伊恩·菲希滕鮑姆 撰文

　　泰伯網 陳麗君 編譯

　　Tryul 責編

　　作為幾家系統(tǒng)制造商和物流供應商等航天公司的顧問和董事，我有機會了解到太空經濟是如何運作的，我看到這其中有好有壞，好的方面是技術上取得了巨大突破，不好的方面是現在脆弱的供應鏈和運輸鏈。航天產業(yè)非常容易受到目前航天部件供應商規(guī)模的限制和可用航天運輸不足的影響。因此，我們需要研究如何建立一個強大的空間經濟和基礎設施，以適應未來航天業(yè)務的增長。

　　更強大的供應鏈

　　在制造業(yè)中，生產流程會受到所生產產品數量的直接影響，也就是說生產成千上萬甚至百萬千萬單位的產品與生產幾十個單位的產品在流程上會大相徑庭。航天產業(yè)正在發(fā)生一個重大轉變，那就是現在每年建造20-25顆GEO衛(wèi)星(地球同步衛(wèi)星)和大約一百個小型航天器的規(guī)模，在未來幾年可能會擴大到需要建造數千個航天器。這將使航天生產制造更適合現有飛機的供應鏈，目前每年大型商用飛機的供應量為1300多架，此外還有數千架其他類型的飛機。

　　在航天工業(yè)中，航天制造規(guī)模越來越大，交付周期越來越短(從數年縮短至數月)，同時對于電子元件的要求也越來越高(大多要求使用防御規(guī)范甚至工業(yè)規(guī)格的電子元件)。因此，這個產業(yè)需要一些新入圍者，他們將會使用最新或長期未被重視的技術，生產出成本更低或者性能更高的組件。我們還需要打破有關供應商的人為障礙，例如阻止歐洲供應商服務于美國市場，反之亦然。在這個新市場中，每個人都會有足夠的生存空間，供應商的數量增加將對行業(yè)大有裨益，因為他們能給這個市場帶來更廣泛的多樣性和更強大的供應鏈。

　　規(guī)律的火箭發(fā)射節(jié)奏

　　SpaceX 重型獵鷹火箭的發(fā)射記錄令人敬畏，在2017年的18次成功發(fā)射為SpaceX客戶帶來了極大的喜悅。一個強大的航天基礎設施應該是：進入太空的次數充足、規(guī)則并且可以預期，就像乘坐火車或飛機一樣，這樣客戶就可以合理地安排在指定時間將載荷送入太空，尤其是涉及價值數億美元的航天器時，節(jié)奏顯得更為重要。這就是為什么去年18對于SpaceX來說是個神奇的數字，它超過了俄羅斯質子火箭的單年14次發(fā)射的最好成績，還超過了2009年聯合發(fā)射聯盟公司的16次發(fā)射任務，后者還混合了Atlas 5、Delta 2 和Delta 4火箭。

　　我希望未來隨著供應鏈逐漸成熟，并通過火箭可重用性消除長期采購，將繼續(xù)提高SpaceX的發(fā)布節(jié)奏。同時，改善發(fā)射前地面操作的時間和成本，發(fā)射范圍完全通過商業(yè)化控制，加上更高的火箭可重用性，這一切將進一步推動航天產業(yè)的變革。但為了保持整個商業(yè)航天市場的健康發(fā)展，SpaceX的競爭對手們也必須提升服務能力，提供類似的、可預期的、可靠的軌道運輸。無論成本是否能降到足夠低，那些正在規(guī)劃大型星座和商業(yè)人類太空飛行的企業(yè)，都希望有多樣化的太空運輸服務，所以現有的和新入圍的發(fā)射提供商，需要朝著提供定期、頻繁、甚至按需服務的目標努力。

　　盡量簡化發(fā)射前的地面操作

　　太空的極端環(huán)境催生了新航天器的大部分成本，然而，在這些航天器進入軌道之前的地面任務，則是成本、時間和開銷的主要影響因素，即使是簡單的載荷，發(fā)射前復雜活動的成本和持續(xù)時間，也會將一個初創(chuàng)企業(yè)的資金和精力耗盡。這不單單是對運營商或制造商的消耗，而且還包括發(fā)射提供商，因為在發(fā)射前需要在發(fā)射臺為各類活動分配空間，這些工作通常會持續(xù)數周。

　　雖然產生這種現象的原因很復雜，但很多成本和時間都與推進劑和航天器高能材料的毒性和揮發(fā)性有關。如果我們希望發(fā)射前的操作更簡單，就必須找到減少或消除這些材料的方法，包括徹底轉向無毒或電動的推進劑。

　　更好的地面物流設施

　　直到現在，很少有像現代交通網絡那樣，以又快又簡便的方式來運輸航天設施。航天系統(tǒng)有自己特殊的需求和標準，如果全球大型物流公司開始為航天產業(yè)提供強大、低成本的服務，同時又能夠滿足這些組件在熱量、振動和處理等方面的特殊需求，那么航空產業(yè)的物流將向前邁進一大步。聯邦快遞公司(FedEx)已經開展了太空解決方案服務，并在該領域取得了一定的進展，但類似UPS和DHL等快遞公司也需要加入類似服務，最終實現為衛(wèi)星系統(tǒng)提供全面的國際服務。

　　建立交鑰匙似的衛(wèi)星跟蹤方式

　　對于今天的衛(wèi)星運營商來說，使用和采購地面網絡來運營衛(wèi)星，相當于是在做一項網絡拼湊練習。目前的跟蹤和遙測操作員在設計系統(tǒng)時，只考慮了GEO操作，或者只建立了覆蓋部分地球的網絡。而應用方需要的是無縫的全球地面站網絡，或等同于NASA跟蹤和數據中繼系統(tǒng)(Tracking and Data Relay System)的商業(yè)版本，即始終能跟蹤并與其他低軌衛(wèi)星通信的全球GEO或MEO(中地球軌道) 通信衛(wèi)星網絡。一些創(chuàng)業(yè)公司正嘗試提供這樣的網絡，我希望他們能夠成功。這樣的系統(tǒng)將能夠提供交鑰匙似的跟蹤、遙測和控制，并幫助減輕衛(wèi)星運營商日常繁忙的工作。

　　讓入軌價值最大化

　　在過去幾年中，發(fā)射提供商已經開始認真對待二級或背負式有效載荷的需求，將運載火箭上額外空間的價值最大化，以滿足更多付費用戶。雖然現在有新的低成本和通用的發(fā)射適配器和分配器，但除此之外可以做的工作還有很多。最后，我們必須考慮如何充分發(fā)揮每次發(fā)射的經濟價值，并在可能的情況下，將航天器載荷與人類載荷(包括貨物和物資)一起整合到空間站。

　　同時載有人類和貨物的飛行技術，是實現低成本定期發(fā)射的關鍵，如SpaceX 的龍飛船、波音的星際飛機或諾斯羅普·格魯曼公司的天鵝座宇宙飛船。如果未來出現人類商業(yè)太空飛行的新市場，穩(wěn)定的付費乘客將推動到國際空間站甚至商業(yè)空間站的定期飛行需求，這也為衛(wèi)星入軌提供了更多機會，同時為運營商帶來額外的收入來源。

　　目前，類似的任務已經在飛往國際空間站的行程上實踐過，小衛(wèi)星經常與貨物一起運載，飛行后期衛(wèi)星將從空間站的氣閘中被部署到軌道。這種操作非常方便，如果不是因為許多衛(wèi)星不適合國際空間站所處的軌道，我敢說數百顆衛(wèi)星都早已使用這項服務了，并且會填滿天鵝座和龍飛船的載荷空間。

　　最大限度地利用低軌道

　　正如已故的羅伯特·海因萊因所說，一旦你進入了低地球軌道(LEO)，那么意味著到太陽系任何地方，你都走了一半路程了。所以，為什么不優(yōu)化LEO的運輸優(yōu)勢，讓其他更高效的太空拖船和空間站完成其余重要工作呢?這里的優(yōu)化并不僅僅意味著向LEO發(fā)送低成本的重型火箭，而且還要看類似高功率軌道炮等發(fā)射形式，是否可以用于將散裝貨物大規(guī)模送人太空。這個領域出現了一些有趣的新概念值得在技術上進行探索。從地面向低地球軌道供給便宜的散裝材料，可能會給剛剛起步的空間經濟帶來發(fā)展動力。

　　隨著發(fā)射活動的驟然增加，我們看到了當前基礎設施的局限性。但是，通過上述觀點和其他方面的思考，我們很快將會看到一個更加充滿活力的強大空間經濟。

　　作者簡介：伊恩·菲希滕鮑姆(Ian Fichtenbaum)是美國工業(yè)收購公司(American Industrial Acquisition Corp)的高級副總裁兼航天專家，同時也是英國航天推進系統(tǒng)和組件制造商Bradford ECAPS的董事。