SpaceX跨出商業航天載入史冊的一步

美國東部時間9月12日7時58分，馬斯克的太空探索技術公司（SpaceX）進行的人類首次商業太空行走計劃，在人類航天史上留下了里程碑的一幕：億萬富豪艾薩克曼與SpaceX工程師莎拉·吉利斯穿戴著SpaceX公司研發的艙外航天服，在距離地表700公里處，爬出載人“龍”飛船，完成輪流出艙活動，進行了約20分鐘太空行走——盡管兩人只是打開艙門，分別讓上半身出艙停留了10多分鐘。

這是全球首次由非官方職業宇航員進行的商業太空行走。看似不復雜，可實際上已經是目前商業航天領域能夠到達的最高水平。自1965年以來，人類已經完成的太空行走大概是400多次，平均每年不到8次，這足以體現出此次商業太空行走的重要意義。

此前一天的9月11日，由我國企業自主研發的朱雀三號可重復使用火箭，成功完成10公里級垂直起降返回飛行試驗，為將來實現大運力、低成本、高頻次、可重復使用的航天發射邁出關鍵一步。

中美兩國幾乎同時間，都在商業航天領域取得了新的突破，可喜可賀。不過必須承認的是，以馬斯克的SpaceX為代表的美國商業航天發展，在全球處于絕對領先地位。2023年SpaceX發射火箭98次，占全球火箭發射次數的44.34%，SpaceX發射質量達到1195噸，全球占比80%。從歐美商業航天發展的軌跡中，或許能給中國商業航天的崛起提供一些經驗與啟示。

載入史冊的太空行走

SpaceX進行的人類首次商業太空行走計劃，代號為“北極星黎明”。 9月10日，4名航天員乘坐載人“龍”飛船升空，展開為期五天的飛行計劃，其中最受關注的就是其飛行高度和首次商業太空行走。

這是“龍”飛船截至目前第5次商業任務，也是風險最高的一次。據SpaceX介紹，進入太空后，太空船以橢圓形軌道繞行地球，飛行期間最接近地球的距離為190公里，最遠的距離為1400公里，這是國際空間站離地高度的3倍以上，也是自從1972年阿波羅登月計劃結束以來人類離地球最遠的距離。

飛行期間，“北極星黎明號”將圍繞范艾倫輻射帶，即近地空間中環繞地球的巨型“輪胎狀”高能粒子輻射層，收集醫療數據，以便更好地了解外太空輻射環境對人體的影響。此次任務的重頭戲，則是第3天在距離地表700公里處進行的約20分鐘太空行走。

10日進入太空后，“北極星黎明號”機組人員立即開始“預呼吸”過程，包括漸降低“龍”飛船艙室壓力并增加氧氣濃度，為太空行走做準備。這種操作類似潛水員為避免“減壓病”而采取的措施，以從血液中清除氮氣。這樣當機組人員暴露在太空真空中時，氮氣不會在他們的血液中形成可致命的氣泡。

太空行走任務開始時，載人“龍”飛船返回艙逐漸放氣至近似真空狀態，直到艙內與太空環境壓力平衡后，兩名航天員交替將上半身探出艙外進行短暫的出艙活動。由于“龍”飛船沒有氣閘艙，此時四名宇航員實際上同時暴露在太空真空環境中。

在近兩個小時內，艾薩克曼與莎拉·吉利斯分別完成了10分鐘左右的出艙活動，以測試SpaceX宇航服的性能。與傳統意義上的“太空行走”不同，兩名航天員只有上半身離開了太空艙，雙腿仍然留在艙內。因為這種外觀十分科幻，看上去非常簡潔輕便的艙外航天服并未配備獨立的生命維持系統，需要通過一條約3.6米長的“臍帶”線纜來輸送氧氣、保障通信等，因此出艙者是通過“臍帶”與飛船時刻保持連接的。

“北極星黎明”任務，實際上是SpaceX“北極星計劃”的第一次飛行，后續或還將包括第二次載人“龍”飛船任務，和SpaceX可回收重型火箭“星艦”的首次載人飛行。整個計劃由SpaceX和艾薩克曼共同出資，包括開發和測試全新的宇航服。

SpaceX公司創始人埃隆·馬斯克曾發文，計劃兩年內首次向火星發射不載人的新一代重型運載火箭“星艦”。他將“北極星黎明”任務描述為“星際時代的早期開拓者”，表示如果該項目進展順利，未來依托相關技術將把數百人送到地球軌道、月球，甚至火星。馬斯克表示，一旦載人探測火星任務成功，前往火星的太空之旅將呈“指數級”增長，目標是20年內在火星上興建自給自足的城市。

這是一個野心勃勃的宏大航天計劃。這次載入航天史冊的商業太空行走的成功，無疑為馬斯克的宏偉計劃又增添了強勁的驅動。

SpaceX的崛起之路

隨著執行“北極星黎明”任務的“龍”飛船成功返回地球，以濺落方式降落在美國佛羅里達州海岸附近，馬斯克的SpaceX在商業航天領域又增添了一道光環。

具有諷刺意味的是，今年6月乘坐美國波音公司“星際客機”飛船前往國際空間站的兩名美國官方宇航員，卻由于“星際客機”出現技術問題，不得不在國際空間站滯留至明年，不久前只能目送3個月前載著自己來到國際空間站的飛船空艙返航。而預計明年2月返回地球時，他們將搭乘的，正是波音競爭對手SpaceX的“龍”飛船。

SpaceX為何能在商業航天領域獨領風騷，這就要從美國的商業航天發展史中去尋找根源。

1961年4月，國際通信衛星組織通過美國馬丁公司的運載火箭，將商業衛星送入軌道，商業航天發射市場的序幕就此拉開。19年之后的1980年3月，世界第一家商業航天發射服務公司歐洲阿里安空間公司成立，它的幕后支持者是歐洲航天局。美國指了個方向，歐洲開了頭，商業航天發射的賽道上慢慢就熱鬧起來，20世紀80年代后期，中國、俄羅斯、烏克蘭等國帶著自己的運載火箭相繼加入。

商業航天發射市場的規模非常小，但新型運載火箭的研制卻需要海量燒錢。在經歷了阿波羅計劃后錢袋子逐漸縮緊的美國政府意識到，如果只靠自己的力量，很難在太空領域保持領先。于是，他們想出了一個辦法，就是讓私營公司也參與太空活動，幫助政府發射衛星、運送物資等。這樣一來，既可以節省政府的開支，又可以提高效率和創新能力。

為了實現這個目標，美國政府出臺了一項法律，叫做《空間商業發射法案》。這項法律規定，私營公司可以申請發射火箭，并且政府會給予他們一定的資金和技術支持。這是世界上第一個鼓勵商業航天發展的法律，也是美國商業航天的起點。

2011年，美國退役了所有的航天飛機，結束了30年的載人航天時代。此后，美國宇航員只能依靠俄羅斯的聯盟號飛船進入國際空間站。為了擺脫對俄羅斯的依賴，美國政府加大了對商業航天的支持力度，并啟動了一系列計劃，如商業軌道運輸服務計劃（COTS）、商業補給服務計劃（CRS）和商業乘員開發計劃（CCDev）。這些計劃的目的是讓私營公司開發能夠運送貨物和人員到國際空間站的飛船和火箭，并且由政府購買他們提供的服務。

私人資本于是蜂擁而入，其中，真正給美國及國際商業航天發射服務市場帶來沖擊的是馬斯克的Space X公司，而其能迅速打破傳統航天巨頭壟斷的秘訣，就是低價。自從獲得第一個訂單后，Space X公司每千克載荷的發射價格最高不超過7500美元，是所有在役運載火箭中最低的，其中“獵鷹”重型最低僅有“飛馬座”XL的1/26。

Space X每次發射的最高報價為6000萬美元，波音和洛克希德·馬丁公司組建的美國聯合發射聯盟每次發射的價格為4.35億美元，兩者相差至少6倍。連以價格厚道的歐洲阿里安空間公司和俄羅斯國際發射服務公司，在Space X面前也毫無戰斗力，兩家公司的報價在1億美元到2億美元之間，是Space X的1.67到3.3倍。

Space X拿到第一筆訂單后僅僅1年，新簽訂的商業衛星發射訂單量，就從零變成占據國際商業航天發射市場的45%。歐洲和俄羅斯的份額一年丟失近半，美國借馬斯克之手成功逆轉局面。超低的發射價格，可回收技術，以及風險投資主導的商業模式，Space X給商業航天發射市場帶來了極大的沖擊，開始引領國際商業航天發射市場的潮流。

在早年，SpaceX公司曾向風險投資機構提出要出售4億美元股份和股權之后，卻僅僅籌到4400萬美元，認購額略超1/10，但后來馬斯克拋出“星鏈”計劃和“星船”計劃兩個航天新物種后，SpaceX公司股票成為風投瘋搶的目標，一下子從認購不足變成超額認購，僅在2019年，SpaceX公司獲得的投資就占整個行業的兩成多。

一位中國商業航天從業者曾表示，“SpaceX很強悍的一點是成本控制能力。在它之前，航天業界沒想過能以這種模式制造和發射火箭。”一位資深市場分析人士認為，馬斯克是用造工業品的思維來做航天，“SpaceX 能把制造成本降下來，是采取了流水線生產、貨架元器件、快速檢測等多方面改進。從根源上來說，是設計、制造理念的改變，采用成熟技術、簡化工藝、提升容錯率。但關鍵是可回收技術的成功應用”。

SpaceX內部人士透露的財務數據曾顯示，2023年第一季度SpaceX的營業收入為15億美元，總利潤達到5500萬美元，終于實現了小幅度的盈利。SpaceX的CFO今年初表示，“星鏈”在2023年底實現了正向現金流，并實現了盈利。這意味著馬斯克的商業航天這條路走通了。

政府的政策支持、資源供給以及大量人員和技術支持，也是美國商業航天發展迅猛的原因。

當然，在SpaceX成功的背后，也離不開美國國家航空航天局（NASA）的支持，大量的政府訂單成為SpaceX能夠堅持下來的基礎。

創新發展給中國啟示

除了SpaceX外，美國商業航天也迎來了一批新興的創新型公司，如藍色起源（Blue Origin）、維珍銀河（Virgin Galactic）等，它們利用自主研發的可復用火箭、太空飛船等技術，為太空探索和太空旅游提供了新的可能性。這些公司也成為了美國商業航天的代表和領導者，與NASA和其他國家的航天機構展開了合作和競爭。

2021年同一年內，太空探索技術公司、藍色起源公司和維珍銀河公司分別將普通人送入近地軌道和亞軌道，開啟了太空旅游的新時代。這不僅為民眾提供了實現太空夢想的機會，也為太空產業帶來了新的商業模式和收入來源。

亞馬遜創始人杰夫·貝索斯旗下的私人航天公司藍色起源于2021年7月完成首次載人太空試飛。不過在2022年9月的一次無人試驗任務中，該公司的“新謝潑德”飛行器發生發動機故障墜毀，并在此后停飛近兩年。直至今年5月，藍色起源公司重啟載人太空飛行。據該公司介紹，“新謝潑德”飛行器已完成25次太空飛行，其中包括七次載人飛行，已運載37人至超過距地表100千米“卡門線”的軌道高度，這是國際航天界定義的地球大氣層與太空的邊界。

2023年6月，英國億萬富翁理查德·布蘭森創立的維珍銀河公司，也曾成功將第一批付費客戶送入太空邊緣，并安全返回地面。

此外，本世紀開始，商業衛星應用方面涌現了一大批新興企業，比如天空盒子成像公司、行星實驗室公司（Planet Labs）等一批提供衛星遙感服務的公司，甚至谷歌公司也進軍航天業。特別是近年來太空互聯網成為熱點，衛星系統也將逐步進入互聯網應用時代。寬帶衛星通信在實現全球三維覆蓋接入方面將發揮突出作用，全球對于衛星發射等航天服務的需求陡然上升。

具備新互聯網思維的公司在產品、投資、服務和生產等方面都采用了與傳統企業迥然不同的經營模式，敢于冒險，敢于挑戰自己和既有的規則。商業航天強調效率，用戶需求的快速響應和低廉的價格是其贏得市場、迅速崛起的重要原因。此外，政府的政策支持、資源供給以及大量人員和技術支持，也是美國商業航天發展迅猛的原因。

中國的商業航天發展，也許不會照搬美國的模式，但依然可以從中得到一些啟示，比如敢于冒險、創新開放、放眼全球的精神和思維，促進自己步伐的加快，為探索太空做出新突破。