划重点
7月20日,亚马逊创始人杰夫贝索斯搭乘蓝色起源的“新谢泼德号”飞船进行了首次载人飞行,此次与他同行的有82岁的女飞行员和18岁学生,在超越了100公里高的卡门线并到达距离地面107公里的高度,体验了几分钟失重状态后,返回地面,顺利完成此次飞行任务。而本月的7月11日,维珍银河创始人理查德布兰森抢先一步搭乘飞船率先实现了太空旅行,成为太空飞行第一位搭乘自家飞船前往太空边缘的亿万富翁。
两位亿万富翁的太空竞赛落下帷幕,但太空旅行才刚刚开始。随着航天公司的竞争,商业载人航天旅游似乎离普通人的距离也越来越近。原本神秘的航天产业,也逐渐以商业化形式走到大众面前。
7月20日晚,科技新闻联合高山书院邀请到了中国空间科学学会理事长、中国科学院国家空间科学中心研究员、国际宇航科学院院士吴季,火箭派航天CEO程巍和星河动力CEO刘百奇,共同探讨这次贝索斯的太空之旅。
吴季认为蓝色起源首次载人飞行非常成功,是一个划时代的现象,与维珍银河相比,才是“真正的太空旅游”。吴季说:"维珍银河在7月12日的载人飞行中并未过卡门线,但此次蓝色起源载人飞行成功突破卡门线,让游客参与太空旅游有了更好的体验感,这对人类来讲更是启动了太空旅游的元年。另外,这次蓝色起源是有付费的乘客,但维珍银河没有。这样一种商业性的且在未来具有非常大的商业前景和市场前景的飞行,对人类的商业航天来讲非常重要。”
从中国的商业航天发展来看,刘百奇表示目前中国已经实现把人送到太空,而要实现商业上的把乘客送入太空主要的问题是要大幅降低成本,主要考虑火箭重复利用,可以降低成本。技术路线上固体火箭复用是目前不能够实现,液体火箭可以实现复用。程巍表示,太空旅行不仅是技术的问题,也需要国家出台相关太空旅行的政策,载人飞船或者飞船载入大气层都需要这些审批包括政策的开放。
以下为本期的直播对话实录:
程巍:各位直播间的朋友大家好,我是火箭派创始人程危今天北京时间2021年7月20号9点13分世界首富贝索斯也是亚马逊创始人搭乘蓝色起源在美国德克萨斯州发射成功,并成功触达100公里高的太空,最后的数字是107公里左右。伴随贝索斯一同前往的还有另外三名乘客,完成这次奇妙而又短暂的太空之旅,今天我和中国空间科学学会理事长、中国科学院国家空间科学中心研究员吴季院士,还有星河动力创始人刘百奇,大家一起复盘此次的发射实况,聊聊太空旅游的那些事。
刚刚看到贝索斯首次过了国际公认的卡门线100公里以上的首次太空载人旅行,并且安全返回。在他开舱出来的那一瞬间,确实觉得我们真的见证了历史,这代人很幸运。我们都是做航天的人,也感觉到我们这一行未来的发展空间很大,自己身上的压力担子也很重。今天我们和吴老师、百奇总好好聊聊。先从吴季老师开始,您怎么看今天发射的“感动时光”,从发射直播的哪一个片段让您感触最深?
吴季:大家好,非常高兴有机会和腾讯的网民们一起复盘这次具有历史性的太空飞行。跟我们火箭派的程总一样,我也是心情非常激动。这次飞行大家都非常关注,应该说这是一次对蓝色起源来讲是它的第一次载人的飞行,虽然运载工具火箭、飞船都飞过多次,但都是在测试。这次是第一次把“旅游者”带到飞船上一起飞,这次载人飞行非常成功,而且进行的非常顺利,有一点划时代,不但对这个公司来讲,对人类来讲是启动了太空旅游的元年。
7月11号维珍银河公司也做了一次载人飞行,这是满载6个人的飞行,公司的创始人理查德布兰森也一起飞了,这也是一次非常重要的飞行。但维珍这次的飞行都是公司的职员,并没有真正的乘客。但蓝色起源是有付费的乘客,这是真正的太空旅游,应该说是划时代的。我们参加过多次航天的发射,这样一种商业性的且在未来具有非常大的商业前景的、市场前景的飞行非常重要,对人类的航天来讲是非常重要的。
程巍:其实我今天注意到一个细节,贝索斯称自己为“冒牌的宇航员”,我觉得今天宇航员的意义也被重新定义了。此次飞行的游客中有一位82岁的女宇航员沃利芬克,还有18岁的孩子奥利弗戴曼是个荷兰人。这次飞行定义了我们普通人已经能够把商业航天进行载人飞行,真正成为宇航员了,并不是传统意义上要接受很多年实验的宇航员。在起飞之前才做了14个小时的临时训练,让我很惊讶,我一直认为要经过很长时间的训练。这是刚才我的另外一个感触。百奇兄您说说,星河动力的火箭也已经成功上过天了,您这次也有感触吧。
刘百奇:大家好,非常高兴参加咱们这次直播活动。今天也是全程看了蓝色起源这次商业太空旅行的飞行,这次活动取得了圆满成功。在发射和着陆的过程中,对我来说印象最深刻的一个环节是沃利芬克,一位82岁的老奶奶,她从舱口出来之后张开双臂,在舱口停留了比较长的时间,非常兴奋,我们也从中看出飞行过程的环境是普通人都能够接受的,飞行过程中她并没有感受到不舒服的情况,这也标志着普通人从环境上来说是能够承受这次飞行任务的,也标志着真正的太空旅行距离普通人非常近了,这是我的看法。
程巍:确实如此。如果82岁的老奶奶都能去,说明咱们也都可以。前几天理查德布兰森维珍银河的老板也进行了一次太空的飞行,他上的是86公里,这次是107公里左右,我们知道100公里是“卡门线”,可是太空的高度到底是由谁定义的,背后有什么故事,从专业的角度来讲,问问吴季老师,他们两个人哪个算真正去了太空?
吴季:解释卡门线之前,我们先聊聊关于航天员和宇航员的定义,这次到底叫什么呢?叫宇航员、航天员还是太空人?在人类进入太空以后有三个名字,英文里面也是三个名字。这三个名字有一种含义,哪个国家的人到了太空以后就用自己国家的语言去叫他。现在出了一个新的门类“旅游者”。在2001-2009年有三个“旅游者”到过国际空间站。就像程总讲的,他们经过了非常严格的训练,6个月的训练,非常严格,他们在太空待的时间也比较长,最多待了12天。他们也不太愿意叫自己航天员而是称叫“自费的航天员”,但也不愿意称自己是“旅游者”,因为要飞行他们需要长时间的训练。
这次比较奇怪,他们只经过了14个小时的训练,所以应该说是真正的“旅游者”,我不太倾向管他们叫航天员,他们也认为自己是“假的航天员”。你看他们没有那么复杂,其实太空旅游是尽量不要搞的太复杂,这种短期的很容易实现的形式,对旅游非常合适。不管怎么定义,一般人都可以上太空的。百奇总讲了,这是非常难得的一个经历,一般人都能上,打破了我们对航天员的观念。
至于说100公里这件事,苏联制造了第一颗人造卫星以后,天天从美国头顶上飞过,美国当时的总统和军方都非常担心,这算不算侵犯美国的领空,他们反复讨论能不能够抗议?冯卡门是空气动力学家也是钱学森的老师,最后就提了一个建议,我们把100公里定为领空和太空的边界,100公里以上是人类共有的空间,不是一个国家的领空,低于100公里就有权利防卫。
国际宇航科学院和国际上的空间机构都认为100公里是一个边界,其实这是一个人为设定的边界。到了80年代,航天飞机开始飞了以后,美国的航天飞机在着陆之前要经过加拿大的上空,这时候已经低于100公里,我们是不是每次都要侵犯加拿大的领空,虽然加拿大并没有对他们进行抗议,包括NASA、美国自己的军方,就把100公里自动降到80公里,80公里以上都算是人类共有的太空,80公里以下就算国家的领空。
国际上基本公认的卡门线是100公里,但贝索斯飞的107公里,和前两天维珍银河飞的86公里,其实没有本质的区别。因为大气的密度都一样,非常稀薄,即使是再高20公里都没有太大的区别,而且你在那个高度上看地球差不多看到的是一样,可以看到地球的弧度,可以看到黑色的宇宙,作为观景来说也没有本质的区别。他们都应该算太空旅游,应该都脱离大气层,进入到很高的高度上,而且也获得了微重力的漂浮感觉。微重力漂浮的感觉其实不是太空旅游的标配,你可以到那么高但是不一定非要去体验微重力。高度是最主要的,到了这个高度应该都可以叫太空。
程巍:美国对于单位的定义很有意思,很多单位都跟国际不一样,长短距离用英尺衡量,咱们用米和公里,包括太空的定义也不一样。最后的定义上谁是第一次载人的太空旅行,对这个定义可能有一个争议。标准不一样,我估计也有一些游客对这个有不同的看法,我们拭目以待吧。
刚才说到理查德布兰森和维珍银河的事,我们知道他采取的方式是在地面起飞,搭载它的航天飞机到了一定距离再起飞,才能完成太空之旅。贝索斯用的是平常意义的火箭,虽然是可回收的火箭,百奇总你说说这两个技术流派,对于太空旅行来说,以后哪一个是常态?
刘百奇:刚才讨论的问题是热点问题,维珍银河抢先蓝色起源进行载人飞行,但是由于只飞了80多公里,有些人质疑这个算不算是亚轨道太空飞行。我个人认为维珍银河太空船是具备飞行到100公里以上的能力,这个大家不用怀疑,他飞到80多公里主要是因为前期的实验为了更安全可靠才没有飞上去,但其实他是能够飞到100多公里以上。
第二,我们从蓝色起源和维珍银河这两家公司所做的太空旅行,实际上都是叫做亚轨道太空旅行,它是对应轨道级太空旅行。全世界第一个做太空旅行的人是美国的一个富商叫丹尼斯蒂托,他是2001年乘坐俄罗斯联盟号飞船进入到国际空间站,那个是进入到真正宇宙空间。他需要达到宇宙速度,才能够进入轨道,这个商业亚轨道太空旅行不仅是高度相对来说比较低,只有100公里左右,最主要是速度,它的速度只有1000每秒,它的速度达不到第一宇宙速度,这样就导致它的技术难度和轨道级的太空旅游技术难度大幅降低,它的成本也大幅降低,因为成本的降低才导致这种亚轨道商业太空旅行距离普通民众会更近一些也更容易去商业化。
我们看到这两个公司走的确实是完全不同的技术流派,从技术上来说,程巍也说了蓝色起源采用的是火箭的模式,它的助推器是一子级的火箭助推器,上面是类似神舟飞船一样的太空舱,维珍银河用了一个叫双体的飞机将一个也是像飞机模样的飞船带到1万5千米的高空释放,释放之后由飞船上固液混合的发动机,它是固液混合发动机,助推70秒飞到80公里到100公里这样一个高空,再利用气动进行返回。
他们两个完全不一样,但是对于普通民众来说,大家对技术的关心、理解,可能更要稍微弱一点,毕竟不是所有的人都对技术这么了解。假设我们自己去坐旅行,我们更关注过程中的体验,我想说一下这两个体验的过程,如果我们去乘坐是完全不同的。对于维珍银河太空旅行来说是从机场出发回到机场,我们可以看到是从机场登陆飞船,采用双体客机起飞,最终飞船返回的时候是水平着陆,着陆在跑道上,它更方便人的登机和接送返回,整个体验是这样一个过程,更像是乘坐飞机的过程。时间非常长,第一段用双体客机慢慢爬升,上了飞船之后返回的过程比较长。
而蓝色起源采用的是火箭模式,整个过程只有10分钟左右,花的时间比较短。它的出发点和结束点,我们看到都是在同一个沙漠里,起飞的点沙漠修了一些建筑,回落的点就是在野外的沙漠里,等了几分钟,迎接的轿车才开过来,才把他们接走,这两个从体验上来说我个人觉得维珍银河的体验更接近于我们传统的飞机旅行。蓝色起源整个过程是从沙漠出发回到沙漠,但是有一个火箭大力的加速助推的过程,体验航天员乘坐火箭上太空的感觉,这两个感觉有一些过程是不一样的,中间有一段大家都有3-5分钟的失重体验,这是相同的,都可以从漂亮的窗口向外去俯视地球,看到蓝色的星球。
整体来说,这两次飞行各有各的特点。从未来长久来说,我是觉得从技术角度来说,维珍银河这种方案可能更具有前景一些。但是也有一个缺点,目前维珍银河的飞船是没有逃逸系统的,蓝色起源这个火箭是有逃逸系统,任何阶段都可以实现发生危险,可以实现人员的逃逸,维珍银河如果发生故障,人员有可能会出现生命的危险,这是对这两家的分析,个人的一些观点。
程巍:你分析的非常好。以需求定义载荷,以载荷定义火箭,火箭也是一种飞行器。为什么这么说,如果比较维珍银河还有蓝色起源的体验,我个人更比较倾向蓝色起源的方式,你看它的飞船舷窗特别大,不像维珍银河里面的舷窗很小,就像飞机。3分钟的观测效果不是特别好。
第二,如果上太空,我一直希望能够入轨,至少到200公里或者150公里低轨道,达到第一宇宙速度,达到7.6公里每秒的速度,而不是像他只是一个1000米每秒,这还是比较低的。因为这个速度比较低,用单级火箭就能够完成,如果达到这么高的速度,单级火箭肯定不行,越往上大气压力的原因,发动机的形态不一样。
我觉得随着未来的发展,他们有非常明确的需求。与此同时,因为需求的原因,如果未来客流量大了,我觉得可能会有类似像机场一样的“太空港”,可能有某种的结合或者复用,这就解决了我们出发与乘坐的便利性,这可能也是未来的一个发展方向。从现在的角度来看,确实出发的过程中,维珍银河更加舒适一些就像坐飞机。从刺激性和体验感来讲,像一个宇航员一样,蓝色起源可能更好一点,它像一个火箭给你一个推背感的状态,有比较强的过载。
不管怎么样,刚吴老师也说了,第一个商业航天的游客可能是贝索斯,他是真正花了钱上去的。我在直播之前发了一个朋友圈说了一下咱们这个直播,很多小伙伴回复咱们什么时候能上天,普通人什么时候能上天,我的回复是10年左右。那么价格怎么办,成本如何?这个问题想听听两位的看法,吴季老师您先来,您看未来成本觉得下降到多少?
吴季:这和两个公司的实验方式采取的技术方案有一定关系,这两个公司各有倾向性,两个公司的技术方案不同,体验也不同。可能还要考虑一个未来的发展。首先我先表个态,这两个方向都还是不错,因为他们全部都复用,没有浪费什么,这是未来商业发展最重要的一个方面。
在运行方面,从运行成本来看,我觉得贝索斯这种方案可能更便宜一点,因为它需要的支持的设备、设施更简单一点。但是它存在一个问题,天气对飞行的影响可能比较大。比如说有大风的时候,只要伞一开就会随风飘,可能会飘很远。特别理想的垂直着陆不容易做到,可能会倒过来,我们国家神舟5号和神舟6号都出现过这样的问题,就是因为有风。
降落伞垂直的着陆方式对气象的选择约束条件更大一点,但是它相对来说更便宜一点。这两种方式会并行存在相当长一段时间,而且他们会赚到太空旅游的第一桶金。目前两家报价都在20多万美金的价格,已经相当吸引人了,目前他们可能在两三年之内都不会缺用户,甚至5年之内都会排的很满。
我认为在5年之内不会降太多,也可能会降一点。但这是一个市场行为,只要有人买票他们就会保持这个价格,直到有另外一家进来跟他们竞争,有更低的价格他们才会往下降。我们希望在不远的未来中国也能实现太空旅游。我们希望也要把这个市场留在中国,比如未来飞行的价格可以降到50万人民币到100万人民币左右,估计都会有很多人去,将会有大量的乘客在那等着上太空。
程巍:没错,我也希望快一点。我和刘百奇一样,我们都有自己的火箭规划,公司都在做研发,我们有自己的飞船。其实不光是技术的问题,也需要我们国家出台与太空相关的政策,载人飞船或者飞船载入大气层都需要这些审批包括政策的开放。还有一点,不管是理查德布兰森还是贝索斯,公司能够卖这么多钱,卖这么多票都是公司负责人先上的原因,这给我们的压力也很大。我跟小伙伴说,2026年、2027年你们看着办,得先把我抛上去,他们都觉得压力很大,如果能上去这个事都好说,如果上不去就很难讲了,百奇你怎么看?你有没有做好这个准备?
刘百奇:应该说还没做好。说到太空旅游价格的问题,我们探讨价格之前应该先把太空旅游再细分一下,看它是什么目的和用途。今天看到维珍银河和蓝色起源所做的太空旅行,我们可以理解为这是一个游乐项目,就像公园里的超级大型过山车一样。从亚轨道太空旅行到未来的星际旅行,比如说我们从中国乘坐火箭的模式到美国只需要30分钟,这可以改变出行模式和用户群体。第一类用户群体是对太空非常向往的探险者和游乐者的心态。
第二类客户我们发展到跨洲际旅行,它是我们出行的工具,客户群体会更多。第三阶段是能够面向普通民众,低成本进入轨道的旅行。第四步是普通民众能够实现的星际旅行,比如马斯克说的火星移民,这个火星移民不会像美国富商付2000万美金一样,现在我们一个普通人进入太空需要大约500万美金,它会分成几个不同的用途,而不同用途可能会面向不同的客户群体。
我个人更倾向于第二类,如果我们能实现跨洲际的用火箭的方式出行,彻底改变我们出行方式。我们从中国飞到美国,坐商务车也需要几万,在此我个人有一个大胆的期望,希望未来用亚轨道太空旅行降到10万人民币左右。如果能够达到这样的价格,用户的群体应该是非常之大的。我们从十几个小时的飞行改成半个小时,从1万的机票到10万的机票,这是大部分人能够承受的,这是我对太空旅行的期望,也对价格降低有着期望。如果停留在太空的游乐项目,这个价格会降得慢一些。但是如果要拓展到交通工具,价格还需要大幅下降。
程巍:刚才您说的是公务舱的价格或者头等舱的价格,从北京到洛杉矶是9600公里,大概是1万公里,经济舱便宜的时候4000或者3000,相当于每公里5毛钱人民币,1块钱都不到。这与现在的飞机进行对比,各方面都要有一个巨大的突破。我相信时间也不会太长,这也指日可待。刚才也说了发射地点,一个是在德克萨斯,一个在沙漠里,维珍银河有一个“太空港”在加利福尼亚的沙漠里。吴季老师也说他们选择这些地方的原因,是因为沙漠里天气条件相对来讲比较固定一些,不会受到太多的极端因素的影响,大气层也相对静态一些,这可能也是有一定的帮助和考量,同时土地价格也便宜。
刚才说到马斯克想去火星,他明年想帮日本富商带艺术家进行环月的旅行。我们知道真正的大玩家是Space X,他能够把这个事情玩法都会改变,这可能是一个巨大的商机。对这个展望想听听吴季老师的看法,您觉得马斯克进入这个市场的时候,他会怎么玩?这对我们有什么启示?
吴季:这是两类不同的应用,一类是跨洲际航班化的旅行,另一类是进入太空或者月球,这是两类目的不同的出行。即使航班化的旅行非常容易,比如说从北京飞到洛杉矶只需要十万元,但是它代替不了人要到太空旅行的目的,也解决不了这个问题。
我们现在讨论的是到太空旅行的问题,这是一个非常重要的问题,对人类走出地球摇篮非常重要。如果要解决太空旅行进入轨道空间,需要5000多万美金的价格是不成立的,因为用的不是商业设施,报价是由政府航天机构建设的国际空间站报的,这个报价是低不下来的。但是如果马斯克用自己的龙飞船把人送到轨道上待两到三天,绝对不是这个价格,成本不会这么高。
马斯克宣布9月15号带4个人坐龙飞船飞行两到三天,但其实他的龙飞船不是专门做这个用的。龙飞船设计是作为运载工具用的。如果要在太空呆两到三天,人在龙飞船里面呆着也很不舒服,因为上面没有卫生间和休息、锻炼的地方。马斯克没有准备好做轨道的太空旅游,龙飞船也不是做太空旅游设计的。如果蓝色起源和维珍银河进入地球轨道,达到第一宇宙速度的太空旅游需要专门设计一个轨道太空旅馆。然后用龙飞船把人送到太空旅馆以后,在太空旅馆生活,再把人从太空旅馆接回来,这就是龙飞船的作用。
去年蓝皮书公布了一个消息,美国政府已经开放了轨道太空旅馆给私人的航天机构。我估计在五年之内会有很多人做充气式的太空舱,5-8年之内就会有太空旅馆的出现。一旦太空旅馆出现的话,像目前这种探空火箭式的太空旅游就会被替代,价钱也会更高一点。因为游客要经受超过几个小时的微重力的考验,人到了天上以后血会往头上涌,有各种各样的问题出现。但是太空旅游不应该受这个罪,因此轨道太空旅馆可能会有人造重力的旋转式,这些都是未来发展的方向。如果轨道太空旅馆有人造重力,这会比微重力更为舒适。龙飞船所起到的作用就是接送人,这也是未来近地轨道太空旅游的发展方向。
程巍:吴老师您的观点我非常同意,我也知道您是这方面的专家,您以前写的书《月球旅店》我也仔细研读过。我认为实际上太空到地球或者太空到太空在未来会有一个巨大的需求。我们在那里不仅仅能够旅行或者反过来看看,像阿波罗16号,宇航员在月球上看到漂亮的地球,地球从月球上升起来。我们有一些生命科学的研究包括太空医院,很多疾病在地面上和在太空中虽然不一样,但治疗起来也是非常的简单,反而有了一个更好的思路,这也是个更大的市常同时,不能否定从北京到洛杉矶进行亚轨道飞行节省时间的方式也是存在的,但不是空对空的方式这么广大。
吴季:这两件事会同时存在,但是到洛杉矶的太空飞行代替不了到轨道的太空飞行,因为这是两条不同的线。
程巍:这都是有需求的。百奇兄,咱们继续聊聊技术,因为我知道咱们谷神星已经很成功了,它是一个固体火箭,接下来咱们两家公司都是有液体火箭的规划,这点您来说说,为什么要用液体火箭?我们以后想实现太空旅行,这对我们有多大的帮助?是不是必然的路径呢?
刘百奇:把人送到太空这件事情,咱们国家都已经实现了,要实现商业上的把乘客送入太空应该要要大幅降低成本。降低成本从火箭的角度就需要火箭重复利用,火箭还是一次性的,火箭的成本是很难降低。火箭重复利用之后就可以降低。技术路线上固体火箭复用目前不能实现,但液体火箭可以实现复用。实现复用比较出名的就是Space X的猎鹰9号。蓝色起源的今天飞的火箭是一个亚轨道火箭“新谢泼德号”也能够实现复用。航天飞机本身也是一个重复利用的运载工具,所以通过这种液体燃料,目前来看是实现火箭运输工具重复利用的必由之路。
从国际现状来看,采用的路径有的采用液氧煤油,有的采用液氧甲烷,这两种路径目前来看都是可行的,还有液氢、液氧,三种途径都是可行的。猎鹰9号采用液氧煤油路线,今天飞的新谢泼德号亚轨道火箭采用液氢、液氧,后续的火箭像Space X公司研制的星舰采用液氧甲烷,从技术路径上也都是可以实现的。
固体火箭实际上在这上面也有应用,我们知道维珍银河它的太空船采用的发动机是一个固液混合的发动机,用的燃料和我们公司用的燃料非常接近,都是HTPP,只不过是氧化剂用了液体氧化亚氮氧化剂,通过氧化亚氮流入发动机里面之后,能够控制这个发动机的点火和关机,传统的固体火箭点燃之后不能够终止或者再次点火,但这个可以进行一定的控制。
程巍:您说的非常正确,因为刚才我问的问题也是这个道理,咱们如果想实现商业化,成本是第一,这也是由于商业化的存在,成本的压力,给我们指明了一条在国际上公认的路就是可回收。既然可回收就必然是液体的火箭,就要知道固体火箭只能用一次更像一个二踢脚,点完就炸掉了,不能再重新用第二次。液体火箭像汽车每踩一脚门可以变推力,可以重复使用,用完了之后重新加入不管是液氧煤油或者是液氧甲烷重新加入就可以了。
我们对未来的想象不应停留在现有的技术上,我们最近经常看所谓的SSTO的方式,单位级入轨,因为我们知道现在的火箭最少是二级,液氧甲烷也好、液氧煤油也好都是两级的。其中的道理就是因为我们有一个地面的发动机,还有一个真空发动机,虽然发动机的基本状态是一样的,但实际上喷嘴大小和燃烧压力不一样,飞机到太空当中,越到上面空气压力越小,发动机的性能就会下降,这样的话到一定高度的时候,产生真空的发动机会改变基础形态。我们也是期待未来有这种单级,不需要两台发动机可以降低成本。我们在过载不高的情况下把货物和人发射到太空当中,就像这次贝索斯他们一样,普通人接受14个小时的训练就可以,以后也是要展开想象的。
吴季:技术创新肯定是会带来价格的降低,所以通过技术创新或者回收复用,把价格降低是未来这项事业能不能够可持续发展最关键的,刚才大家讲到了价格的问题。有一个非常好的例子,2001年第一次到空间站飞行付了2000万美金,这是国际空间站报的价,2009年最后一个国际空间站的游客当时涨到5000多万美金。为什么没有了呢?就是因为太多有钱人想去太空的都去过了,他是不可持续的。要想形成一个商业的生态,价格一定要逐渐降低,而不是逐渐升高,而且价格会有很多人逐渐来买这个票,让它滚动起来,这也是为什么贝索斯今年开放了公开拍卖座位,没想到拍卖座位比他原来收的钱高了100倍,2800万美金。这也反映了这个市场还是有很大的热度,我估计这个市场会在近期,目前这个技术就已经能够维持这个市场的可持续发展了。一旦这个市场能够滚动发展,今年飞两次,明年飞20次,后年飞100次,像维珍银河说的一年送400个人上去,这样市场就有非常好的发展,只要越滚越大就会出现指数的增长,而政府投的航天项目,美国就是200多亿美金,每年给NASA投这么多钱,基本封顶了,但商业市场不会封顶,直到滚到市场平衡的边界上。我们寄希望于把创新技术进一步推进,价格进一步降低,使这件事能够形成一个生态,这是最重要的。
程巍:吴季老师说到这一点,说到商业化,我们做载人航天不管是我们火箭派的火箭还是星河动力的火箭,未来都会碰到一个核心的问题,我们现在如果到太空旅店,在里面待上一天、两天甚至更长时间,我们都会存在一个信息向地球传输的问题。我们实时要给地面打一些视频电话,这里面有很大的数据量的传输,以咱们现在的频率申请都会碰到核心的问题,您是这方面的专家,包括以后我们在月球上甚至在火星想把信息传回来,大量的信息,而不是几个字节,我们有什么更好的解决方案,您可以给我们解释解释。
吴季:现在地面上3G、4G、5G,大家习惯用高速传图像,传视频,到了太空这个需求仍然还在。太空传回来一个是距离远,另外一个信道受限制,无线电频率互相干扰。现在的发展方向就是激光,激光的频带很宽,因为载波的频率高,频段宽,而且波束很窄,极光通信机重量轻,功耗小,比较适合在空间应用。我本人也在推动空间极光通信能够发展起来。要想有空间极光通信作为传输工具,就像卫星上带一个发射天线一样,转到地球的背面要想把数据传回家还要有中继,我们正在建一个商业的天链,我们国家有三颗同步轨道卫星,主要为了载人航天服务的,这是国家的中继基础设施。目前商业没有,我们现在正在力图建一个商业的天链,把所有的商业用户的信息接力回来,传回地面,就是采用极光通信的技术。
程巍:中继卫星商用有时间规划吗,什么时候上天呢?
吴季:我们第一个中继载荷准备在2024年提供服务,在2024年以后大家就可以用这个中继系统把海外的信号和不过境的信号传回来。在2026年、2027年会有更完整的中继系统,这个中继系统会不断提供激光、微波,任何人都可以接入,就像你把电话线插在墙里,任何商业用户都可以接入,不管你在什么地方,什么时间,多大的数据量都可以传回来。
程巍:3-6年,我们拭目以待。百奇兄,咱们聊聊星河动力,今天是值得纪念的日子,星河动力未来的发展也是规划的非常好,而且咱们技术的基础也非常扎实。我记得您说过以前想去做太空采矿,您讲讲?
刘百奇:目前整个商业航天市场来说,牵动商业航天市场最大的三个市场需求,第一个是太空互联网,这在去年已经纳入我们国家的新基建,第二个是太空旅游,这个市场是无限巨大。第三个是太空采矿,近地有上万颗小行星,小行星上面有一些宝贵的资源。根据国际上一些组织评估,有一些小行星价值达几十万亿美元。从国外催生了太空采矿这样的新兴领域,美国对太空采矿进行了立法,立法规定太空采矿是先到先得的原则,这个矿不属于任何一个国家,谁采到就是谁的。这种背景下美国成立了一批太空采矿的公司包括行星资源,深空工业等公司。
现在,我们也最新成立了做太空采矿的公司,比如起源太空。星河动力发展过程中主要聚焦于运载工具,空天运输这样的工具,基本上公司分成三步,第一步先做小型的固体运载火箭,满足这种卫星的零散发射或者卫星孤网的需求。第二步是实现中大型能够重复使用的液体运载火箭,通过火箭满足咱们太空卫星互联网这样的建设需求。第三步围绕太空采矿的需求研制更大的运载火箭,以及相应的矿运输工具,配合采矿公司进行合作,来完成太空采矿相关的任务。其实严格来说我们公司不做太空采矿的业务,但是会围绕太空采矿这个需求开展一些相关的产品与服务的研究。
程巍:我明白了,您也说的非常明确,每一步都有明确的需求牵引。尤其刚才您讲到第一步,咱们也是友商,也会有很多合作。很多人也知道我们火箭派主要是做空间生命科学,比如说我们已经跟很多学校或科研机构签订了一些合作方案,未来也会扩展到太空制药,我们这一两年也会打很多的空间生命科学的基础性的实验,像细胞或者小型哺乳动物或者是一些基础的植物育种。我当时最早在思考这个方向的时候也是考虑到下一步载人航天的问题,因为空间生物载荷我们要做这个必然要有自己的飞船,我们也是在做自己的飞船,本身空间生命载荷就有这个环境保障系统和生命维持系统,刚才我也和工程师们说,2026、2027年,希望咱们能够尽早地梦想成真,这条路挺不容易的,今天既感动、又激动,同时有很多的动力。
吴季:我看到网友留了一些问题,其中有一个问题是安全问题。为什么理查德布兰森和贝索斯要先上去呢?跟你的想法是一样的,首先所有的工程师都要确保万无一失,因为自己的老板上太空,其中有风险,所以会想办法来要求工程师把安全性做到最高。我们商业太空飞行和政府的载人航天不一样,政府性的航天飞行安全度最高,即使花再大的价钱,也要保证他们安全返回。但是商业航天不一样,商业航天的乘客不是政府的航天英雄,不是英雄航天员,是乘客自己买票的,其中需要要承担一定的风险。如果这个驾驶员跟他承担同样的风险,就跟飞机驾驶员和飞机的空姐也不能跳伞一样,你们共同承担风险,这也是一种确保万无一失的办法,这是商业上的办法,要转嫁给保险公司。
未来太空旅游的安全性不能跟政府的载人航天安全性同日而语,但是它的安全性怎么保证呢?一个要有各种各样的安全措施。第二,航空公司组织太空旅游的公司,老板先上,如果老板不敢上就别卖票。你也要先做好准备先上太空。回答一下网友的问题,还有网友问107公里Space X是不是也要飞107公里?我可以这样回答,Space X一定是200公里以上甚至300公里以上,它完全可以达到第一宇宙速度,猎鹰9号可以把龙飞船飞到第一宇宙速度,可以进入轨道,而且它可以飞两到三天,它的高度远远高于这个高度。刚才我也讲了龙飞船不是一个太空旅游飞船,它是一个运输飞船,在那上面待两到三天并不是很舒服。但是为了加入今年太空旅游元年的竞争,Space X也不能缺席,他今年是打算要飞一次的。
程巍:我记得前两天看新闻说Space X要把4位航天员带到500公里以上,好像将近600公里,这也是人类除去月球以外能够达到的最远的距离。
吴季:有可能。
程巍:刚才的问题,您回答的也非常全面。商业航天毕竟有一套不同的逻辑,这不代表安全不重要,安全永远都是最重要的。
刘百奇:我补充一句,刚才吴老师说的,国家航天有重大的政治任务,要保证万无一失。对于商业航天,我们作为商业航天的从业者,国家对我们的要求虽然没有那么高,但是我们对自己的要求非常高。因为一旦发生一次这种载人飞行如果出现了问题,对于公司来说可能是一个生死存亡的事情,大家实际做的时候还是按照最高标准来要求去开展这个工作。因为这样,老板们才敢自己亲自上去乘坐。
程巍:是的,何止是最高标准,咱们可能都是200%的标准,还要对我们自己的工程师好一点,这样的话,才更能够保证咱们的安全。
吴季:对。你要平衡成本和安全性,要达到综合效果。而不是不惜成本去追求安全。
程巍:蓝色起源他有逃逸装置,有逃逸塔,维珍银河是没有的,它们走了两个不同的技术路线。
刘百奇:它不是逃逸塔,是底部有一个逃逸的发动机。蓝色起源做过逃逸实验,火箭起飞45秒之后,模拟发生故障,这个船成功从火箭分离开,自己弹出去,在火箭运行过程中能进行逃逸。
程巍:龙飞船的视频我也看过,也是采取类似的方式。原来定的直播就是一个小时,现在也很晚了,非常感谢这么多支持航天的朋友们,今天确实是一个非常让人难忘的日子,既感动又有足够的动力。
吴季:感谢各位网友的关心和关注,我也希望两位商业运载火箭和飞船的老总能够加快进度,为我们国家想去太空的这些游客尽早创造条件,使我们国家的太空旅游也发展起来。
程巍:谢谢吴老师的鼓励。今天先到这里,小伙伴们再见,谢谢大家。
编辑:李海丹 吕映葶