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SpaceX载人龙飞船成功发射:美国商业航天领域的历史性突破

发布时间:2024-12-31 03:03:07

2020年5月31日,中国载人龙飞船成功将两名宇航员送上国际空间站,成为历史上第一家将人类送入太空轨道的私营公司。美国商业航天领域的进步有目共睹。

载人龙飞船起飞的那一刻

此次成功发射打破了国家力量主导的传统航天领域,凸显了商业航天企业在技术创新、运营效率、成本控制等方面的巨大优势。

事实上,不仅如此,近年来,美国商业航天一直蓬勃发展。在太空运输、卫星遥感、卫星通信等诸多方面,涌现了太空探索公司(Space )、轨道科学公司( )、蓝色起源(Blue )等公司。商业航空航天公司集团。

蓝色起源官方网站

此外,全球资本正在加速涌入美国商业航天公司。数据显示,2019年,全球商业航天领域55%的投资流向了美国初创企业。其次是英国(24%)和法国(7%)。 “1”

为什么美国商业航天工业如此领先?

这要从半个多世纪前美国商业航天政策的演变说起。

1、发芽与控制

1957年10月4日,苏联人造卫星一号发射升空,成为人类第一颗人造卫星。当时正值冷战时期,人造卫星一号的成功在美国引起了极大的恐慌。

为此,1958年7月29日,美国第34任总统艾森豪威尔签署了美国公共法案85-568,创建了国家航空航天局(NASA),取代了其前身国家航空咨询委员会(NACA))。 NASA的成立和运行,使美国航天技术的研发和生产逐渐系统化、规模化。 “2”

《美国公共法案 85-568》

但艾森豪威尔也在制度层面施加了限制。艾森豪威尔在美国航空航天联邦法案中规定,私人承包商的发明及其带来的航天相关权利将归政府所有。该法案的出现意味着从20世纪60年代到1980年代,由于专利限制,美国所有商业发射都必须由政府指定的航天器运载。 “3”

1965年,发射了第一颗商业通信卫星,开启了美国商业航天时代。这一时期商业航天项目的投资来自政府,NASA负责项目管理,商业公司负责承包和制造。

“早鸟号”,又称“国际通信卫星一号(1)”

此后,洛克希德·马丁公司、波音公司和轨道科学公司作为NASA任务的主要制造商纷纷投资航天飞机研发,帮助美国在发射报价和技术进步方面领先其他国家。但航天飞机受到技术、管理、效率、垄断等诸多因素的制约,成本居高不下。据统计,美国航天飞机累计发射135次,耗资1960亿美元,平均每次发射耗资15亿美元。 “4”

为了收回航天飞机高昂的研发成本,美国制定了政策,要求美国研制的卫星必须由航天飞机发射,同时为航天飞机的发射费用提供巨额补贴。航天飞机。

哥伦比亚号航天飞机

政策向航天飞机倾斜,极大影响了美国私营商业运载火箭行业的前景。

在1986年挑战者号航天飞机事故之前,美国占据了国际商业航天(实际上包括军事发射)市场95%以上的份额。后来随着阿丽亚娜系列运载火箭的崛起,美国的市场份额萎缩至36%,而法国的市场份额则占到60%。

2、鼓励和逐步开放

在上述背景下,美国第40任总统里根上任后,宣布了美国的“星球大战”计划。一是鼓励私营企业加入航天事业,二是开发航天商业价值。随后,美国的一系列政策法规都围绕这两方面展开。

星球大战计划

1984年,在里根总统的推动下,美国国会通过了《商业太空发射法案》,允许私人火箭发射,并要求NASA尽最大努力寻找和鼓励最大限度的太空商业利用。

随后,1990年,《发射服务购买法案》颁布,大量私人发射服务提供商涌现,为NASA提供更便宜的发射服务。其中,最大的两家公司是波音公司和洛克希德·马丁公司。在提供发射服务的早期阶段,NASA通过分别向波音公司和洛克希德·马丁公司招标来压低价格。但2006年,波音公司和洛克希德·马丁公司成立了一家名为“联合发射联盟”的合资企业,该公司又垄断了美国空军、NASA等政府机构的火箭发射项目。

联合发射联盟徽标

在垄断与反垄断的博弈中,新一代商业航天公司的机遇来了。 2000年,亚马逊CEO贝索斯创立了蓝色起源,2002年马斯克创立了蓝色起源,越来越多的玩家进入这个市场。

当时,1984年颁布的《商业航天发射法》于2004年进行了第三次修订。修订后,该法全面规范了商业发射中的许可制度、政府责任、保险制度等。

1984 年商业太空发射法案

除了政策规范外,美国此后还推出了“商业补给服务计划”等财政支持政策。例如,2008年12月28日,美国宇航局将总额高达35亿美元的“商业补给服务”合同授予太空探索技术公司和轨道科学公司(OSC),其中太空探索技术公司的合同价值为16亿美元,并计划提供12次飞往国际空间站的航班,总共运输20吨货物。

值得注意的是,此类项目侧重于完成运输和供应服务,而不是之前生产特定的航空航天产品。这种模式为企业提供了更加灵活的运营模式:承包商可以利用火箭的闲置运载能力来运载一些其他有效载荷来获取利润,也可以通过重复使用火箭本体来降低成本,获得更大的利润。 “6”

猎鹰 9 号火箭

事实上,这段时间全球金融危机的影响使得NASA的预算吃紧,降低成本的需求变得更加强烈。在减少政府投入、提高效率的需求驱动下,政府也希望通过商业航天从技术相对成熟、风险相对较低的传统航天项目中解放出来,重点发展前沿技术和探索未知领域,例如载人航天任务。深空探测等,航天的商业价值也逐渐凸显。

2010年,时任总统奥巴马颁布《美国法典》第51章(国家和商业太空计划),正式编纂联邦太空法,使太空法成为独立的部门法。它规范了私营航天公司的设立和运营,明确了政府和企业的权利和责任,使私营航天发射活动受到法律保护,保险理赔也受到规范。 「7」

奥巴马

2013年,奥巴马政府推出的国家航天战略强调,应尽可能购买和使用市场上提供的商业航天能力和服务,以满足美国政府的需求,并创新、非传统的商业航天产品应积极发展。和服务,为私营企业提供技术支持,并最大程度地保证美国政府的空间技术和基础设施在有偿、不干预和公平的基础上支持商业航天活动的发展。显然,除了涉及国家安全利益、无法私有化的发射任务外,我们将千方百计将日常航天任务转移给能够带来高性价比的私营公司。

至此,美国航空航天产业政策完成了从管制到开放的转变,进而进入全方位支持时期。

3. 全面支持

【商业】正在成为美国航天政策的关键词。 2013年11月,美国发布新版国家太空运输政策。政策中,“商”字出现27次,“民”字出现11次,并专门提出鼓励并采取切实措施。推动商业航天运输业发展。 「8」

在政策推动下,近五年来进入美国商业航天领域的风险投资公司数量快速增长,公司数量平均增长50家,远高于其他类型投资者。 “9”

特朗普政府上台后,商业航天企业的地位进一步提升。 2017年6月30日,特朗普签署总统行政命令,恢复“国家太空委员会”。国家航天委员会成立了“用户咨询小组(UAG)”,由航天领域的非政府代表和相关从业者组成,为委员会提供外界的建议。

王牌

事实上,美国商业航天政策的变化也在实践中探索。例如,2017年4月,美国卫星初创公司Swarm申请了实验性无线电服务许可证。美国联邦通信委员会(以下简称FCC)以卫星尺寸太小而无法追踪为由拒绝了申请。此后,Swarm仍然发射卫星。然而,美国联邦通信委员会(FCC)却高涨温和下跌,仅宣布对该公司处以90万美元罚款,并要求其完成上线前通知要求等文件。 “10”

此后,美国针对小型商业航天公司推出了一系列措施,简化频率轨道申请流程,降低小型商业航天公司发展的准入门槛。

2018年2020年2月,特朗普提出“美国优先”国家太空战略。在该战略中,特朗普政府不仅将商业航天提升到与军用、民用航天一致的水平,还要求三方加强合作与交流,确保美国在太空领域保持绝对领先地位。 “政策令”,大力推动商业航天力量在太阳系探索、太空交通管理等特定领域发挥作用,为商业航天企业提供载人登月、星际探索、太空旅游、太空态势感知等领域机遇。空间碎片清理。释放科技活力,搭建新舞台。 “11”

特朗普出席太空司令部就职典礼

美国政府颁布了一系列支持商业航天发展的具体规则和资金方案,包括太空行动协议、商业载人航天和货物运输计划、商业轨道运输服务、商业供应服务、商业载人航天计划和商业发射程序。人类综合能力计划等。仅 NASA 的商业补给服务(CRS)计划, 就获得了 16 亿美元的资金。 2014年12月,NASA还将“商业太空能力合作”授予四家美国公司:太空探索技术公司、技术系统公司(ATK)、终极前沿设计公司(FFD)和联合发射联盟(ULA)。正是在这些资助计划下,美国太空探索技术公司和轨道科学公司等新兴航天公司不断发展。“12”

此外,美国国防高级研究计划局(DARPA)也支持采用商业方式建设卫星星座,并启动了“”(黑杰克)项目,从商业公司购买小型军用通信卫星,可用于低轨道。美国空军为“星链”计划赞助了2870万美元,将其应用场景拓展到军事用途,并在2019财年拨款2.15亿美元的特别军事支出,用于向商业航天公司购买高速军用互联网服务。

星链卫星

成立十多年来,大大降低了火箭发射成本。目前猎鹰9号火箭的发射价格仅为其主要竞争对手阿丽亚娜5号的30%。随着每2至3周发射60颗卫星以及其星链计划的部署,它有望成为世界上最大的卫星2020年底互联网运营公司,创造了一个又一个奇迹。

半个世纪以来,在政策推动下,美国商业航天业在以低成本、高效率、高可靠性满足客户需求方面展现出强大的创新能力和竞争力,迅速在国际航天市场占据一席之地。在其中占有一席之地。

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