开发低成本航天器有没有戏?
近年来,美国太空探索公司的龙飞船和轨道科学公司的天鹅座飞船都取得了不俗的成绩,以较低的成本为国际空间站提供了货物运输服务,龙飞船甚至可以将货物带回到地面进行回收。这两种由私人公司开发的飞船,都是在美国宇航局“商业轨道运输服务计划”的框架下开发的,在一定程度上实现了比以前低很多的航天运输成本。
然而,昂贵的航天器真的能够完全实现低成本吗?从目前人类的技术水平来看,依然很困难。从空间飞行原理上看,从地面到太空,依然需要依靠推力巨大的化学燃料火箭才能实现。而基于化学燃料的火箭,都需要装载超过总重量90%以上的推进剂才能将航天器发射入轨。这些燃料虽然不算很贵,但也是一笔不菲的成本。
而价格更为高昂的是技术复杂的火箭发动机、导航与制导控制设备等。美国的“商业轨道运输服务计划”虽然通过充分利用已有技术成果、发挥发动机的潜能等举措,在一定程度上降低了天地往返的成本,但并没有质的飞跃。可以说,若没有在新的技术上取得重大突破,将人和货物送上太空的运载火箭,依然是人类空间活动的主要成本之一。
除此之外,航天器在空间实现各种复杂的功能,需要克服从发射到在轨运行,乃至于返回过程的各种恶劣条件。例如,运载火箭在发射过程中不可避免会有较高的加速度和剧烈的振动,而被承载的航天器在经历这个过程后还能否正常工作,是一定要在研制阶段进行充分的地面试验才能够确认。这方面的成本不可忽视。