人类对太空的探索正在加速。
当地时间3月14日,由埃隆·马斯克创办的太空探索技术公司(SpaceX)第三次尝试发射“星舰”火箭,表现好于前两次,再次吸引了世界目光。“星舰”是一款重型运载火箭,采用可重复使用设计。
2023年,全球发射火箭首次突破200次,大幅超越上世纪六七十年代美苏开展“太空竞赛”的时代。根据美国哈佛大学研究人员的统计和SpaceX公司公开披露的信息,截至去年12月30日,2023年SpaceX共发射火箭96次,比2022年的61次增加了约60%,而同一时期美国全国共发射火箭104次。也就是说,SpaceX占据了美国九成以上的发射份额,占全球火箭发射的近一半。
中国航天也在迎头追赶。2023年,中国航天完成轨道发射67次,创新纪录。值得注意的是,其中民商火箭发射13次,也创下了新纪录。中国作为世界第二航天大国的地位已经非常稳固。
近日,路透社关注到了中国民营火箭公司“箭元科技”的新项目:该公司称,正计划和淘宝开展利用可重复使用火箭技术运送快递包裹的新模式探索试验。根据火箭公司方面消息,最快在年内进行首次载货火箭回收试验,送出第一份淘宝航天快递。
这听起来很疯狂,以至于有人调侃:这是什么最新科幻小说的章节,还是愚人节玩笑?
“太空极速物流”已被多国提上日程
短期内,我们当然很难想象火箭送快递的项目能落地。但在航天领域,“送快递”的设想并不是天方夜谭。
分析称,火箭本身的使命就是向太空发“快递”,可重复使用火箭的子级火箭可以返回地面,为实现地面“点对点”的极速快递的能力提供了技术保障。
近年来,远程极速运输是航天领域研究新热点。
SpaceX公司投入数十亿经费研制“超重-星舰”运载器,并研究利用其提供1小时全球极速运输服务,计划2028年实现商业运营。
印度曾进行过200多次试验,通过火箭运大米、谷子甚至活鸡。
德国和意大利等主要航天国家也在开展相关技术研究,计划在2030年后投入运营。
我国在这一领域也有不少研究投入。如2022年9月,中国运载火箭技术研究院发布消息称,由火箭院研究发展部牵头申报的“亚轨道远程空天运输系统总体设计与控制技术”项目顺利通过国家自然科学基金委员会评审,正式获得立项支撑。
亚轨道远程空天运输系统综合利用太空高度的超微阻力特征和大气层内升力起飞和滑翔降落的便利,来实现远程极速运输。而该系统在投入应用后,洲际运输到达能力,将可达到小时级别。
声称开始开展火箭送快递试验的“箭元科技”,其所使用的承担货运载体 “元行者一号”,也能实现上述小时级别的全球极速运输效率。箭元科技创始人魏一接受媒体采访时表示,“上千公里的路程只需几分钟”。为了确保快递的安全,公司正在研发货运仓的逃逸系统。箭元科技在其官微上透露,将火箭头段快递仓初期设计体积为120立方米,可运输货物10吨。这意味着不止是普通商品,车辆和工程器械都可以坐火箭送上门。
回收技术日臻成熟,中国脚步加速
▲资料图:“星舰”在基地等待升空
要使“太空极速物流”成为可能,火箭可回收、可重复使用是一个关键的必要条件。
SpaceX最受外界关注的一点是,其广泛使用可重复发射的火箭,颠覆了人们对于火箭是一次性产品的传统认知。例如,2023年12月23日执行发射任务的“猎鹰9号”火箭的推进装置在使用19次后宣布退役,创下了反复使用次数最多的新纪录。
SpaceX在行业内一骑绝尘,但可复用火箭已然成为世界航天工业界的一个研发重点方向。包括贝索斯创办的蓝色起源、法国阿丽亚娜空间公司,都在大力研发火箭回收再发射技术,试图在这一领域猛追SpaceX。
除了外国同行,许多中国公司也奋起直追、竞相开发可重复使用的火箭。试图用火箭送快递的“箭元科技”自然不例外。箭元科技研发的“不锈钢箭体+液氧甲烷”可重复使用火箭“元行者一号”,采用海上溅落回收技术,于2023年1月成功完成静态点火试验,9月成功完成海上落水回收试验。
在此之前的2023年7月12日,中国民营公司蓝箭航天自主研制的朱雀二号运载火箭从酒泉卫星发射中心升空,并按计划完成飞行。值得注意的是,它是世界首枚成功入轨飞行的液氧甲烷火箭。路透社当时评论称,甲烷被认为是一种污染少、更安全和更低廉的火箭燃料,更适用于重复使用的火箭,本次发射使中国在液氧甲烷火箭领域领先于竞争对手美国,包括SpaceX公司。
从公开报道来看,今年是中国公司研发可重复使用火箭最重要的一年,很多公司都有近期首次入轨的计划。例如,据“海南商发”微信公众号报道,深蓝航天的可回收火箭“星云一号”计划2024年底前在海南国际商业航天发射中心完成入轨首飞,这将是中国可回收火箭的首次入轨发射。
▲2023年7月12日上午,朱雀二号遥二运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空
此外,据俄罗斯《专家》杂志网站报道,成立于2020年的东方空间公司计划于2025年底或2026年初在海上发射其开发的可重复使用运载火箭,北京星际荣耀和蓝箭航天计划在2025年首次正式发射带有可返回子级的火箭。
国有航天集团在这方面也大有作为。据美国航天新闻网报道,中国航天科技集团可能于2025年发射的新型运载火箭将通过与国内不同的商业火箭公司的产品竞争“极大地增加中国航天发射和进入太空的可选择性”。报道引述中国官方媒体的一篇文章称,中国航天科技集团2023年成功完成垂直起降悬停试验,“取得了可重复使用火箭关键技术突破”。
火箭送快递,网购“小时达”?航天商业化场景想象无限
在技术可行的前提下,“火箭送快递”在应用场景方面的设想,又大胆往前跨了一大步。
▲示意图:箭元科技试验火箭货运仓位于箭体头段
目前,现实落地的最大障碍或在成本,考虑到这一因素,行业内预计,未来3-5年内火箭送快递恐怕都难以落地。
但这并不意味着未来这一场景无法落地。要知道,商用航天踊跃加入后,全球航天竞争的一大“成果”,就是把火箭发射的价格越“卷”越低。随着可重复使用火箭的常态化发射,和不锈钢作为箭体材料的工程化应用等技术革新,未来几年火箭送快递的成本会大幅降低。
中国是电商最发达的国家,数据显示,2023年中国社会物流总额预计为350万亿元,全年快递业务量达1320亿件,连续十年稳居世界第一。电商巨大的消费规模,也给火箭快递的愿景奠定了现实基础。
航天领域科普专家王君毅评论道,不管火箭送快递短期内能否落地,火箭送快递就算单纯只是一种设想,淘宝也为民用航天描绘出了商业想象空间。
除了实现“全球购小时达”的极致网购体验。业内人士分析称,如果火箭送快递成为现实,对我国应急救灾体系建设也具有重大意义。在应急救灾的情况下,时间就是生命,借助先进的导航和定位技术,火箭可以突破地理和气候的限制,将大量救援物资准确投放到指定地点,确保救援工作顺利进行。
航天的商业潜力巨大。据太空基金会2019年发布的《航天报告》统计,过去十年来,世界太空市场中的政府和商业收入共增长了73%,攀升至4238亿美元。商业航天收入占全球太空经济80%,高达3368.9亿美元。航天专家、新加坡航天咨询公司航天学院主席陈淑婷说,全球航天产业大部分属于商业应用,“若中国要建立完整的航天系统,必须纳入商业航天的发展”。
拓宽航天产业商业化可能性边界,创造性的跨界应用场景探索,或是一条可行的路径。火箭与电商碰撞,能否激发新的商业潜能?此番公布的火箭送快递项目中,国民级电商平台淘宝入局,也给这一前景注入了更多的期待:“火箭电商”是否有可能孕育出新的业态,乃至帮助中国引领未来商业航天应用?
尖端科技会成为生活日常吗?在人类科技史的进程中,这一问题已经被回答了无数次。曾经,计算机笨重、昂贵,是美国国防部用来做弹道计算的庞然大物,而如今,个人电脑几乎已在全世界普及;互联网的雏形供战争时期破解敌军密码而使用,今天却已伴随每个人的饮食起居;几十年前、百余年前科幻小说中的无数设想,都已成为人们稀松平常的生活场景……
关于这次火箭送快递是开玩笑还是真事,淘宝官微回应网友称:很多伟大的事情,最初看起来是个笑话。人类能走多远,很多时候,的确取决于“心有多远”。