【科技.未來】新太空時代:從政治角力到商業競賽

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本月初,美國太空總署(NASA)宣布任命九名太空人,最快於明年分別乘坐由私人公司如太空探索技術公司(SpaceX)和波音(Boeing)的「太空的士」,展開首個商業火箭及太空船載人試飛。

這不但代表美國不用借助俄羅斯的火箭往太空,也標誌着太空探索時代更迭:從過往由國家之間的政治角力,邁向私人公司的商業競賽。

前NASA太空人Chris Ferguson在詹森太空中心亮相,將代表現時東家波音公司上太空。(視覺中國)

這九名身穿NASA寶藍色連身工作服的太空人,在美國休斯頓詹森太空中心(Lyndon B. Johnson Space Center)亮相。他們獲NASA任命,在來年分別乘搭兩艘「太空的士」前往國際太空站(ISS):聯合發射聯盟(ULA)擎天神5號(Atlas V)火箭運載的波音CST-100 Starliner太空船,以及SpaceX獵鷹9號(Falcon 9)火箭運載的龍飛船(Crew Dragon)。其中一位太空人的制服稍稍與別不同,繡上了白色BOEING字樣。他是波音Starliner載人及任務總監費格遜(Chris Ferguson)。

費格遜曾是接受俗稱「TOPGUN」訓練的美國海軍戰鬥機機師,1998年航道轉換至外太空,共參與過三次NASA太空任務,在軌道上度過逾40日。2011年,美國最後一次穿梭機任務完成後,費格遜最後一位步出穿梭機,自NASA退役。今次他的太空服別具意義:作為波音太空船的測試駕駛員及商業太空人,他將是首位乘坐私人公司火箭升空的「普通市民」,驗證民間企業染指太空的可行性,既為NASA終結長久以來國家壟斷的太空時代,亦為未來普通人也可以上太空的新時代踏出了第一步。

太空探索曾只為競賽

回望過去,太空探索意是對內對外展示科技實力、強化國民認同感的政治舞台。1957年10月4日,前蘇聯研發衛星史普尼克1號(Sputnik 1)進入低地球軌道(LEO),既成為首個進入外太空的人造物體,也正式揭開了美蘇冷戰太空競賽戰幔。

美國不甘後人,時任總統艾森豪威爾(Dwight D. Eisenhower)隨即向國會建議,設立國家太空機構應對,NASA因而於1958年成立。起步較早的蘇聯很快取得接連勝仗:翌年月球3號(Luna 3)太空船首次披露了前所未見的月球背面、加加林(Yuri Gagarin)在1961年搶先成為首個環繞地球飛行的太空人、1966年發射的月球9號(Luna 9)則是首個軟着陸月球表面的太空船。

太空探索曾經是國際政治角力舞台,太空競賽隨美國率先派人登月而結束。(視覺中國)

但在關鍵一役,由美國總統甘迺迪(John F. Kennedy)啟動的阿波羅計劃終於令美國後來居上。1969年7月20日的阿波羅11號(Apollo 11)登月任務中,隨着太空人岩士唐(Neil Armstrong)踏出「他個人一小步,人類的一大步」,太空競賽已告一段落。

前歐洲太空總署(ESA)署長雲利(George P. van Reeth)曾十分扼要地點出了這種太空探索的邏輯:「當俄羅斯做到,美國就要做到,然後歐洲也要做到。」

所以,當美國勝出了太空競賽,欠缺對手,太空探索的動機及撥款理由也自然隨之消失。在岩士唐帶來的國家榮耀過後,美國對太空競賽的熱情逐漸退卻,焦點也開始分散到越戰,自阿波羅計劃1972年終止以來,再沒有人類登陸過月球。

NASA政策顧問委員會(National Advisory Council)前主席麥盧卡斯(John L. McLucas)就形容,「好像一個常見的卡通角色橋段,跑到一個位發現腳下是空的。忽然,很多人認為太空探索已經不再迫切。」

平民上太空一度是NASA的重頭戲,首位參與的平民是高中教師麥歌莉芙,卻在悲劇中喪生。(視覺中國)

平民升空計劃屢變

NASA自1970年代改變研發方針,專注研發可重複使用的穿梭機,並在1980年代展開一系列升空任務。

其中之一就是送平民上太空,推出以促進教育和科普為名的「教師上太空」計劃(Teacher in Space)。1985年,時任美國副總統老布殊(George H.W. Bush)在白宮羅斯福室(Roosevelt Room)說,他很高興宣布史上首個參與太空旅程的普通市民(private citizen)的名字:36歲高中女教師麥奧莉芙(Christa McAuliffe)。

當時,她承諾會以日記形式記錄這段先驅旅行者的經歷,NASA甚至已準備好在教師之後要送記者上太空,《紐約時報》更說「在將來,詩人、畫家、工人、音樂家及其他人將會飛到太空」。

但之後,人們見到的是至今仍歷歷在目的悲劇:1986年挑戰者號穿梭機(Challenger)升空僅73秒就發生爆炸,麥奧莉芙與另外六名隊員喪生。教師上太空計劃亦因而取消,當然也沒有記者登上過太空。2003年悲劇重演,穿梭機哥倫比亞號(Columbia)返回地球時解體,機上七人全數罹難。

2011年6月17日,阿特蘭蒂斯號(Atlantis)穿梭機在甘迺迪太空中心升空,由Chris Ferguson帶領執行最後一個任務後退役,此後美國無法於本土直接上太空。(視覺中國)

此後,美國時任總統小布殊(George W. Bush)一聲令下,穿梭機在2011年各國合力完成興建國際太空站後全數退役。至今美國要前往國際太空站,就要每程付8,200萬美元予俄羅斯,到位於哈薩克的發射站乘搭俄國聯合火箭(Soyuz)。同時,NASA以星座計劃(Constellation Program)取代穿梭計劃(Space Shuttle Program),建造新的火箭和太空船,以2020年重返月球、興建太空基地、長遠登陸火星為目標。

惟奧巴馬上任後太空政策再度轉變,一方面他認為星座計劃不合乎成本效益,而於2010年取消,讓NASA的目標由月球轉到小行星,只保留2030年代踏足火星的目標;另一方面他改變了NASA的定位,轉趨保守而務實,經費大多落在氣候相關的地球科學研究,又積極推動商業機組人員暨貨運計劃(Commercial Crew and Cargo Program),把來往於國際太空站的運輸交由私人太空公司的火箭或太空船負責,以更有效運用經費。

其中SpaceX和Orbtital ATK已先後於2013和2014年起負責運送補給品,Sierra Nevada將於2020年加入。NASA再在2014年分別與波音和SpaceX簽訂合共68億美元的合約,讓美國太空人能乘坐兩間公司開發的所謂「太空的士」,再次從佛羅里達州太空海岸(Space Coast)升空。

波音Starliner太空船預定先於本年尾或明年初不載人試飛,明年中才載人。(視覺中國)

私人參與助降成本

太空競賽從昔日的蘇聯和美國,到今日變成波音和SpaceX。兩間公司原定於2017年實現首次商業太空載人航行,因各有技術問題未達NASA要求而多次延遲:波音在今年6月一次測試中發現其緊急逃逸系統有問題,引擎停止時會令燃料洩漏;SpaceX則需要改善其獵鷹9號火箭在2016年發射時爆炸的問題。直到任命九名太空人前一天,才正式確定於明年首次載人試飛。

波音行政總裁梅倫堡(Dennis Muilenburg)還在6月「另開戰線」,揚言首架載人往火星的火箭將由波音製造,SpaceX創辦人馬斯克(Elon Musk)則在Twitter回應「放馬過來!」

私人公司參與太空任務非今日之事,Orbital Sciences早於1980年代已有好些與NASA合作的衛星和火箭發射任務。但近年對太空興致勃勃的公司如SpaceX和Blue Origin,可能已拋離了國家主導的研發。至少,從未有一個政府的太空機構能夠重用一支火箭。而SpaceX火箭自2015年末首次成功降落地球,得以回收重用,近年已多次展示這門拿手好戲。這將會徹底改變行業生態,因為可以避免造價媲美波音737客機的火箭,如過往般用後付諸一炬,升空成本有望大幅降低,讓更多人成為太空探索者。

私人公司在太空探索界崛起,從鼓勵創新而言,未嘗不是好事。英國星際協會(British Interplanetary Society)成員碧卡(David Baker)曾向《新政治家》(New Statesman)雜誌指出NASA的局限:

作為政府部門,NASA是保守、不願冒風險的機構,它們每年得到國會批出預算,需要對納稅人負責。而創業家如馬斯克和貝佐斯(Jeff Bezos)有數以十億美元計的私人資金,則可以發揮所長,用他們的資金冒風險,並聘請那些有想法、但受官僚體制掣肘的優秀工程師。
英國星際協會成員碧卡

SpaceX在上月中的媒體開放日中展示了Crew Dragon太空船。預定本年11月不載人試飛,明年4月載人飛行。(視覺中國)

而對NASA更直接的好處,可能是令他們從長年經費壓力中舒一口氣。NASA在1960年代最活躍時,可獲得政府財政預算的4.5%,但此後隨太空競賽而暴跌,至今佔不足0.5%。

採用波音、SpaceX的太空船,或比NASA自行研發的Orion太空船(上圖)經濟得多。(視覺中國)

當日NASA決定與私人公司簽訂高價合同購買運輸服務,取代過往與承包商生產私伙載具,曾遭質疑是否真的可以降低成本。但去年9月由NASA甘迺迪太空中心(Kennedy Space Center)員工做的一份研究發現,SpaceX的龍飛船和波音的CST-100 Starliner研發成本分別只需22億和32.7億美元,但NASA研發中的獵戶座太空船(Orion)卻預計要接近195億美元;三者的發射成本則分別為3.08億、4.18億及10億美元,可見,轉向私人公司明顯划算得多。何況NASA每年耗資30億及40億美元自家研發的SLS火箭和獵戶座太空船,進度也多番滯後而備受國會壓力,商業太空航行未嘗不是他們的長遠出路。

低地球軌道商業化
同時,NASA也正為未來能讓費格遜以外的更多「普通人」前往太空而鋪路。NASA提供的合約條款之一,准許波音和SpaceX售賣太空船票乘載普通人,作為遊客隨NASA任務前往太空。遊客經過訓練後,可在太空逗留約一周。

基本上,我們想創造新的市場,希望這些公司有能力向非政府消費者售賣服務……NASA一直很希望開放太空航行予更多受眾。
NASA商業太空飛行部門總監麥卡列斯特(Phil McAlister)

據摩根士丹利(Morgan Stanley)去年發表的研究報告,估算全球太空營收到2040年將達1.1兆美元,是2016年的三倍有多。

Amazon及Blue Origin創辦人Jeff Bezos初步透露,太空旅遊票價將介乎20萬至30萬美元。(視覺中國)

這正是這些私人太空公司想要的。SpaceX主席及營運總監索維(Gwynne Shotwell)就對《華盛頓郵報》(Washington Post)說:「人類太空航行是我們公司的核心理念,要創造出數以百萬人計能探索星體,甚至居住於其他星球的未來。」

他們的第一步是提供太空旅遊服務。雖然從未進行過載人太空任務,SpaceX創辦人馬斯克已揚言要載兩名遊客環繞月球旅行,甚至2023年載人往火星;貝佐斯的Blue Origin希望一年內送消費者到地球亞軌道(suborbital);布蘭森(Richard Branson)的Virgin Galactic也有類似目標,雖然在2014年其太空飛機失事導致一名機師死亡。

富商Dennis Tito在2001年作為首個太空旅客,未來太空又會否繼續是有錢人的專屬遊樂場?(視覺中國)

作為美國政府大型承建商的波音,也正與一間名為Space Adventures的公司籌備,讓遊客預訂其太空航班。這間公司過往曾安排過一次旅程,讓七名遊客乘坐俄羅斯火箭到太空站,包括美國富商狄圖(Dennis Tito)。雖然公司不願透露價錢,但說另有多個遊客準備好太空旅途,其中包括2008年已付500萬美元訂金的Google共同創辦人布林(Sergey Brin)。

費格遜固然也意識到他參與這次任務的歷史意義:「到底我們可否安全而合乎成本地,讓太空旅途不只限於財力雄厚的大公司或政府精英?」這些公司希望未來成本會降低,以實現他們要讓更多人上太空的目標,但現時太空不是國家太空人執勤,就是有錢人的玩意。Virgin Galactic每程收費25萬美元,據《路透社》報道,預計來年開始預售的Blue Origin,票價將介乎20萬至30萬美元。

至於前NASA國際太空站經理蘇費甸尼(Mike Suffredini)創辦的Axiom Space則計劃建造私人太空站,聘請了法國設計大師史塔克(Philippe Starck)來設計,以創造出「最佳的地球景色」。他們希望太空站首期工程可在2022年末至2023年啟用,同時也與NASA達成協議,可提供長達十天的國際太空站旅遊服務,連同15周訓練課程開價5,500萬美元。

Axiom Space將建造私人太空站Axiom Station作太空旅遊之用,走奢華風格。(Axiom Space官網圖片)

NASA的麥卡列斯特認為,價錢只是暫時問題:「我們只是剛開始。你可以看看飛機旅行的歷史,最初推出時也是極昂貴,只有少數有錢人負擔得起。慢慢出現了一代又一代更合乎經濟效益、更平民化的飛機。」

隨着技術門檻慢慢降低,以及探索太空步向開放、商業化的進程,太空已經不限於昔日圍繞自然科學,甚至未來人類物種存亡之類的國家級科研,也延伸至地球上其他商業應用。在波音、SpaceX、Blue Origin等太空探索巨企提供商業太空飛行以外,其他領域的龍頭與新創也早已在低地球軌道市場分一杯羮。

近年展開的衛星星座(Satellite Constellation)競賽是其中之一。科技公司在低地球軌道發射成千上萬的小型通訊衛星,以近乎零死角包圍地球建造互聯網網絡,彌補了窮鄉僻壤、沙漠、高山及海洋等現時大量未有網絡之處。SpaceX的Starlink計劃預計到2025年將吸納4,000萬用戶,帶來300億美元收入。除了獲得空中巴士(Airbus)、維珍集團、軟銀集團(Softbank)等支持的主要對手OneWeb之外,也吸引了波音、三星等制定衛星星座計劃。

英國新創孵化器Satellite Applications Catapult的行政總裁馬田(Stuart Martin)也補充,一些公司也開始利用太空數據來處理業務。例如超級市場可以太空數據來追蹤和監察貨源,以確定漁夫有否違規捕魚。甚至,開始出現一些可謂無關痛癢的消費產品,例如日本初創公司ALE正計劃在來年發射一種有大量球體的小型衛星,在太空釋放並進入地球時,可模仿出流星雨效果,還可以按消費者要求來設計。

不過,NASA推動的商業化太空新時代,似乎未獲美國人讚同,請詳見另文:《【科技.未來】特朗普命NASA轉型 太空商業化未得美國人心》

上文節錄自第125期《香港01》周報(2018年8月20日)《從政治角力到商業競賽 新太空時代 平民可遊月球?》。

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