的大力扶持，使得特朗普任期內美國重返月球計劃實現的可能性將在多方競爭的形勢下得以大大提升，並且，未來美國的載人航天發展必將進入高度商業化的發展階段。

（2）「國際空間站」的商業開發建構商業航天新格局

近幾年，「國際空間站」成為繼火箭、衛星之後方案與效益都比較明確的商業航天新領地。隨著全球科技的發展與創新，進入空間以及在空間從事活動的能力也在不斷增強，方式方法也變得靈活。

美國政府曾多次明確表示將逐步退出低地球軌道的航天器的運作。政府的政策傾斜，極大地推動了私營航天公司的發展，大量小型航天公司依託傳統航天平台與工業能力不斷進行創新，NASA作為國家航天頂層機構，一直在採取實質性的舉措推進新格局的形成。

來源：《國際太空》2018年第3期

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