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航天發(fā)射場的未來就是像飛機(jī)場,火箭們并排等待發(fā)射

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近來,針對Sp-a-c-eX在商業(yè)航天領(lǐng)域無可撼動的壟斷性地位,美國國內(nèi)對其擔(dān)憂和指責(zé)又開始抬頭。

確實,友商們的擔(dān)憂也非多余。就在今天(9月19日)凌晨,SpaceX進(jìn)行了今年第117次軌道發(fā)射,也是全球年度第215次軌道發(fā)射,這意味著僅SpaceX一家發(fā)射次數(shù)就占了全球近55%;如果按照載荷重量,SpaceX全球市占率更是達(dá)到了近90%。其中,僅星鏈(St-a-r-l-i-nk)就占了全球在軌衛(wèi)星總數(shù)75%;火箭發(fā)射成本最低(拼車任務(wù))也已經(jīng)降到了每公斤約500美金。

為了消除友商和監(jiān)管的疑慮,SpaceX今天發(fā)表了一篇報告,整篇文章基本上突出一個合作共贏的態(tài)度,以積極的態(tài)度回應(yīng)了相關(guān)的質(zhì)疑,沒有采用強(qiáng)詞奪理式的全盤否定或者不予回應(yīng),并且提出了切實解決方案和改善措施,并表示愿意積極推進(jìn)當(dāng)前監(jiān)管機(jī)制的優(yōu)化,促進(jìn)整個火箭發(fā)射行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

這也可以看作是一篇對管理機(jī)構(gòu)向上管理的范文。作為被管理者,不斷的提出新的理念和方案,推著管理者不斷改進(jìn)。

以下,Enjoy:


2025年3月,F(xiàn)ram2任務(wù)的宇航員在前往自己火箭發(fā)射場的途中,觀看了一枚獵鷹9火箭的發(fā)射。這一刻預(yù)示著未來航天發(fā)射的圖景——火箭發(fā)射將如同今日的飛機(jī)起飛一樣平常。

SpaceX成立于2002年,旨在拓展通往太空的道路。不僅是為政府或傳統(tǒng)用戶服務(wù),更面向全球的新興參與者。如今,作為全球領(lǐng)先的航天發(fā)射服務(wù)提供商,我們以前所未有的頻率進(jìn)行發(fā)射,安全可靠地將宇航員、衛(wèi)星以及其他有效載荷送入太空,服務(wù)于地球上的生命,同時為我們的終極目標(biāo)——實現(xiàn)人類多星球生存——做準(zhǔn)備。

為了實現(xiàn)這一目標(biāo),SpaceX與美國政府的合作伙伴一道,正在徹底改變傳統(tǒng)發(fā)射服務(wù)所需的基礎(chǔ)能力。不斷挑戰(zhàn)現(xiàn)狀,將使美國的發(fā)射服務(wù)提供商能夠以過去難以想象的頻率進(jìn)行發(fā)射,同時不犧牲安全,保護(hù)環(huán)境,并確保美國在太空探索領(lǐng)域繼續(xù)保持領(lǐng)先地位。

類機(jī)場運營模式

未來的發(fā)射場需要像機(jī)場一樣全面運轉(zhuǎn)。這意味著每天可以進(jìn)行多次發(fā)射,由多個服務(wù)商執(zhí)行,支持多種飛行器與任務(wù)的發(fā)射需求。SpaceX致力于與聯(lián)邦監(jiān)管機(jī)構(gòu)、國家航天試驗場以及行業(yè)伙伴通力協(xié)作,共同實現(xiàn)這一愿景。我們已在爆炸與聲學(xué)科學(xué)研究、物理基礎(chǔ)設(shè)施、運營技術(shù)及現(xiàn)代工具方面投入大量資金,以推動美國建設(shè)動態(tài)化、安全且高頻次的航天發(fā)射場。


我們在卡納維拉爾角的努力已證明,在真正合作的基礎(chǔ)上,美國的航天發(fā)射數(shù)量可以顯著增加。得益于與NASA、FAA、美國太空軍等合作伙伴的密切協(xié)作,獵鷹系列火箭目前平均每兩天就發(fā)射和回收一次——這一發(fā)射頻率曾被認(rèn)為會使其他發(fā)射服務(wù)商無法共享發(fā)射場。2025年,僅在佛羅里達(dá),獵鷹火箭的發(fā)射次數(shù)就有望超過100次,而其他發(fā)射商也仍保持著各自的正常運營。SpaceX經(jīng)常與其他發(fā)射商直接協(xié)調(diào),以確保任務(wù)之間不發(fā)生沖突。有時,我們甚至主動推遲自己的發(fā)射,以便為其他服務(wù)商留出額外時間,就像飛機(jī)在跑道上等待起飛一樣。

為了實現(xiàn)高頻發(fā)射,SpaceX在基礎(chǔ)設(shè)施升級方面投入了大量資源。在獵鷹項目中,我們開發(fā)了用于監(jiān)測發(fā)射區(qū)和天氣的新工具,協(xié)調(diào)飛行器之間的通信頻率,并建立了液氮、氦氣等物資的存儲系統(tǒng),以確保我們的高頻發(fā)射不會對佛州其他運營商的供應(yīng)鏈造成影響。

針對星艦及其更大規(guī)模的推進(jìn)劑需求,我們正大規(guī)模投資建設(shè)本地推進(jìn)劑供應(yīng)能力,包括在星艦發(fā)射場及其鄰近區(qū)域建設(shè)空氣分離裝置和甲烷液化工廠。這將確保星艦發(fā)射,不會影響其他運營商推進(jìn)劑等物資的供應(yīng)。我們還在與NASA、美國太空軍、Space Florida及佛州交通廳合作,改善包括供電、傳輸、廢水處理和道路在內(nèi)的核心“共用”基礎(chǔ)設(shè)施。

只要在各個發(fā)射場點持續(xù)投資所需資源——如電力、數(shù)據(jù)、物資和運輸——我們相信,整個發(fā)射行業(yè)完全有能力提出創(chuàng)新方案,在保障公眾安全的同時,在大幅提升發(fā)射頻率的情況下實現(xiàn)更有效的任務(wù)協(xié)調(diào)。

“可以發(fā)射”狀態(tài)

為保障公眾安全,在某些發(fā)射相關(guān)活動期間,必須臨時封閉發(fā)射臺周邊區(qū)域,以保護(hù)人員和設(shè)施。SpaceX一直在努力通過測試和現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)來縮短清場時間和范圍,并持續(xù)簡化發(fā)射這一復(fù)雜流程。


隨著發(fā)射項目的推進(jìn)與能力的驗證,這些清場區(qū)域可以在確保安全的前提下大幅縮小。例如,獵鷹火箭的清場區(qū)域,已隨著其可靠性的持續(xù)驗證而顯著減少。這種清場區(qū)域的縮小,不僅適用于發(fā)射臺周邊,也適用于飛行路徑沿線的空域和海域。如今,獵鷹9對大多數(shù)飛行路徑的空中交通影響已降至最小。艦的清場持續(xù)時間也將保持較低,其飛行器與地面系統(tǒng)已設(shè)計成可在一小時內(nèi)完成推進(jìn)劑加注。


隨著星艦等新型飛行器的上線——具備完全且快速重復(fù)使用能力,使用先進(jìn)推進(jìn)劑,并從美國為數(shù)不多的繁忙發(fā)射場起飛——基于最新數(shù)據(jù)對清場區(qū)域大小與位置做出合理決策,就變得尤為重要。

SpaceX與NASA保持密切的技術(shù)合作,對液氧/甲烷推進(jìn)火箭進(jìn)行了大量測試,以便更精確地界定爆炸危險區(qū)域。歷史上,美國大多數(shù)火箭使用的是液氫或RP-1/液氧推進(jìn)劑。如今,包括星艦在內(nèi)的多款新型火箭都采用液氧和甲烷推進(jìn)。由于缺乏相關(guān)數(shù)據(jù),政府機(jī)構(gòu)一直依賴非常保守的方法來劃定爆炸危險區(qū)。這導(dǎo)致液氧/甲烷火箭的清場區(qū)通常極為龐大,對正常運營構(gòu)成干擾。


為填補數(shù)據(jù)空白,SpaceX與NASA合作,并在FAA與美國太空軍等政府部門參與下,開展了長達(dá)數(shù)年的研究,評估液氧/甲烷火箭的爆炸當(dāng)量。這項研究包括在我們德州麥格雷戈火箭開發(fā)中心進(jìn)行的綜合測試,輔以星艦試驗飛行中的實測數(shù)據(jù),包括近期的地面測試失敗事件。借助這些數(shù)據(jù),SpaceX建立了一套以物理學(xué)為基礎(chǔ)的科學(xué)爆炸當(dāng)量計算模型,用以彌補液氧/甲烷火箭相關(guān)知識的缺口。

在將星艦發(fā)射引入佛州的過程中,SpaceX已為不同配置和任務(wù)提出了相應(yīng)的清場區(qū)域方案。這些方案基于實際測試數(shù)據(jù),并在爆炸當(dāng)量的基礎(chǔ)上引入了保守的安全系數(shù),旨在實現(xiàn)更精確、安全的清場范圍。

盡管許多分析是針對星艦量身定制的,SpaceX也將多年測試積累的數(shù)據(jù)共享給政府,以協(xié)助未來使用液甲烷與液氧推進(jìn)的新型火箭的決策制定。我們希望通過直接向FAA、國防部、NASA等政府伙伴分享解決方案,不只是指出問題,而是以數(shù)據(jù)和科學(xué)分析為基礎(chǔ),推動整個航天安全領(lǐng)域向前發(fā)展。

通過這一新的數(shù)據(jù)與評估液氧/甲烷火箭爆炸危險區(qū)的方法,SpaceX有信心星艦的運行不會影響肯尼迪航天中心(KSC)或卡納維拉爾角太空軍基地(CCSFS)內(nèi)其他發(fā)射服務(wù)商的運營。上文中的示意圖清楚表明,提議中的清場距離不會影響任何其它現(xiàn)有的發(fā)射場,也不會干擾CCSFS上的南北交通。SpaceX期待與行業(yè)伙伴就航天發(fā)射運營展開以科學(xué)與數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的開放、誠實且合理的討論。

最終,提高發(fā)射頻率和容量并非零和游戲。SpaceX與國家發(fā)射場運營方已通過獵鷹火箭證明,只要規(guī)劃得當(dāng),協(xié)調(diào)充分,采取現(xiàn)代化、安全且基于數(shù)據(jù)的流程,發(fā)射場完全可以支持每天連續(xù)發(fā)射多次??绶?wù)商及政府單位的協(xié)調(diào),是將航天發(fā)射轉(zhuǎn)變?yōu)轭悪C(jī)場操作的關(guān)鍵因素。

做好“好鄰居”

目前,美國擁有可執(zhí)行軌道發(fā)射任務(wù)的地點非常有限,其中只有卡納維拉爾角可同時支持低至中傾角的順行軌道發(fā)射和地球同步軌道發(fā)射,這對商業(yè)、國家安全和科學(xué)衛(wèi)星都至關(guān)重要。


SpaceX目前在卡納維拉爾太空軍基地、NASA的肯尼迪航天中心、范登堡太空軍基地?fù)碛邪l(fā)射臺及火箭處理設(shè)施,在德州南部的星城擁有生產(chǎn)、測試和發(fā)射設(shè)施。在短期內(nèi),我們還計劃在佛羅里達(dá)新建更多星艦發(fā)射臺。

共享航天港意味著要做彼此的好鄰居,不僅對其他發(fā)射服務(wù)商,還對更廣泛的社區(qū)。得益于與FAA、美國海岸警衛(wèi)隊、美國太空軍等政府伙伴的緊密合作,SpaceX目前每周在佛州多次發(fā)射獵鷹火箭,卻幾乎不會對漁業(yè)、航運或航空造成負(fù)面影響。SpaceX持續(xù)與FAA合作,探索將發(fā)射與再入任務(wù)高效整合進(jìn)國家空域系統(tǒng)(NAS)的最佳路徑。也因此,SpaceX火箭發(fā)射期間,佛州太空海岸周邊的大多數(shù)關(guān)鍵航線仍可保持開放,局部空域封閉區(qū)域也可在發(fā)射后三分鐘內(nèi)解除。

SpaceX與FAA正在將這一成熟機(jī)制復(fù)制到星艦項目中。在Starbase執(zhí)行的第10次星艦飛行中,F(xiàn)AA于發(fā)射后10分鐘內(nèi)重新開放了全部受影響空域,其中部分區(qū)域7分鐘內(nèi)即恢復(fù)通行。由于提前高效協(xié)調(diào),這次任務(wù)未對空中交通造成實質(zhì)性干擾。我們有信心繼續(xù)通過這一合作,將星艦任務(wù)高效整合入NAS系統(tǒng)。

正如我們在獵鷹運營中所展示的那樣,隨著飛行歷史積累,航空器危險區(qū)(AHA)將經(jīng)歷顯著的面積縮減。例如,自2022年以來,我們已將獵鷹9在星鏈任務(wù)中的危險區(qū)面積縮小約66%。而在LC-39A環(huán)境影響評估草案(EIS)中所列的AHA與說明,僅代表所有最壞情況的復(fù)合體,實際任務(wù)中不會出現(xiàn)這種全部重疊情形。SpaceX預(yù)計,未來執(zhí)行的星艦任務(wù)所需的AHA范圍將顯著縮小,持續(xù)時間更短,并以星城積累的大量飛行數(shù)據(jù)和可靠性為基礎(chǔ)加以驗證。

為了所有人的利益

當(dāng)下,對通往太空的需求空前旺盛。美國長期以來的政策明確指出:一個強(qiáng)健且多元化的商業(yè)航天行業(yè)——同時服務(wù)于政府和商業(yè)客戶——是確保持續(xù)太空準(zhǔn)入的關(guān)鍵。近期的總統(tǒng)行政命令再次重申了這一政策,并要求采取直接措施,推動從美國航天發(fā)射場的更多次發(fā)射,以支持國家防務(wù)、NASA探索任務(wù)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展。


星艦在落實這一國家政策中扮演著關(guān)鍵角色,例如助力阿爾忒彌斯計劃將美國宇航員送回月球。我們也不是唯一依賴佛州太空海岸等發(fā)射場快速起飛的服務(wù)商。實現(xiàn)這些國家目標(biāo),必須提升整個發(fā)射行業(yè)的快速、可靠發(fā)射能力,理想情況下還需從多個地點起飛,以增強(qiáng)對天氣等不可控因素的韌性。

史上首次,我們迎來多方協(xié)同打破傳統(tǒng)發(fā)射操作模式的契機(jī)——從緩慢、繁冗的傳統(tǒng)流程,邁入一個動態(tài)化的未來,就如同全球數(shù)億人每年通過機(jī)場出行那樣便利。SpaceX與無數(shù)同行一樣堅信,只要人類能夠根本性地提升進(jìn)入太空的能力,地球上的無限機(jī)會與切實福祉終將唾手可得。這也是我們持續(xù)突破發(fā)射極限、始終專注安全與可靠性的根本原因。

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