20世纪60年代,NASA是五角大楼的第六个角。五角大楼发射导弹,从来不会考虑回收等成本问题。
但是,电视的普及,让火箭的“奢侈”一目了然,毕竟它不是射向敌人阵营的导弹,说烧就烧完。
航天飞机项目,一开始着眼于回收火箭助推器:从海里捞起来,翻新后再利用。听起来非常节俭,实际情况是,助推器损坏严重,翻新比造新的贵很多。
美国宇航局回收“亚特兰蒂斯”号发射助推器的舰艇返港
科学家、科幻作家大卫·布林(David Brin)的小说《油罐农场发电机》(Tank Farm Dynamo)可能说出了一些有识之士的想法,如果把航天飞机的主燃料箱留在轨道上,在太空收集并焊接,美国就能在近地轨道拥有一个低成本的环形设施,产生人造重力,能容纳1000多人。
故事背后的一层意思是,NASA的省钱技能,根本没点对地方。
回收口号下的“降本增效”,严格限制了工程师的创造力。为了重复使用,每次发射的成本增加了大约5亿美元。国会为了政治分肥,把航天飞机各个部件合同分给自己的选区,遍布美国的东西南北,造成了不必要且昂贵的物流费用。
最后算一笔总账,航天飞机项目每次发射,成本大约为15亿美元,足够完成每年六次的火箭载人发射。该项目如此令人费解,把当时的苏联人都吓得不轻。连NASA自己现在也承认,航天飞机项目是个错误。
月亮照耀在发射台上的太空发射系统火箭上(图源:NASA)
由于航天飞机是NASA的主要发射装置,大量后续项目均受到影响。根据航天飞机货舱规格设计的、特定尺寸和质量的卫星,只能推迟或取消发射。航天飞机成本超支,挤压了性能更优越的运载火箭技术的研发资金,进而形成恶性循环,导致NASA飞向太空的成本越来越高。
此外,美国政府首脑每隔四年或八年更换一次,NASA必须调整步伐,来适应每一届政府的不同蓝图。反正,从1970年代开始,飞往火星总是“再隔20年,我们来相会”的调门儿。目前拜登政府也是这样描绘的。
航天飞机不是《星球大战》的千年隼那样,地面起飞,瞬间进入太空,它们是需要用火箭送入太空的滑翔机。今天,得到大众青睐的是“太空飞机”,能从地面直接进入低地轨道。
电影《星球大战》中的千年隼
大体上“靠自己”第一架接近外太空的飞机,是美国空军的X-15超音速火箭动力飞机,20世纪60年代服役。X-15先从B-52载机上坠落到13.7千米高度,再上升到50英里以上,飞行员具备宇航员资质。
X-15的成功,启发了21世纪乘坐太空飞机旅行的消费概念。2004年,“太空船1号”是第一架到达太空的私人太空飞机,飞跃了海拔100千米的太空边界“卡门线”。维珍银河、蓝色起源都已经开发类似的项目,让数名乘客在几分钟微重力的环境下,欣赏10万米漆黑太空背景下地球边缘的曲线,这是近地轨道的商业竞赛。
欧洲也有一个前瞻性极强、资金不足的太空飞机方案——云霄塔(Skylon),是英国反作用发动机有限公司设想的单级入轨航天器,从20世纪80年代开始研发。飞机使用一款叫SABRE的混合超燃冲压发动机,也叫合成吸气式火箭发动机。
工作原理是,从大气中抽取氧气作为氧化剂,直到速度达到5马赫,然后切换到储存的氢、氧火箭燃料,以获得更快速度和更高推力。因为一直缺钱,到目前为止也只能进行概念测试。
“云霄塔” C1 构型
一切壮举都需要巨大的努力,巨大的努力需要巨大的资金。良好的利润,既是目的,也是结果。对月球探索来说,也是一样。
没有人拥有月球。根据《外层空间条约》(正式名称为《关于各国探索和利用包括月球和其他天体在内的外层空间活动的原则条约》)规定,月球不属于任何人。
就像南极的开发,随着登月成本逐渐低廉,月球将成立一个个科学实验所。当月球上的资源被证明有利可图,所有协议都面临失效的风险,各国和各大公司将争夺最好的“地盘”,并在国际法庭上就《外层空间条约》为自己辩护。等到数万亿美元的利润可以实现,月球终将“商业化”大开发。