兩個超級富翁的航天競賽

+ 張雪松

兩個超級富翁的航天競賽

+ 張雪松

太空探索技術公司（SpaceX）今年進行了18次成功發射，發射量超過老對手聯合發射聯盟（ULA）。該公司的獵鷹九號火箭不僅運力大、價格便宜，一級回收復用也進行得有聲有色，今年連續三次“二手火箭”發射成功，要將人類送上火星的新BFR火箭也在國際宇航大會上正式公布。太空探索技術公司目前風頭正勁，但它也正迎來一個強勁的對手：藍色起源公司（Blue Origin)。

回收的新謝潑德火箭第一級

財大氣粗的商業航天創業者

藍色起源公司目前還沒有進行過哪怕一次軌道發射，僅有的幾次亞軌道發射，使用的不過是新謝潑德火箭——這種亞軌道商業旅游用的運載工具體形不大，要說亮點也就是BE-3液氧液氫發動機的使用和垂直降落回收的成功了。

不過，可不要小看藍色起源公司，它的 “爸爸”正是亞馬遜公司的老板貝佐斯，這位航天愛好者“自帶干糧”，確切說利用拋售亞馬遜公司股票的收入填入藍色起源公司（貝佐斯表示要每年出售“約10億美元”亞馬遜股票，為藍色起源籌集資金）。目前，藍色起源正在研制推力250噸級的BE-4型液氧甲烷發動機，這種高壓補燃循環液氧甲烷發動機早就得到了聯合發射聯盟的青睞，將用于未來的火神運載火箭。藍色起源公司研制BE-4當然不是為了賣發動機，而是為了研制自己的運載火箭。貝佐斯當年表示，將先研制一種小型火箭，然而正式參數披露后，大家悍然發現，這種貝佐斯眼里最小的、名為“新格倫”的運載火箭，近地軌道運載能力將達到45噸！要知道，太空探索技術公司的重型獵鷹，經過反復更改設計后，近地軌道運力也不過是63.8噸而已。

新格倫火箭與其它火箭對比圖

廠房中的BE-4發動機

設立在卡納維拉爾角的藍色起源新工廠

有貝佐斯的持續巨額投資，財大氣粗的藍色起源公司在火箭研制和指標上相當高大上。11月7日藍色起源公司的斯科特·亨德森在美國空軍第45聯隊做了公司前景展望報告，提到了藍色起源未來的發展計劃。

斯科特稱，雖然BE-4發動機室壓只有13.4兆帕，不算太高，但它繼承了藍色起源公司發動機一貫的高節流特色，推力可以在20%到100%之間調節。這樣的節流能力已經超過了太空探索技術公司以高節流著稱的梅林（Merlin）發動機，更別說俄羅斯的RD-180發動機了。藍色起源公司的新格倫火箭要實現垂直降落， BE-4發動機的高節流能力貢獻很大。值得一提的是，斯科特表示，BE-4發動機無需使用專門提純的甲烷，而是直接使用商用液化天燃氣，這將極大的降低燃料成本。

為何會計較高純甲烷和液化天然氣這點成本差距呢？當然是重復使用的需求了（重復使用方案中，燃料成本在總發射成本中占比將大大增加）。新格倫火箭還未正式問世就已經有了6次發射合同，但斯科特表示未來只會生產3-4枚新格倫火箭的第一級，將來要靠重復使用第一級來滿足多次的發射需求，每個第一級重復使用至少100次，這實在是駭人聽聞。既然新格倫火箭從一開始就給自己設定了高復用標準，那么燃料上的成本差距自然也就需要認真考慮了。

藍色起源公司還在卡納維拉爾角改建LC36發射工位，并在附近興建新格倫火箭制造工廠和發動機測試設施，當然也少不了測控設施的建造。能夠如此“大興土木”還是因為背后有一個靠譜老板的支持。今年，貝佐斯已經賣了近20億美元的亞馬遜股票，用于充實藍色起源公司的現金流。

藍色起源公司的設施也足以令同行垂涎：人們對太空探索技術公司獵鷹九號火箭海上降落的回收平臺肯定有深刻印象，但這兩個擁有相當有趣名字的平臺，與藍色起源公司將于明年亮相卡納維拉爾角港口的萬噸級貨輪改裝而來的大型海上回收平臺相比，就是小巫見大巫。

新格倫火箭第一級在大型海上回收平臺上降落的效果圖

太空探索技術公司進行的海上回收。

藍色起源公司的卡角工廠還將擁有全世界最大的攪拌摩擦焊焊機，連NASA的SLS火箭所用的焊機都要甘拜下風。藍色起源公司將火箭制造、測試、發射和測控的主要設施都布置在卡納維拉爾角，緊湊的綜合布局也節省了周轉周期與效率，有助于進一步降低成本。

小步慢跑VS一步到位

藍色起源公司的新格倫火箭暫定在2020年進行首次發射，這將對太空探索技術公司造成巨大的競爭壓力。貝佐斯和馬斯克這兩位億萬富翁的航天競賽還剛剛開始，不過他們的風格截然不同。

馬斯克的荷包遠沒有貝佐斯豐厚，太空探索技術公司仍處于忙于賺錢生存的狀態。馬斯克的風格是我們熟悉的“小步快跑”，當年30噸級的梅林一號發動機和獵鷹一號火箭就把他的錢折騰得夠嗆，三次發射失敗后幾乎走在破產邊緣，幸好第四次發射成功，迅速打開了局面。馬斯克的公司精于迭代式快速改進更新和提高，這一點在獵鷹九號火箭上表現得特別明顯：

獵鷹九號最開始使用梅林一號C發動機，沒有復用能力，近地軌道運力10噸，同步轉移軌道運力4.5噸；隨后獵鷹九號V1.1使用梅林一號D發動機，并開始一級回收試驗，運力也提高到13/4.8噸；獵鷹九號成熟后該公司又推出了大改的V1.1FT型號，運力提高到22.8/8.3噸，并在首次發射中實現了陸上垂直降落回收。彼時，雖然馬斯克不時提到100次復用的憧憬，但他們對回收能做到什么程度，能復用幾次可以說并沒有多少信心。即使到了今天，一共19次火箭一級回收成功，但也只認為能復用2-3次，未來最新的Block5型號獵鷹九號火箭，復用指標也只是12次而已。至于100次甚至1000次的重復復用，仍是一個遙遠的奮斗目標。

而貝佐斯作為這個世界上最有錢的人之一（今年曾短暫登上全球富豪榜榜首），他的藍色起源公司“不差錢”，走的是“一步到位”的高大上路線。新格倫火箭直徑7米、長度80多米，同步轉移軌道運力達到13噸，研制費用25億美元，全是貝佐斯自己掏錢。

新格倫火箭發射回收示意繪畫作品

BE-4發動機進行熱點火

新格倫火箭要一步到位地實現復用100次的目標，即使打二折也要重復使用20次，比馬斯克2013年開始小步快跑了5年達到的獵鷹九號Block 5還要多。要知道在新格倫之前，藍色起源研制的火箭只有新謝潑德，它只是一種10多米高度的亞軌道小火箭而已，這樣的技術跨度不能說不大。

藍色起源公司的火箭發動機研制跨度也很大，BE-2還只是一種約14噸推力的雙氧水/煤油發動機，BE-3就是一種約50噸推力的液氧液氫發動機，BE-4更是躍進到250噸推力的高壓補燃液氧甲烷發動機。BE-3在新謝潑德上試驗表現相當出色，BE-4剛剛進行了首次熱點火，看起來他們不僅有個土豪老板，技術團隊也相當精干強力，期待這群“瘋子和天才”能在新格倫火箭上繼續逆天！

馬斯克和貝佐斯，這兩位億萬富翁各有自己的商業航天公司，雖然身家的不同帶來了不同的發展策略，但最多3年后他們就將同場競技，共同推動世界商業航天發射市場的迅速發展。我們作為旁觀者，通過對比他們策略不同、分析得失利弊，相信對中國商業航天的發展，是有借鑒價值的。