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本文作者——孔新|環球時報武器航天特約撰稿人
最近一個月,美國登月競賽出現了新劇情。這里說的不是中美之爭,而是美國內部的較量。
原本遙遙領先的SpaceX,遲遲沒能啟動地球軌道燃料補加試驗;而原本被認為慢吞吞的藍色起源,已經完成了藍月著陸器探路型號的熱真空試驗,打算2026年內實施第一次奔月飛行。
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(約翰·庫盧里斯)
這出戲碼活脫脫就是龜兔賽跑的翻版。但馬斯克這只“兔子”并不是偷懶了,而是被自己給自己出的難題絆住了腳。
主持藍色起源藍月著陸器研制的,是高級副總裁約翰·庫盧里斯。
這人履歷相當豐富:倫斯勒理工學院機械工程學士加航空航天工程碩士,然后在美國海軍干了10年,當過飛行員、任務指揮官和飛行教官,入選過海軍試飛員學校。退役后又去捷藍航空飛空客A320,一路升到機組運營總監。
捷藍航空創始團隊后來在巴西組建了蔚藍航空,庫盧里斯出任首席技術官。做到這個級別,一般人也就安分了,但庫盧里斯選擇自己創業,聯合創辦了可靠機器人公司,專攻航空自主飛行技術。
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(星艦、藍月亮、阿波羅飛船)
玩夠了航空,庫盧里斯加入SpaceX,擔任發射與任務運營高級總監,還兼任載人龍飛船的首席任務總監。此后他又去了維珍軌道公司,負責波音747-400空射火箭平臺的改造。維珍軌道2023年破產,但庫盧里斯早在三年前就跳了槽。
2020年初,庫盧里斯加入藍色起源,先當載人著陸器項目經理,后晉升為“月球永久存在”項目高級副總裁,全面負責藍月系列著陸器的研制,包括Mark 2載人型和Mark 1貨運型。
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(測試中的藍月著陸器探路者)
庫盧里斯在各個職位上收入都不錯,頻繁跳槽顯然不是為了錢,而是為了實現更大的抱負。這樣一個人執掌藍色起源的月球業務,讓SpaceX迎來了一個相當棘手的對手。
庫盧里斯不僅深度熟悉SpaceX的運作模式,還選擇了“差異化突圍”策略,專門挑老東家的軟肋下手。他親歷過SpaceX“快速迭代、垂直整合”的企業文化,但沒在運載火箭領域硬碰硬,而是利用自己航空航天的跨界經驗,主攻藍月這種混合飛行模式的復雜系統。
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(左一為阿蒂·馬修斯)
SpaceX這邊負責載人月球著陸系統的是阿蒂·馬修斯,一位優秀的機械工程師和項目管理者。但兩人的差異很明顯:庫盧里斯親自駕駛飛機十幾年,兼具膽大和心細兩種品質,還有處理險情的實戰經驗。這是馬修斯所不具備的。而且庫盧里斯更容易理解NASA局長艾薩克曼的思維方式——后者也是一位資深飛行員。
從技術路線看,藍月和星艦著陸器都采用單艙下降模式。按照中國航天科研人員的測算,單艙著陸燃料消耗巨大,會嚴重影響有效載荷占比。星艦的情況更糟一些。
星艦以“不銹鋼火箭”聞名。傳統航天飛行器都用鋁合金,不銹鋼密度更大、同等結構更重。擁躉們向馬斯克提出質疑時,他在社交媒體上親自給出了肯定的回答。后續飛行證明,不銹鋼殼體在天地往返的可重復飛行器上確實有一定優勢,耐熱性更好,起飛和再入階段都扛住了。
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(不銹鋼在月球著陸中沒有優勢)
但問題是,到了地球軌道之外,不銹鋼的優勢就不存在了。宇宙里沒有大氣,月球軌道上也沒有大氣,月球自身更沒有大氣層。既然沒有氣動加熱,為什么還要扛著不銹鋼這個累贅?
不銹鋼的密度是鋁的2.94倍,結構強度基本相當。馬斯克需要把這個巨大沉重的不銹鋼制品送到月球軌道,用噴氣推力減速,降落在月球上,然后再起飛返回。這是給自己出了一道地獄難度的題。
藍月就務實得多,按照傳統路線用鋁合金制造,裝進鋁合金整流罩進入太空,再輕巧地飛躍地月空間抵達月球。雖然單艙著陸也有不少麻煩,但比星艦少多了。
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(星艦登火)
星艦的不銹鋼設計,初衷是直奔火星,在火星大氣層內氣動減速著陸。那個場景下不銹鋼的耐熱性能派得上用場。但現在馬斯克要全力保證月球著陸,不銹鋼反倒成了累贅。如果重新設計鋁合金甚至鈦合金著陸器,時間又來不及了。
SpaceX還有另一個老大難問題:軌道燃料補加。星艦著陸器需要先在地球軌道加注燃料才能奔月,但軌道補加試驗一再推遲。沒有這一步,后續所有任務都無從談起。
藍色起源的藍月雖然起步晚,但路線更穩妥,不依賴在軌補加這種高風險環節,一步一個腳印地往前推。庫盧里斯帶來的SpaceX式執行效率,加上藍色起源的資金實力和務實路線,正在形成一股不容小覷的合力。
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(星艦和藍月都依靠太空加油才能登月)
龜兔賽跑的寓言里,兔子是因為睡覺才輸了比賽。現實版的馬斯克沒睡覺,但被自己的“不銹鋼執念”和“火星思維”拖慢了腳步。登月競賽的變數,可能比任何人預想的都多。
NASA的阿爾忒彌斯計劃對登月著陸器有兩套方案并行:SpaceX的星艦著陸器負責載人登月和關鍵貨物運輸,藍色起源的藍月著陸器負責補充性貨運任務和后續的人員輪換。這種雙供應商策略是NASA吸取了以往過度依賴單一承包商教訓后做出的調整。
NASA最初只想選一個供應商,SpaceX憑借更低的價格拿下了合同。但國會和各方的壓力下,NASA被迫增加了藍色起源作為第二供應商。這意味著NASA需要同時給兩家公司撥款,預算壓力大增。而兩邊的進度都不理想,阿爾忒彌斯計劃的時間表一拖再拖。
星艦著陸器的最大賣點是運力。按照SpaceX的設計,星艦一次性可以把100噸貨物送到月球表面,這是藍月根本沒法比的。但大運力的代價是復雜度和風險的大幅增加。要在月球上著陸100噸,需要先在地球軌道加注上千噸推進劑,這個在軌補加過程本身就充滿挑戰。
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(不成比例)
藍月的思路完全不同。Mark 1貨運型著陸器運力約30噸,Mark 2載人型著陸器運力約20噸。這個量級雖然遠不及星艦,但足以滿足月球科研站日常運營的需求。更重要的是,藍月不需要在軌補加,由藍色起源的新格倫火箭直接送入地月轉移軌道,整個流程簡單得多。
新格倫火箭是藍色起源正在研制的重型運載火箭,芯級直徑7米,起飛推力約1750噸,近地軌道運載能力約45噸。新格倫采用了可重復使用的第一級設計,使用藍色起源自己研制的BE-4液氧甲烷發動機。火箭取名自美國宇航員約翰·格倫,他是第一個繞地球飛行的美國人。
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(藍月貨運登月飛船)
庫盧里斯的到來,給藍色起源帶來了SpaceX式的工程文化。他推動了更激進的項目管理節奏,縮短了設計和測試周期,同時也加強了與NASA的溝通協調。藍色起源過去的批評者總說這家公司步子太慢、花錢太多、產出太少,現在情況正在改變。
登月競賽的內卷化,對NASA來說是把雙刃劍。兩家競爭可以降低成本、提高可靠性,但也增加了協調難度和預算不確定性。對中國而言,美國內部的這場龜兔賽跑提供了觀察窗口——看清兩條技術路線的優劣,為自己的載人登月決策提供參考。
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