文｜腦極體
近兩年來，整個社會變得越來越“卷”了，考研、考公人數(shù)激增，就連教師資格證的報考人數(shù)都破千萬。艱難的時局下，普通人的生存故事，總能讓我們感同身受、輕易“破防”。
共情過后，或許有人會追問：有沒有可能改變？
從長遠來看，在一個資源恒定的世界里，人類的命運就是“卷”，甚至國家或種族之間也將因此為敵。終極的解決辦法是什么呢？最近我讀到一本書，《趕往火星：紅色星球定居計劃》，其中提到：只有在一個資源無限的宇宙中，所有人才會成為兄弟姐妹。
定居火星，聽起來似乎很遙遠很科幻，遠水真能解近渴嗎？
之所以提到這一遠景，因為作者、航空航天工程師羅伯特祖布林認為，探索火星不需要什么神奇的新技術(shù)，用今天已經(jīng)存在的技術(shù)，我們就能在十年內(nèi)，建立火星上的第一個前哨。
宇宙射線、太陽耀斑、零重力、成本過高、心理因素、維生系統(tǒng)——這些反對者提出的阻礙，正在一點點消解。比如，利用現(xiàn)有的化學(xué)推進劑，人類從地球去火星只需要六個月，這完全是人體和心理能夠承受的航程，也是許多宇航員在空間站度過的標準時間。
事實已經(jīng)證明，普通人進入太空并非不可能。去年，藍色起源、維珍銀河都成功完成了首次亞軌道太空旅游之行，SpaceX則成功將4名平民送入了近地軌道。
所以，作者大膽預(yù)言，下一個世紀屬于火星。
而在這如同發(fā)現(xiàn)新大陸一般重要的探索中，決定誰能去、誰不能去火星，自然就成了新的國家級競爭焦灼點。去年底，馬斯克的SpaceX星鏈衛(wèi)星在2021年7月和10月兩次主動機動到我國空間站軌道，就引發(fā)了熱議。前不久的1月21日，美國又宣布對中國航天科技集團一院、中國航天科工集團四院，以及保利科技公司三家企業(yè)實施制裁。
前方不忍直視，不如望向遠方，去開拓下一個故鄉(xiāng)，去向外發(fā)展而脫離“內(nèi)卷”。在這個冬天，不妨先來了解一下，人類如何前往火星？
前往火星：要不，試試被甩出去？
計劃一次長途旅行，首先得選擇路線和交通方式，探索火星也一樣。迄今為止，所有行星際任務(wù)都是“直接發(fā)射”，采用燃料點火、噴氣推進，依靠運載火箭將飛船送到近地軌道，阿波羅登月計劃就是這樣實現(xiàn)的。
但如大家所知，這樣的方式十分消耗物力財力，將阿波羅號宇航員送上月球的土星五號，研發(fā)費用就高達64億美元。這種燒錢模式，恐怕只有在美蘇爭霸的冷戰(zhàn)局面下，才有可能獲得納稅人支持。和平年代，重新設(shè)計和制造土星五號這樣的重型推進器，看來難度重重。
那么，有沒有其他出行方式呢？
最近，總部位于美國加利福尼亞州的初創(chuàng)公司SpinLaunch，因其創(chuàng)新的太空飛行方法而登上了新聞頭條。簡單來說，這家公司想將人類“甩”進太空。
（該公司在新墨西哥州的亞軌道加速器）
SpinLaunch研究出一種使用動能作為主要方法的發(fā)射系統(tǒng)。通過真空密封離心機，以每小時數(shù)千英里、幾倍于聲速的速度旋轉(zhuǎn)火箭，將其投擲到太空中。
這種方式有兩個好處。一是便宜。傳統(tǒng)的太空火箭依靠大量的燃料來離開地面，成本高昂，在航天飛機時代，將物品送入地球軌道的成本約為每磅10萬美元。SpaceX的火箭回收技術(shù)因為可重復(fù)使用，大大減少了成本，將價格拉到了每磅2000美元。而SpinLaunch的動能系統(tǒng)在大大減少進入軌道所需的燃料，理論上能夠進一步降低價格。
二是擴容。無需攜帶大量燃料，自然就增加了火箭的有效負載，提升了發(fā)射的整體商業(yè)價值。SpinLaunch為其軌道飛行器設(shè)計了能夠攜帶約200公斤的有效載荷，相當于幾顆小型衛(wèi)星。
這種方式，真的靠譜嗎？
其實這一技術(shù)邏輯并不新鮮，早在20世紀60年代，美國和加拿大就開發(fā)了HARP（高空研究項目）系統(tǒng)，可以將探測器投射到高層大氣中。這實際上也奏效了，但項目最終因政治原因被取消。
而SpinLaunch作為商業(yè)公司，則在去年證實了動力學(xué)發(fā)射的商用可能性。其首席執(zhí)行官喬納森·亞尼（Jonathan Yaney）曾告訴媒體：“我們必須證明，我們真的可以做到這一點?！?/p>
2021年10月，SpacePort在新墨西哥州進行了一次測試發(fā)射，只使用了20%的功率就將原型機發(fā)射到空中“數(shù)萬英尺”。
（SpinLaunch的軌道運載火箭剖面圖）
當然，這種“甩人”方式也有風(fēng)險。
首先是可靠性。高速旋轉(zhuǎn)是極其危險的，可能造成災(zāi)難性的后果。而和火箭爆炸不同，這種動能發(fā)射系統(tǒng)如果失敗，將失去火箭和整個動力裝置，而火箭爆炸只會失去一枚火箭，兩者的成本不可同日而語。
其次是商業(yè)潛力。一方面，依靠動能，火箭的上升高度有限，這種方法沒法發(fā)射太大的火箭；此外，高海拔地區(qū)的大氣壓力更低，更適合這種發(fā)射模式，但同時建設(shè)成本和工程復(fù)雜性也提升了。如果最終成本高于spaceX那樣的可重復(fù)回收的火箭，那么商業(yè)前景還是很渺茫。
此外，發(fā)射只解決了去程的問題，一次完整的太空任務(wù)還需要返程方案，而這種動力裝置在月球、火星顯然是無法復(fù)制的。
當然，目前只是開始。SpinLaunch仍然有很多東西需要證明，因此它們也計劃在未來六到八個月內(nèi)從美國太空港進行約30次亞軌道試飛。
其實除了spaceX的火箭回收方案、SpinLaunch的動能方案，美國還在開發(fā)一種火箭替代品，通過沖壓噴氣機以7馬赫的速度，將有效載荷發(fā)射到近地軌道。這種系統(tǒng)可以在一天之內(nèi)多次發(fā)射，并且可能比SpinLaunch更便宜、更安全。
毫無疑問，去往火星的征途，已經(jīng)成為新世界的前線，人類距離無盡的宇宙，又近了一步。
商業(yè)力量：商業(yè)公司為何成為航天明星？
太空探索原本是一項技術(shù)和資金雙高的事情，一直是國家競爭的領(lǐng)域。而越來越多的私營商業(yè)公司，正在加入其中并帶來了諸多模式創(chuàng)新，讓進入太空不再是少數(shù)精英的夢想，開始與普通平民產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。
商業(yè)航天公司的快速成長，不斷改變游戲規(guī)則、顛覆傳統(tǒng)“火箭方程式”，與互聯(lián)網(wǎng)時代的商業(yè)公司崛起一樣，是一個值得矚目的現(xiàn)象。
關(guān)于航空航天，我們了解的只是皮毛，但從成熟的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)律，或許可以粗略感受未來的商業(yè)藍圖。
IT產(chǎn)業(yè)的規(guī)律之一，是摩爾定律。關(guān)于這一定律有很多種表述，可以理解為集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，每隔18個月便增加一倍；或是相同價格所買的電腦，性能每隔18個月增加一倍；又或者是同樣性能的電腦，每隔18個月價格下降一半……總之，本質(zhì)就是越來越低價高質(zhì)，有著比傳統(tǒng)行業(yè)更快的增長速度。
顯然，火箭發(fā)射也因為商業(yè)公司的參與，不斷沿著這一路線演進，實現(xiàn)高速發(fā)展。
一方面，商業(yè)公司帶著社會資本而來，能夠極大地減輕國家的資金負擔(dān)，與此同時，通過良性競爭能夠加速技術(shù)創(chuàng)新，進一步降低成本。比如SpaceX 成功實現(xiàn)火箭回收以后，各國的火箭運營商和制造商都開始探索重復(fù)使用技術(shù)，比如除了SpaceX的垂直回收，帶翼飛回的方式也在不斷改進。
為了全人類向太空外卷，火箭企業(yè)自己先內(nèi)卷起來。
IT產(chǎn)業(yè)的另一個規(guī)律，是安迪-比爾定律。如果用戶們握緊手里的鈔票，非要等18個月之后以半價買入電子產(chǎn)品，IT行業(yè)還能高速發(fā)展嗎？讓用戶們對硬件更新升級不斷渴求的愿望，源于科技企業(yè)重構(gòu)了商業(yè)想象，新應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。也就是：比爾要拿走安迪所給的（What Andy gives, Bill takes away.），通過創(chuàng)新應(yīng)用來促使用戶不得不提升硬件性能，主動更換新機，否則就玩不到更占內(nèi)存的游戲、拍不出更高精度的照片、沖浪速度都落于人后。
而回到商業(yè)發(fā)射領(lǐng)域，可以發(fā)現(xiàn)，首次將平民送上太空、讓太空旅行成為現(xiàn)實的，SpaceX、藍色起源和維珍航空這三家企業(yè)，都是商業(yè)公司。不斷創(chuàng)新商業(yè)模式，在很多人認為太空跟自己無關(guān)的時候，重塑人們對航天的認知，刺激人們對上天的渴望。
在中國，快舟1號運載火箭通過直播平臺售賣價值4000萬元人民幣的發(fā)射服務(wù)，確實吸引到了客戶前來咨詢。這也證明，中國市場對火箭服務(wù)的需求是真實存在的。
讓太空成為一種時尚和潮流，這不正是過去二十年互聯(lián)網(wǎng)走過的道路嗎？
太空入口：搭乘火箭奔赴無限宇宙
許多業(yè)內(nèi)人士都曾說過，智能手機所承載的移動互聯(lián)網(wǎng)，是IT行業(yè)的新“入口”，是硬件和軟件的交叉點，通過龐大的生態(tài)系統(tǒng)吸引了產(chǎn)業(yè)鏈上中下游的人從中獲得利潤。
而從整個航空航天產(chǎn)業(yè)鏈來看，火箭就是那個“入口”，縱向包括了設(shè)計、制造、發(fā)射、運營等整個鏈路，橫向擴展到空間站運輸、設(shè)備開發(fā)、軟件系統(tǒng)等業(yè)態(tài)。作為整個體系的交叉點，火箭之于商業(yè)航天的意義，猶如智能手機之于移動互聯(lián)網(wǎng)。
而回顧中國在移動互聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展，會發(fā)現(xiàn)BAT等閃亮的明星公司背后，其實是不容忽視的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，這才使得商業(yè)模式能夠成為可能并保持高速發(fā)展。這樣的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對于火箭產(chǎn)業(yè)來說同樣重要，比如太空通話、生命支持系統(tǒng)、視頻解決方案、衛(wèi)星交通管理等等。
如果航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標真的是“趕往火星”，那么這些項目都是非常重要無必要的。而且，它們并不依賴什么神秘技術(shù)，使用當下的技術(shù)完全可以自主創(chuàng)新。比如美國的創(chuàng)業(yè)公司Cognitive Space就在開發(fā)一種人工智能驅(qū)動的控制系統(tǒng)，使衛(wèi)星操作自動化，減輕監(jiān)控和管理每顆衛(wèi)星的負擔(dān)，防止軌道擁堵。
火箭所承載的商業(yè)航天供應(yīng)鏈，是一個更加復(fù)雜龐大的生態(tài)系統(tǒng)，也意味著更多的新技術(shù)、新應(yīng)用、新服務(wù)供應(yīng)商，可以從中攫取到商業(yè)價值。
歐洲咨詢公司Euroconsult發(fā)布的《中國航天工業(yè)報告》顯示，中國民用航空航天領(lǐng)域目前有超過100家私營公司，自2014年以來已進行了超過125項投資。
而與20世紀的太空競賽形成鮮明對比的是，現(xiàn)在的太空競賽主要發(fā)生在商業(yè)企業(yè)內(nèi)。甚至國家機構(gòu)對太空任務(wù)重燃興趣，也是因為潛在商業(yè)機會如雨后春筍般涌現(xiàn)。
作為進入太空的主要運載工具，火箭是保持太空優(yōu)勢的關(guān)鍵之一，代表了一個國家自主進入太空的能力，也是商業(yè)化的焦點。比如NASA就希望將2010年以來一直在研究的太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）商業(yè)化，每年為Artemis計劃飛行一次。
當然，開始注重商業(yè)性的考量，并不意味著國家航天機構(gòu)就不重要。事實上，火星愿景必須依靠國家力量與商業(yè)力量的合力來推進。
舉個典型的例子， SpaceX作為商業(yè)公司，就曾得到NASA多項技術(shù)扶持和轉(zhuǎn)移，其獵鷹系列火箭的灰背隼發(fā)動機，就采用的阿波羅登月艙降級發(fā)動機的噴管技術(shù)。
而前文提到的“甩火箭”公司SpinLaunch，則分別獲得了商業(yè)風(fēng)投，從Google Venture，Airbus Ventures和Kleiner Perkins在內(nèi)的各種投資者那里獲得了超過1億美元的資金；以及政府訂單，2019年，該公司與五角大樓的國防創(chuàng)新部門簽署了合同，進行首次實驗性軌道發(fā)射。
這種趨勢，也構(gòu)成了一種吊詭的現(xiàn)象，為了讓全人類能夠通過向外擴展而團結(jié)在一起，不得不在地球上先因國家利益而彼此隔閡、相互博弈。
但無論如何，只有以宇宙為邊界，啟動對新世界的開拓，才能讓人類文明逃出資源內(nèi)卷的循環(huán)。
幸運的話，我們將在有生之年看到火星事業(yè)的偉大進展，屆時，你想被怎樣送上太空呢？