蘭臺說史•美國人造出spaceX 在很久以前就註定了?

北京時間2018年2月7日凌晨4:45分,SpaceX“獵鷹重型火箭”(FalconHeavy)在美國佛羅里達肯尼迪航天中心首飛成功,攜帶特斯拉飛往火星。SpaceX的創始人埃隆·馬斯克也迎來了自己的高光時刻。這是美國與前蘇聯開始太空競賽的幾十年後的今天,現役最強的運載火箭,且第一次由一傢俬人企業設計製造。

SpaceX位於肯尼迪航天中心39號發射複合體的機棚

這個訊息震動了全世界,自然也包括大洋彼岸的我們。在承認彼此客觀差距的同時,我們不禁要問,為什麼美國能製造出獨一無二的“最強火箭”?翻開歷史書,我們不難發現,從某種程度來說,這個結局在19世紀就已經埋下了伏筆。

對太空著迷的美國商人

在那個人類還不能登上月球的時代,我們瞭解宇宙的方法就是觀測。當然,僅憑肉眼觀測,只能得到皮毛的資訊,因此,各種裝置和專門的場所慢慢地登上了歷史舞臺。公元前2600年,古埃及人為了觀測天狼星,建立了迄今為止,已知世界上最早的天文臺,但彼時的天文臺非常粗陋,根本無法和後世相比。

印度古代的天文臺

今天我們看到的天文臺雛形,是歐洲人在文藝復興時期的產物。隨著新大陸的開發,這一技術也流傳到了北美。當時的天文臺非常昂貴,換算成今天的貨幣,動輒上億乃至十億。這給當時的美國天文工作者出了一個大難題,作為英國人的後裔,又是以反抗暴君為名獨立的國家,美國人非常痛恨高稅收和龐大的官僚體系。尤其是在稅收上,當初英國人不經過殖民地同意就徵收印花稅,直接導致殖民地聯手抵制宗主國的商品。

英國的皇家格林威治天文臺

獨立後的美國自然在這上面小心翼翼,一直到南北戰爭為止,總統的權力都很小,各州的州長地位幾乎等同於國王。因此徵收的賦稅用起來也是小心翼翼,19世紀前半葉的美國,甚至連政府編制的警察都沒多少,各地治安很大程度要依賴民選的治安人員。最基本的民間治安尚且如此,國家就更不會特地撥款去資助耗費巨大,卻又看不到收益的天文學了。

19世紀的美國警察

因此,美國人的宇宙探索之路終究不能走傳統道路。這條路在英美國家的大學已經給出了。眾所周知,英美所有的好學校幾乎都不是公立學校,全部依靠贊助建立,也依靠民間捐款得以維持。美國的天文學發展亦如此,1831年,北卡萊羅納大學天文臺建成花了6430美元。1928年建立的巴洛馬爾山天文臺,用了相當於2008年9.7億美元的資金。這些錢,全部來自當時的富人捐贈,其中不乏約翰.洛克菲勒這種大鱷。在他們的幫助下,美國不花國家一分錢,就擁有了世界一流的大學和科研水平,為未來邁向太空踏出了堅實的一步。

而美國人對於天空的熱情,在那個時代也已經舉世皆知。著名科幻小說家儒勒·凡爾納的名作《從地球到月球》,正是幻想一群美國人,在近代工業的基礎上用匪夷所思的方法嘗試了登月(鑄造了一口超級大炮將載人的炮彈打上月球)。提前一百年預言了美國登月計劃的實現。

NASA的建立以及美國航天的大發展

蘇聯於1957年10月4日成功地將第一枚人造衛星“斯普特尼克1號”送入太空之後,美國的注意力轉移到自己正在起步的太空工業發展。國會受到史潑尼克危機的震撼,要求政府立即採取行動,但艾森豪總統與其顧問團則認為,應該更審慎地考量,在數個月的商議後,認為有必要成立一個全新的政府機構,以領導所有非軍事太空行動。

水星-紅石3號於1961年5月5日發射,宇航員艾倫·謝潑德成為了第一位進入太空的美國宇航員

美國的第一顆環地球人造衛星“探險者1號”在1958年1月31日發射昇空。同年7月29日,艾森豪總統簽署了NASA的成立,1958年10月1日,NASA正式成立。NASA以擁有46年曆史的研究機構:國家航空諮詢委員會(NACA)的四個主要實驗機構,以及其中80名成員改組而成。在二戰後移民至美國的前德國火箭專家沃納·馮·布勞恩所領導的德國火箭計劃,對美國進入太空競賽領域有著重大的貢獻,被譽為“美國太空計劃之父”。陸軍彈道導彈署和美國海軍研究實驗室的一部分,也整合到NASA的組織裡。

美國國家航天局標誌

這是美國航天大發展的時期,也是進步最快的時期。美國人和蘇聯人在科技上互不妥協,雖然在民用科技上,美國遠遠領先蘇聯,但對於蘇聯集中了大部分資金的軍事領域,美國卻無法穩佔上風。1961年,蘇聯先把宇航員送上了地球軌道後,不甘落後的美國人在1962年發表了“登月計劃”的演講,聲稱要在1970年以前,“把一個宇航員送到月球上並把他安全帶回來”。此後,美國國家航天局開始享受聯邦政府優先撥款。到1965年,美國國家航天局預算佔到聯邦政府全部預算的4%,佔非國防機動開支的19%。最終,這一行動的結果就是1969年人類登月的實現和直到今天仍然令各國火箭專家仰視的“土星5”超重型運載火箭。

阿姆斯特朗登月畫面

雖然美國宇航局贏得了登月競賽,但在某種意義上失去了方向,至少失去了保證國會批准高額預算的,來自公眾的關注和興趣。約翰遜總統下臺後,美國宇航局失去了其主要的政治支援,火箭科學家沃納·馮·布勞恩被派到華盛頓遊說政客,提出建立宇宙空間站和月球基地,並在1990年前由宇航員登陸火星的想法,但是土星火箭和阿波羅計劃所使用的裝置,卻無法支援這些目標。

在得不到以前那樣大量的政府資金支援前提下,美國航天想要獲得發展,必須注入新鮮血液。既然沒有資金,那麼給政策總行吧?1984年,國會通過《商業太空發射法案》,允許民間自行發射火箭。同年,NASA修訂憲章檔案《政策與宗旨》,增添了一項:國會稱航空是全體美國人的福祉,要求NASA盡最大努力發掘太空商業價值。六年後,另一項法律規定,NASA需向私企付錢傳送其裝置,一大批私人發射服務供應商應運而生,聯合發射聯盟就是其中的佼佼者。

2015年2月,位於加利福尼亞州霍索恩市的SpaceX總部的員工

新時代的發展

1991年12月25日,蘇聯第一任,也是最後一任總統戈爾巴喬夫辭職,次日蘇聯正式解體。這標誌著美國航天最大的對手已經死了,美國政府已經沒有必要為了展示自己,而在一些地方“浪費資金”了。美國航天局的預算經費進一步降低,平均預算經費僅佔非國防機動開支的5%,連鼎盛時期的三分之一都不到了。

2015年5月拍攝的國際空間站

為了自救,1994年,美國國家航天局提出了《技術轉移計劃》,並且在已經不多的預算裡再拿出20%,用來支援航天局的合作伙伴,進行技術研發。隨著美國航天局在過去數十年時間裡對航天工業的鉅額投資,以及其和波音等老牌大公司的合作,美國航天工業具有世界上最高的技術水平,和最完善的產業鏈,還有眾多經驗豐富的工程人員。

從左至右依次為Falcon1,Falcon9v1.0,Falcon9v1.1的三個版本,Falcon9v1.2(FullThrust)的三個版本以及FalconHeavy

作為一個以商業氣息濃郁聞名的國度,美國人自然不會讓波音這種大公司獨佔鰲頭。埃隆·馬斯克認為美國國家航天局的官僚氣息過於濃郁,白白浪費珍貴的資金。於是2002年,埃隆·馬斯克創立SpaceX公司,並親自擔任執行長和技術總監。他的目標是,將發射費用降低到當時商業航天發射市場的1/10,並計劃在未來研製出用於星際殖民的超巨型火箭。

發射前的獵鷹九號

作為《銀行漫遊指南》的忠實粉絲,其認為在天災、人口壓力、戰爭等威脅下,地球已經不再安全了。既然人類可能毀滅於自身的科技,那麼就有必要在此之前,利用它完成一次“方舟”。說實話,即使很多已經知道其實力,這一想法依舊讓人覺得荒誕,但確實在向目的地步步靠近。

《三體》作者劉慈欣曾經說和這本書比起來他的《三體》不值一提,從間接造就埃隆·馬斯克這個角度來說這話並不誇張

2015年11月10日,《美國商業太空發射競爭法案》的通過算是給了spaceX最後一個助推。法案規定,未來8年將陸續給國內商業航天公司派發執照,允許私營航天企業進入外太空探索,以便促進商業航天發展、開發新能源,空間礦工對自己帶回來的礦物質,將保留所有權和使用權。這意味著,在航天領域,美國公司實現“有法可依”,有了系統的規章制度,成功只是時間問題正如當年的登月一樣,spaceX的製造,對全人類而言又是一大步。在這一大步背後,對於今天的中國,是需要我們努力奮進迎頭趕上的漫長道路。

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