科技猎你愿意被“甩”向火星吗？
你愿意被“甩”向火星吗？
脑极体
· 刚刚
下一个世纪，属于火星？
图片来源@视觉中国
文 | 脑极体
近两年来，整个社会变得越来越“卷”了，考研、考公人数激增，就连教师资格证的报考人数都破千万。艰难的时局下，普通人的生存故事，总能让我们感同身受、轻易“破防”。
共情过后，或许有人会追问：有没有可能改变？
从长远来看，在一个资源恒定的世界里，人类的命运就是“卷”，甚至国家或种族之间也将因此为敌。终极的解决办法是什么呢？最近我读到一本书，《赶往火星：红色星球定居计划》，其中提到：只有在一个资源无限的宇宙中，所有人才会成为兄弟姐妹。
定居火星，听起来似乎很遥远很科幻，远水真能解近渴吗？
之所以提到这一远景，因为作者、航空航天工程师罗伯特祖布林认为，探索火星不需要什么神奇的新技术，用今天已经存在的技术，我们就能在十年内，建立火星上的第一个前哨。
宇宙射线、太阳耀斑、零重力、成本过高、心理因素、维生系统——这些反对者提出的阻碍，正在一点点消解。比如，利用现有的化学推进剂，人类从地球去火星只需要六个月，这完全是人体和心理能够承受的航程，也是许多宇航员在空间站度过的标准时间。
事实已经证明，普通人进入太空并非不可能。去年，蓝色起源、维珍银河都成功完成了首次亚轨道太空旅游之行，SpaceX则成功将4名平民送入了近地轨道。
所以，作者大胆预言，下一个世纪属于火星。
而在这如同发现新大陆一般重要的探索中，决定谁能去、谁不能去火星，自然就成了新的国家级竞争焦灼点。去年底，马斯克的SpaceX星链卫星在2021年7月和10月两次主动机动到我国空间站轨道，就引发了热议。前不久的1月21日，美国又宣布对中国航天科技集团一院、中国航天科工集团四院，以及保利科技公司三家企业实施制裁。
前方不忍直视，不如望向远方，去开拓下一个故乡，去向外发展而脱离“内卷”。在这个冬天，不妨先来了解一下，人类如何前往火星？
前往火星：要不，试试被甩出去？
计划一次长途旅行，首先得选择路线和交通方式，探索火星也一样。迄今为止，所有行星际任务都是“直接发射”，采用燃料点火、喷气推进，依靠运载火箭将飞船送到近地轨道，阿波罗登月计划就是这样实现的。
但如大家所知，这样的方式十分消耗物力财力，将阿波罗号宇航员送上月球的土星五号，研发费用就高达64亿美元。这种烧钱模式，恐怕只有在美苏争霸的冷战局面下，才有可能获得纳税人支持。和平年代，重新设计和制造土星五号这样的重型推进器，看来难度重重。
那么，有没有其他出行方式呢？
最近，总部位于美国加利福尼亚州的初创公司SpinLaunch，因其创新的太空飞行方法而登上了新闻头条。简单来说，这家公司想将人类“甩”进太空。
（该公司在新墨西哥州的亚轨道加速器）
SpinLaunch研究出一种使用动能作为主要方法的发射系统。通过真空密封离心机，以每小时数千英里、几倍于声速的速度旋转火箭，将其投掷到太空中。
这种方式有两个好处。一是便宜。传统的太空火箭依靠大量的燃料来离开地面，成本高昂，在航天飞机时代，将物品送入地球轨道的成本约为每磅10万美元。SpaceX的火箭回收技术因为可重复使用，大大减少了成本，将价格拉到了每磅2000美元。而SpinLaunch的动能系统在大大减少进入轨道所需的燃料，理论上能够进一步降低价格。
二是扩容。无需携带大量燃料，自然就增加了火箭的有效负载，提升了发射的整体商业价值。SpinLaunch为其轨道飞行器设计了能够携带约200公斤的有效载荷，相当于几颗小型卫星。
这种方式，真的靠谱吗？
其实这一技术逻辑并不新鲜，早在20世纪60年代，美国和加拿大就开发了HARP（高空研究项目）系统，可以将探测器投射到高层大气中。这实际上也奏效了，但项目最终因政治原因被取消。
而SpinLaunch作为商业公司，则在去年证实了动力学发射的商用可能性。其首席执行官乔纳森·亚尼（Jonathan Yaney）曾告诉媒体：“我们必须证明，我们真的可以做到这一点。”
2021年10月，SpacePort在新墨西哥州进行了一次测试发射，只使用了20%的功率就将原型机发射到空中“数万英尺”。
（SpinLaunch的轨道运载火箭剖面图）
当然，这种“甩人”方式也有风险。
首先是可靠性。高速旋转是极其危险的，可能造成灾难性的后果。而和火箭爆炸不同，这种动能发射系统如果失败，将失去火箭和整个动力装置，而火箭爆炸只会失去一枚火箭，两者的成本不可同日而语。
其次是商业潜力。一方面，依靠动能，火箭的上升高度有限，这种方法没法发射太大的火箭；此外，高海拔地区的大气压力更低，更适合这种发射模式，但同时建设成本和工程复杂性也提升了。如果最终成本高于spaceX那样的可重复回收的火箭，那么商业前景还是很渺茫。
此外，发射只解决了去程的问题，一次完整的太空任务还需要返程方案，而这种动力装置在月球、火星显然是无法复制的。
当然，目前只是开始。SpinLaunch仍然有很多东西需要证明，因此它们也计划在未来六到八个月内从美国太空港进行约30次亚轨道试飞。
其实除了spaceX的火箭回收方案、SpinLaunch的动能方案，美国还在开发一种火箭替代品，通过冲压喷气机以7马赫的速度，将有效载荷发射到近地轨道。这种系统可以在一天之内多次发射，并且可能比SpinLaunch更便宜、更安全。
毫无疑问，去往火星的征途，已经成为新世界的前线，人类距离无尽的宇宙，又近了一步。
商业力量：商业公司为何成为航天明星？
太空探索原本是一项技术和资金双高的事情，一直是国家竞争的领域。而越来越多的私营商业公司，正在加入其中并带来了诸多模式创新，让进入太空不再是少数精英的梦想，开始与普通平民产生关联。
商业航天公司的快速成长，不断改变游戏规则、颠覆传统“火箭方程式”，与互联网时代的商业公司崛起一样，是一个值得瞩目的现象。
关于航空航天，我们了解的只是皮毛，但从成熟的信息技术产业规律，或许可以粗略感受未来的商业蓝图。
IT产业的规律之一，是摩尔定律。关于这一定律有很多种表述，可以理解为集成电路上可容纳的晶体管数目，每隔18个月便增加一倍；或是相同价格所买的电脑，性能每隔18个月增加一倍；又或者是同样性能的电脑，每隔18个月价格下降一半……总之，本质就是越来越低价高质，有着比传统行业更快的增长速度。
显然，火箭发射也因为商业公司的参与，不断沿着这一路线演进，实现高速发展。
一方面，商业公司带着社会资本而来，能够极大地减轻国家的资金负担，与此同时，通过良性竞争能够加速技术创新，进一步降低成本。比如SpaceX 成功实现火箭回收以后，各国的火箭运营商和制造商都开始探索重复使用技术，比如除了SpaceX的垂直回收，带翼飞回的方式也在不断改进。
为了全人类向太空外卷，火箭企业自己先内卷起来。
IT产业的另一个规律，是安迪-比尔定律。如果用户们握紧手里的钞票，非要等18个月之后以半价买入电子产品，IT行业还能高速发展吗？让用户们对硬件更新升级不断渴求的愿望，源于科技企业重构了商业想象，新应用不断涌现。也就是：比尔要拿走安迪所给的（What Andy gives, Bill takes away.），通过创新应用来促使用户不得不提升硬件性能，主动更换新机，否则就玩不到更占内存的游戏、拍不出更高精度的照片、冲浪速度都落于人后。
而回到商业发射领域，可以发现，首次将平民送上太空、让太空旅行成为现实的，SpaceX、蓝色起源和维珍航空这三家企业，都是商业公司。不断创新商业模式，在很多人认为太空跟自己无关的时候，重塑人们对航天的认知，刺激人们对上天的渴望。
在中国，快舟1号运载火箭通过直播平台售卖价值4000万元人民币的发射服务，确实吸引到了客户前来咨询。这也证明，中国市场对火箭服务的需求是真实存在的。
让太空成为一种时尚和潮流，这不正是过去二十年互联网走过的道路吗？
太空入口：搭乘火箭奔赴无限宇宙
许多业内人士都曾说过，智能手机所承载的移动互联网，是IT行业的新“入口”，是硬件和软件的交叉点，通过庞大的生态系统吸引了产业链上中下游的人从中获得利润。
而从整个航空航天产业链来看，火箭就是那个“入口”，纵向包括了设计、制造、发射、运营等整个链路，横向扩展到空间站运输、设备开发、软件系统等业态。作为整个体系的交叉点，火箭之于商业航天的意义，犹如智能手机之于移动互联网。
而回顾中国在移动互联网时代的发展，会发现BAT等闪亮的明星公司背后，其实是不容忽视的基础设施建设，这才使得商业模式能够成为可能并保持高速发展。这样的基础设施建设，对于火箭产业来说同样重要，比如太空通话、生命支持系统、视频解决方案、卫星交通管理等等。
如果航天产业发展的目标真的是“赶往火星”，那么这些项目都是非常重要无必要的。而且，它们并不依赖什么神秘技术，使用当下的技术完全可以自主创新。比如美国的创业公司Cognitive Space就在开发一种人工智能驱动的控制系统，使卫星操作自动化，减轻监控和管理每颗卫星的负担，防止轨道拥堵。
火箭所承载的商业航天供应链，是一个更加复杂庞大的生态系统，也意味着更多的新技术、新应用、新服务供应商，可以从中攫取到商业价值。
欧洲咨询公司Euroconsult发布的《中国航天工业报告》显示，中国民用航空航天领域目前有超过100家私营公司，自2014年以来已进行了超过125项投资。
而与20世纪的太空竞赛形成鲜明对比的是，现在的太空竞赛主要发生在商业企业内。甚至国家机构对太空任务重燃兴趣，也是因为潜在商业机会如雨后春笋般涌现。
作为进入太空的主要运载工具，火箭是保持太空优势的关键之一，代表了一个国家自主进入太空的能力，也是商业化的焦点。比如NASA就希望将2010年以来一直在研究的太空发射系统（SLS）商业化，每年为Artemis计划飞行一次。
当然，开始注重商业性的考量，并不意味着国家航天机构就不重要。事实上，火星愿景必须依靠国家力量与商业力量的合力来推进。
举个典型的例子， SpaceX作为商业公司，就曾得到NASA多项技术扶持和转移，其猎鹰系列火箭的灰背隼发动机，就采用的阿波罗登月舱降级发动机的喷管技术。
而前文提到的“甩火箭”公司SpinLaunch，则分别获得了商业风投，从Google Venture，Airbus Ventures和Kleiner Perkins在内的各种投资者那里获得了超过1亿美元的资金；以及政府订单，2019年，该公司与五角大楼的国防创新部门签署了合同，进行首次实验性轨道发射。
这种趋势，也构成了一种吊诡的现象，为了让全人类能够通过向外扩展而团结在一起，不得不在地球上先因国家利益而彼此隔阂、相互博弈。
但无论如何，只有以宇宙为边界，启动对新世界的开拓，才能让人类文明逃出资源内卷的循环。
幸运的话，我们将在有生之年看到火星事业的伟大进展，届时，你想被怎样送上太空呢？
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