Go offline with the Player FM app!
蘇老師講解國際新聞、中東與中亞歷史、中國事務、太空知識的頻道。 Diplomat's daily news review and history research on Middle East and Central Asia, China Affairs and Space Exploration
«
»
2024.03.10 美國太空軍與美國民間太空公司之發展狀況-出自蘇育平撰寫中國航天事業與中國火箭軍一書
Manage episode 405718444 series 2948782
之決議,但是任誰都知道這是不可能的,只要有能力到達太空的國家,幾乎都是懷有軍事意圖的,也只有具備戰略意圖,一個國家才會有動機耗費資源與金錢製造太空載具前進到太空空間。再加上在太空部署軍事設施,可以有效地壓制地表的勢力,因此,這是一個不可說,但許多國家競相去做的事情。
過去美國太空事業是由美國空軍太空司令部與美國國家太空總署NASA負責,現在則是由2019年12月正式成立的「美國太空軍」(Space Force)與NASA負責。太空軍算是繼美國空軍於1947年,獨立成為一個新軍種後,又再一獨立出來的新軍種,與美國陸軍、海軍、空軍、海軍陸戰隊、海岸巡防隊並立。只是太空軍與美國空軍之間,還是存在相當程度的連結,太空軍的基地設施、人員、武器裝備、指揮協調等,一切都是來自美國空軍原屬的太空司令部與下轄單位。
美國太空軍成立的使命與任務,是要組織、訓練及裝備太空軍部隊,保衛美國與盟邦在太空之利益,並為盟軍提供太空能力與情報,培訓太空軍事人員、建設太空軍事設施、研究太空力量軍事理論等。其中也包括從太空監看核彈之發射、追蹤、爆炸等,並進行預警或攔截反擊等。
美國太空軍的前身「空軍太空司令部(AFSPC)」成立於1982年,是美國空軍下轄的一級司令部,其組織架構如下:
太空軍司令部下轄單位
第二級單位
駐地
聯合部隊太空職能司令部
聯合太空作戰中心
加州范登堡空軍基地
導彈預警中心
科羅拉多州夏延山基地
聯合天基紅外線衛星系統中心
科羅拉多州巴克利空軍基地
聯合軍事導航中心
新墨西哥州科特蘭空軍基地
太空防禦聯合特遣隊
國家太空防禦中心
科羅拉多州施里弗空軍基地
太空軍負責操控美國的人造衛星部署與洲際彈道飛彈發射以保衛美國國家安全,甚至美國的GPS全球導航衛星系統也是在空軍太空司令部管轄下的,所以GPS主要設置目的是軍用,只是平時也開放民用而已。
美國空軍在美國東海岸、美國西海岸,與台灣樂山裝設的鋪路爪雷達(Pave PAWS)是一種裝載在陸地上的相控陣雷達系統,它的性能極其強大,除了可以偵測3,000-5,000公里外彈道飛彈發射,甚至也可以偵測到地球進地軌道上的衛星與其他物體之偵測追蹤。
當偵測到敵方彈道飛彈發射,數據將即時送到美國「導彈預警與太空控制中心」、「美國國家軍事指揮中心」及「美國戰略司令部」,並評估是否需要反擊。倘若是太空中的衛星追蹤訊息,則送到「聯合空間作戰中心」(CSPOC)進行分析研判。
美國將未來太空事業置於太空軍管轄下,與中國航天事業也是在解放軍「戰略支援部隊航天系統部」管轄下是一樣的。太空其實就是超過一百公里高的天空,美國能夠容忍敵國,如中國、俄羅斯、伊朗、北韓的衛星或彈道飛彈在自家領土上空飛來飛去嗎?自然是不行的。因此,美國也許對太空事業已經沒有冷戰時期的熱情與投入,但是,對於本土防禦上來說,美國還是不會輕易門戶洞開,讓敵軍有可趁之機。
雖然,聯合國各種有關外層空間的國際公約都規定外層空間應和平使用、不能武器化或戰爭化等,但是只要有機會,有哪個大國不會想將天基武器擺上太空以震懾敵人?美國在1980年代的星球大戰階段,就曾發明天基雷射衛星武器,打算從太空中打擊敵方蘇聯之衛星與太空飛行器。相信只要有機會,不論中美俄英法,都會想辦法把太空武器化:反正我是聯合國安理會常任理事國,誰都沒能力制裁我。國際公約是給小國遵守的,敢不遵守的就把你列為流氓國家,並制裁你。大國就是大流氓,想幹什麼就幹什麼,誰都沒能奈我何。
2024年初,美國也指稱俄羅斯計畫將核武放上太空,在近地軌道引爆電磁脈衝核武器,造成的電磁脈衝將可一舉摧毀一大片的近地軌道衛星,如星鍊、GPS等網路都會遭受毀滅性打擊,但一樣的中國與俄國在近地軌道也有數量極多的各款衛星,一樣會被電磁波摧毀,因此這武器可謂殺人一千,自損八百。
1.7.6 美國的深空探索計畫
美國除了進行月球探勘任務外,還對太陽系各行星及太陽系外行星進行探索計畫,比如有水手10號與信使號行星探測太空船進行的「水星計畫」;水手2號、5號、10號與麥哲倫飛船進行的「金星計畫」;水手4號、6號、7號、8號、水手9號,再加上海盜1號、海盜2號、火星觀測者號、火星探路者號火星車、火星實驗室等針對之「火星計畫」;「木星計畫」有先驅者10號、伽利略號、朱諾號探測太空船;「土星計畫」則有卡西尼-惠更斯號探測船;「冥王星計畫」有新視野號太空船;其他跨行星計畫有先驅11號、水手10號、旅行者1號、旅行者2號;「小行星與彗星計畫」則有NEAR舒梅克號、深空1號、星辰號、深度撞擊號、曙光號等、冥王星新地平線號、太陽神號等。看到這裡也可以感受到,美國確實是太空領域的領先選手之一,曾經這麼全面地對宇宙進行探索計畫。
其中,圍繞太陽觀測的帕克號探測器於2023年9月時,達到最接近太陽的距離,在運作軌道上創下時速63萬公里的超快速度,創下人類製造飛行器的最快速度紀錄。不過大家要知道,在太空中是沒有空氣阻力的,只要原始加速度夠快,要達到幾萬公里的時速是並不困難的。
2023年12月時,美國NASA則公布距離地球最遙遠的人類宇宙探索器「旅行者一號」(Voyager 1)在旅行到離地球240億公里,已經出了太陽系內緣的宇宙空間,卻中斷了與NASA間的訊息,似乎是太空船的通信系統陷入不斷重開機的損壞狀況。目前NASA已經發送讓中央核心機體重開機的指令,但這個指令要22.5個小時才會送到太空船。同樣的旅行家二號太空船,一樣已經在離地球200億公里外的宇宙空間,繼續往太陽系外行星探索前進。已經於46年前出發的探索太空船,到今天還在運作,真是不可思議的長壽。
不過根據目前天文學家最新的研究,太陽風可以影響到的空間距離遠大於以前所想像,因此以旅行者一號的航行速度,恐怕要1萬7千年後才能真正飛出太陽系的範圍。如果人類無法開發出更快的宇宙旅行推進方式,那麼即使要突破太陽系都是奢望,更別提到銀河系、到仙女星系、到仙女座超星系團等。不過即使只有在太陽系,可以供人類開發的資源都已經是無窮無盡了。
只不過民主國家的領導人與國會通常是短視的,太空計畫這種需要長期投入才能見出效果的事業,不是政客希望得到速效成果的類型,因此砍太空預算是最沒有阻礙的。
1965年,因為美國參與越戰的原因,NASA的預算遭到國會大幅削減,之後持續減少,甚至在阿波羅11號計畫登月成功後,尼克森總統拍板決定終止了阿波羅17號之後的所有阿波羅系列任務,甚至關閉了人類史上最強的農神火箭的生產線,不再生產。雖然,1972年,尼克森總統批准啟動「太空梭計畫」,但其他登陸火星、殖民月球、建立永久太空站之計畫則全數遭到刪除,美國太空事業遭到重創。
相較之下,世界上獨裁專制體制國家蘇聯、中國等反而能更堅定不移地去執行既定的太空計畫方向,出現更多成果壓過民主陣營國家。
美國在蘇聯解體後,在太空場域失去最強勁的對手後,就不再將太空視為重大的國家利益所在,這也可以從1960年代阿波羅計畫期間,NASA的預算在美國聯邦預算中的比例達到4.41%之多,在登月成功之後,熱情迅速消退,NASA預算減低到1975年的聯邦總預算1%,之後逐年下降到2006年,與2012年差不多0.5%左右。這也是我們看到近年來美國在太空中消聲匿跡的原因,沒有錢是不能發展太空事業的。
不過,在中國持續不懈的神舟計畫、天宮太空站計畫與其他深空探測與小行星防禦計畫刺激下,也許美國在未來的某一天,會突然警覺到不能再忽視太空領域的發展,或者是有一天地外文明來接觸人類了,或決定侵略人類,將人類消滅時,美國會再度奮起來拯救人類吧?至少電影裡面演的都是這樣,外星人來了,美國帶領全人類一起擊敗外星母艦,美國總統還帶頭開飛機上戰場。
現在看起來,中國在太空領域抵禦地外攻擊、保衛人類的意志似乎還比較強烈一點。美國人都沉迷於金融炒股票,可以說華爾街就是美國的鴉片煙,讓美國從世界超強變成外強中乾,光玩金錢遊戲是不會增強國家實力的,歷史上已經有太多例證,但人性好逸惡勞也是天性,炒股能夠賺大錢,有誰還去開工廠做實業呢?SpaceX的伊隆馬斯克畢竟是鳳毛麟角的怪才,難以撼動美國人的慣性。
不過,美國在傳統上也有試圖圍堵中國太空事業發展的企圖。2011年,美國國會正式通過禁止美國與中國在航天事業上合作的「沃爾夫修正案」(Wolf Amendment),當時眾議員沃爾夫(Frank Rudolph Wolf)提出該法案,以「存在間諜風險」為由,封殺中國參加國際太空站計畫的道路。因此NASA要是與中國航天局合作,那是違反美國法律的行為。不過,美國的圍堵從來就是沒有效的,也許可以遲滯被制裁對象的行動,但被制裁國家通常會更自立自強、自立更生,發展出原先想不到的東西,中國、俄羅斯、伊朗、土耳其、北韓等都是。
1.7.7 美國民間公司的太空產業
ULA
美國幾個最大的軍工複合體公司洛克德馬丁公司、波音公司與其子公司共同組成的「聯合發射聯盟(United Launch Alliance, ULA)」於2006年成立,一度承擔最多美國政府的太空發射任務,包括美國國防部、美國太空總署NASA等之軍事與科研太空發射任務都由其包攬承接,該公司擁有擎天神號運載火箭(Atlas)、火神半人馬星火箭(Vulcan Centaur)、三角洲Delta-2型運載火箭、三角洲Delta-4型運載火箭。
在2016年以前,該公司一度壟斷了所有美國政府的太空發射任務,直到2016年,美國政府與SpaceX公司簽約委託發射衛星與其他飛行器後,該壟斷局面才算是結束。但ULA仍然是美國政府太空發射任務的台柱之一,持續不斷進行太空發射。到2023年底結束時,該公司一共進行過155次太空發射,成功率100%,並將價值超過700億美元的衛星資產送入地球軌道。
2024年1月8日凌晨,ULA發射新型火神半人馬座火箭,將若干商業載荷、ASTRABOTIC公司發射的遊隼任務一號(Peregrine Mission 1)登月探測器、美國空軍軍事載荷、若干NASA科學實驗與5具由墨西哥國立自治大學(UNAM)特種儀器實驗室(LINX)大學生組成的團隊開發的登月機器人發射升空。
Astrobotic公司私人登月企圖的產物「遊隼任務一號(Peregrine Mission 1)」後來因為探測器引擎出現問題而告失敗。其實這次計畫也是NASA重新登月之Artemis計畫中的一環,NASA藉由商業委託民間公司先進行無人登月之探測計畫來對月球大氣層、月表、土壤、登陸地點等進行先期探索,累積更多資料與經驗後,就可以增加屆時NASA登月一次成功的經驗。
在墨西哥大學生登月機器人計畫方面,由於太空載荷昂貴,因此這墨西哥大學生製作的5具登月機器人直徑僅有10公分,重量60克,形狀類似掃地機器人,有輪子可在月球表面自由移動,也有感測器與電腦主機等,主要任務是研究月球上稀薄的大氣層。像這樣有志氣的月球探索計畫,實在很值得鼓勵,也受到墨西哥政界一片讚揚,雖然不是國家的太空行為,但是也已經創下私人進行月球探索的紀錄。希望有一天可以看到台灣的大學生也組團開發登月或登火星機器人,開始宇宙探索的夢想。
此外美國洛克希德馬丁公司也曾經設計一款「X-33 冒險之星(VentureStar)」「可再用之發射型運輸工具」(RLV),盼可以取代太空梭之角色。
這款飛行器最大特色是不外加推進火箭引擎,而是直接把推進引擎放在機身下方,以自身動力發射升空,並可以飛機姿態滑翔降落地表。可惜,此款飛行器在測試時,發生許多零件損壞之問題,最終被塵封不再運用。洛馬公司轉向生產其他航天器,如X-47空天飛行器,這在後面章節「空天飛機」處再予以介紹。
SpaceX
2023年11月,美國SpaceX公司開發的獵鷹-9號火箭再次順利完成重新降落地面的試驗操作,過程完美。當年12月30日,獵鷹重型火箭將美國航天飛機X-37B運載入較近地軌道更高的太空空間中,進行無人操作的X-37B第7次的太空任務。2024年1月7日,SpaceX獵鷹-9號火箭從佛羅里達卡納維爾角太空發射場發射升空,一次性地將23顆星鍊衛星送入軌道,代表該公司布建星鍊網路的努力還在持續。
這家屬於南非裔美籍富豪伊隆馬斯克的太空探索技術公司(SpaceX),相信大家近年都在各種新聞上接觸過。這是一家民營的太空火箭飛船製造商與太空運輸公司,總部位在加州,2002年開始運作,目標是提供美國政府太空運輸的選項,並長期計畫殖民火星。該公司目前擁有「獵鷹系列運載火箭」與「龍系列太空飛船」、「星艦太空飛船」,火箭可搭配用來運載貨物到國際太空站或代客發射商業衛星,飛船則可以載人飛行。
其中獵鷹-9中型運載火箭是火箭主力,但需要時也可以倍數綑綁,比如「獵鷹重型運載火箭」是由三支「獵鷹-9型中型運載火箭」綑綁而成,總計擁有27台梅林火箭引擎,長度70公尺,直徑3.66公尺,重量1420噸,至近地軌道可載運63.8噸載荷,地球同步轉移軌道(GTO)26.7噸,至火星可搭載16.8噸。
目前SpaceX公司已經改用超重型火箭(Superheavy)為推進段,上面搭載名為星艦(Starship)的載人飛船,這款兩級的火箭飛船組合將是該公司未來太空任務的主力發射對象,將使用來登陸月球與火星使用,因此裡面空間寬敞,達1,100立方公尺,並可分為數十個艙室。由於採用強度高之不鏽鋼合金製造,目前兩三天就可以生產出一艘星艦出來,因此面對一次又一次的發射試驗失敗,爆炸在空中成為煙花,該公司似也不以為意,只要比之前飛得遠,收集到有用的數據,就把它當成是成功。這個也可以看出東西方文化不同之處。
星艦未來將發展出許多不同的功能,有載人飛船、油輪(載運火箭燃料到太空)、太空加油站(未來在太空中擔任儲油槽接收油輪運的燃料、加註給需要遠航的行星際飛船)、行星際遠航移民船、深空探測器、純貨運補給飛船等。可以看出該公司對於未來真正的星際太空任務是有所準備的,認真在準備各項載具。
馬斯克的願景是在2035年前,發射數千枚火箭,以載人太空船運送一百萬地球人到火星,建立自給自足的定居點。
2023年4月20日、11月18日各有一艘超重級火箭(Superheavy)與星艦(Starship)組合之太空船試射升空,可是兩者到最後都出現問題而自爆結束,第三艘已經準備好隨時發射升空,由此可見,航天事業沒有一帆風順的可能,只有不斷精進再精進,從失敗中累積成功的訣竅,未來終有成功的時候。
可是,我想該公司有點太早將「星艦」這個名稱拿來給還處於試驗中階段的飛行器使用,一次又一次的星艦試射,到最後在全球人們眼中爆炸成煙花,未來太空移民要搭乘「星艦」,你還敢坐嗎?所以星艦這名稱到最後,很可能還會改取另外一個名稱,作為正式啟動行星際旅行計畫之載具名稱,也許未來就稱做「企業級」星艦,或把美國用於航母上的名稱都拿出來,大黃蜂級、艾塞克斯級、獨立級、中途島級、小鷹級等,都挺有懷念價值的。
2019年起,該公司開始建設「星鍊」低軌網路衛星系統;2023年時,已經在地球軌道布設超過3,500枚低軌星鍊衛星,第二代星鍊系統預計將布設29,988枚衛星。中國目前也計畫發射數萬枚低軌網路衛星,但是近地軌道已經布滿星鍊的衛星,可再布設的空間已近飽和。人類在近地軌道上布設那麼大量的衛星,究竟會否對地球造成負面影響似乎還未有進一步的研究,筆者個人是有點憂心,未來發射任何一枚火箭或太空船升空似乎都要冒著與衛星相撞的危險。
2020年5月,SpaceX公司成功進行載人太空飛行,受委託將4名太空人送往國際太空站,象徵人類商務太空宇航的開始。2024年1月18日SpaceX的龍飛船與獵鷹火箭再度接受委託將4名太空人商業載送到國際太空站去,順利成功,每人收費5,400萬美元。目前這家公司可以做到製造、發射、回收、再利用運載火箭,發射載人太空船、代客發射衛星進入軌道等,最重要的它是私營企業,對於成本管控做得比政府國家力量進行的太空宇航官方機構還要經濟實惠,這樣才能賺錢。
但是,中國一樣有民營航天企業,如創立於2018年之星河動力航天公司,藍箭航空、東方空間、中科宇航等。
此外,還有世界首家商業發射衛星的歐洲「亞利安空間Arianspace公司」的亞利安5號運載火箭、VEGA運載火箭、SOYUZ運載火箭,日本三菱重工的H3火箭,以及紐西蘭的火箭研究室(Rocket Lab)等,都是有力的挑戰者。所以,伊隆馬斯克要是以為自己天下無敵或已經壟斷市場,那他就錯了,就算只有美國本土的挑戰者也不少。
Virgin Galactic
另外,英國企業家,維珍航空創辦人理查布蘭森創立「維珍銀河公司(Virgin Galactic)」,主要目的是想經營太空私人旅行,該公司興建自己的太空船,但配合其他公司的火箭推送到高空或宇宙空間,最新的太空船「團結號」首飛在2018年12月13日,並升到82.7公里的大氣層邊緣,之後滑翔下降至地面。
2024年1月26日維珍銀河公司進行第6次私人太空飛行,銀河06號高空飛機將4名自己出資的太空人由新墨西哥州美國航太港發射升空,不是用火箭,而是用飛機載飛機高空釋放,再繼續往上飛的方式抵達接近宇宙空間,飛行最高到離地88公里高處。未來該公司會繼續努力提供世界富豪上太空的飛行體驗。
Blue Origin
美國另有一家「藍色起源(Blue Origin)」公司,由Amazon創辦人貝索斯於2000年創辦,該公司正在研發次軌道飛船與軌道飛船,也能自己設計、研發、生產重型運載火箭。2015年該公司生產出BE-4軌道運載火箭,也生產無人飛行器,順利飛到超過100公里卡門線,速度達3馬赫。
2016年1月22日,藍色起源公司成功發射亞軌道火箭New Shepard Rocket,推升至太空的太空艙之後順利返回,該公司在德州有自己的太空發射場,但是在佛羅里達的甘迺迪太空中心也有該公司的大型廠房用來裝配大型火箭。
月計畫,以新開發中的BE-7氫氧發動機用在月球登陸器上。
2024年1月8日,聯合發射聯盟(ULA)的新火神半人馬火箭升空,該火箭就結合使用了兩台藍色起源公司的BE-4火箭助推器,進行商業化公司登月任務,順利將美國Astrobotic公司的Peregrin月球登陸器與墨西哥國立自治大學學生團隊製作的五個月球探測機器人送入太空並將前往月球登陸。Astrobotic公司預計在2024年稍晚,委託SpaceX將另一個登月登陸器送上太空。Astrobotic, Inituitive Machines, Firefly Aerospace等美國民間公司登月之企圖都受到NASA的背後支持,並以此累積行動之經驗。
可以看到,美國的民間太空公司也開始結盟合作,相互使用成熟科技與產品,加速太空活動的頻率,這無疑是好事。
Sierra Space Corporation
2023年11月,美國賽拉太空公司(Sierra Space Corporation)設計生產的「逐夢者(Dream Chaser)太空飛機」已經問世,九公尺長的機身可裝載7名太空人,也可以做為貨運飛船,承接NASA運補國際太空站的任務。
圖1-37 逐夢者太空船起飛前準備(NASA)
這款飛機可重複使用15次,因此成本攤分會極便宜。此外,它可以降落在一般機場跑道,等於到處可以降落,無須特用場地與裝置。2024年1月,逐夢者太空飛機與Shooting Star貨運飛船模組將接受最嚴格的發射環境測試,送到佛羅里達卡納維爾角發射基地,使用聯合發射聯盟的半人馬座火箭(Vulcan Centaur Rocket)發射升空。
圖1-38 賽拉太空公司生產之充氣型太空站(賽拉太空公司官網)
賽拉太空公司也設計生產吹氣膨脹型模組太空站,該公司採用一種材質堅韌的ILC Dover紡織品,在地球軌道上時就將模組太空站充氣膨脹,可以得到比平常金屬外殼製作的太空站更大的空間,高6.2公尺,直徑8.3公尺,約有2,299平方英尺,大約213.5立方公尺,約為一個普通家庭住宅的空間。賽拉公司估計只要發射三個這樣的模組,就可以取代目前的國際太空站空間。未來該公司將設計更大的模組,光一個就可以擁有1400立方公尺的空間,十分寬敞。不過當然這外表的材質能否抵禦太空輻射、光線、太空微塵之衝擊等,正在繼續測試評估中。
由於擔憂國際太空站退役後無以為繼,美國的NASA已經在2023年底開始向民間太空公司徵集下一代太空站的計畫,目前NASA支助兩個團隊設計新一代太空站,一個是賽拉太空公司與藍色起源公司共組的團隊,另一個是Voyager Space與諾斯洛普格魯曼公司合組的團隊。另一家AXIOM太空公司則是規劃在國際太空站除役解體後,將可用的部分拉出來另外維護運作成一個仍可運行的太空站。已經可見國際太空站不久之後的解體對於美國帶來的壓力,畢竟再不想出辦法,在國際太空站解體後,軌道上可就只剩下中國的天宮太空站了,這對美國的面子簡直就過不去,當初冷戰時候比不贏蘇聯還有得說,今天要是連中國都比不過,美國真的可以回歸閉關鎖國的年代了,說什麼世界超強,都名不符實了。
賽拉太空公司與藍色起源公司計畫一起製作「軌道珊瑚礁太空站(Orbital Reef)」,這計畫受到NASA的支持,作為2030年國際太空站退役之後,美國可能採用的長期運行軌道太空站選項之一。
Firefly Aerospace
螢火蟲太空公司是一家位於美國德州的私人航太公司,主要開發用於商業發射衛星到軌道的中小型火箭載具,希望透過技術創新增加一般人進入太空的機會,降低成本並減少對政府航太機構的依賴。
2023年12月22日,美國Firefly螢火蟲太空公司生產之「Alpha 火箭」攜帶洛克希德馬丁公司委託發射的載荷,從范登堡太空軍基地攜帶「電子可控天線載荷」順利發射升空,將載荷置入近地軌道。這是該公司「Alpha 火箭」第四次發射任務,迄今都順利完成任務。該公司也有在2024年進行登月任務的計畫,讓我們拭目以待。
Rocket Lab
火箭實驗室公司是一家小型太空公司,創辦人是紐西蘭人,總部設在加州,生產小型火箭代客發射衛星,目前該公司最新款的Electron火箭可將150公斤載荷發射到500公里高的高軌道。
該公司2017年5月第一次成功試射,2018年11月11日則將7顆微型商業立方衛星送入軌道,2019年也有6次成功發射。
2024年2月19日該公司在紐西蘭馬希亞半島18號發射場,發射2024年第一發Elctron/Curie火箭,這次發射該火箭將把Astroscale公司的ADRAS-J太空船發射到太陽同步軌道,該艘太空船將用於辨識、處理太空垃圾之用。
我們可以看到,NASA的不作為反而導致美國民間航太產業大大的發展,以填補政府不作為造成的漏洞,不過凡事委託民間商業公司來進行,是否穩當?也是值得評估再三。
下方是其他美國民間航太公司的各種計畫,可做參考。
計畫名
內容
OneWeb衛星群
在2020年開始運行的衛星群發射計畫
柯伊伯系統
由亞馬遜的子公司 Kuiper Systems 提供的低空衛星網路計畫。
Viasat
一家在美國營運的寬頻衛星業者,提供的服務包括固網、地面行動網路,以及空降天線。
O3b
中地球軌道(MEO)衛星群,負責提供電信業者的網路服務。目前只涵蓋赤道地區。
銥衛星(Iridium)
由圍繞地球一共66個運作中的通信衛星組成。這個系統原先規劃77個通信衛星,所以用原子序為77的銥來命名。於1998年11月1日開始服務。
銥星公司開發的第二代銥星系統被命名為Iridium Next,同樣由66顆衛星組成,此外還有9顆規定冗餘衛星,以及6顆地面冗餘。2017年至2019年間,與SpaceX合作將75顆衛星發射入軌。截至2022年,剩餘的6顆地面冗餘中的5顆也列入發射計劃。
SpinLaunch
甚至有一家SpinLaunch公司是以離心力將載荷由地表甩上太空,雖然實驗已經可以做到,但是物體承載之G力達1萬G,不是人體所能夠接受的,目前也只能將大概一顆大小相當於空對地炸彈大小的物體甩上太空,但費用只要50萬美元,比起火箭發射動輒上億美元之費用來說,便宜許多。
其他想像中的太空電梯與反重力引擎,或以巨型飛機將太空飛機搭載到高空之後釋放,太空飛機再以自身動力繼續飛往太空等作法,都是人類對前往太空的各種嘗試方案。至少到目前,人還在尋找更廉價進入太空的方式。
1.7.8 美國再登月之阿爾忒彌斯(Artemis)計畫
美國NASA在太空梭計畫關閉,且經費逐年減少的情況下,雖沉寂許久,但仍從事一些有限的規劃,並試圖找到更多國際合作來幫忙分攤太空計畫之費用。2017年起,NASA推出一個「阿爾忒彌斯計畫」(Artemis),由NASA邀集歐洲太空總署(ESA)、德國航空航天中心(DLR)、加拿大太空總署(CSA)、以色列太空總署(ISA)、日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)與許多民間企業一起進行,目標是在月球上建立永久的人類基地,作為向火星探索開發之前進基地。截至2023年底,已有約30個國家簽署阿爾忒彌斯計畫協議,當然不包括中國、俄羅斯等被歸類為邪惡軸心國家。
為了達到在月球建立人類基地的目標,該計畫預計使用NASA自己開發的「太空發射系統(Sapce Launch System, SLS)運載火箭」、獵戶座太空船、月球門戶太空站與商業載人航天著陸系統。
SLS太空發射系統火箭雖然沒有農神-5號那麼巨大,到地球近地軌道之推力95噸也不及農神-5號的118噸之多,但因為農神-5號已經退役不再生產,目前SLS就是美國NASA最強力的運載火箭了,而美國SpaceX公司宣稱自己的星艦有100噸到近地軌道的推力,所以是伯仲之間。
獵戶座太空船是一項美國與歐盟合作的產品,其乘員艙由美國洛克希德馬丁公司生產,連結另一半的服務艙則是歐洲空中巴士公司生產。獵戶座可做為月球飛往火星的載具,可搭載4名太空人,NASA已經下單6-12艘並有4艘已經完工可使用,第一艘升空的獵戶座飛船與配合的SLS運載火箭是在2022年11月16日升空。阿爾忒彌斯-2號則預計2024年11月載太空人升空測試。阿爾忒彌斯-3號則預估在2025年載運太空人前往月球登陸。
阿爾忒彌斯計畫結合大多數有太空能力的國家,打算前往月球設立永久月球站,這與中國也打算登月建立月球科研站是一模一樣的,只是中國拉上的是俄羅斯、委內瑞拉、阿根廷、伊朗等被國際社會排擠制裁的國家群體,與美國號召的是西方自由民主國家的方向不同。
2019年7月時,在美國川普總統任內,美國國防部曾提出一項計畫,想建立軍用太空站,並曾向民間公司提出招標方案,這樣一個太空站應具有支援現行美國太空飛行器對接的標準接口,必須能夠從事科學實驗,儲存人類維生物資,現地製造物品、維持有效載荷等,初步可以是無人操作的邊疆前哨站outpost,但未來要能夠擴展成大型載人的太空站平台。不過以美國分配在太空事務上的預算來看,還遠遠不及能夠建立大型太空站的程度,可能美國的太空預算得再加十倍才行。
總之目前看來,未來在太空中,延續的一樣是地球上的政治立場、意識形態之爭,民主陣營與獨裁專制陣營之爭將繼續在人類歷史延續下去,剪不斷,理還亂。
--
Hosting provided by SoundOn
577 episodes
Manage episode 405718444 series 2948782
之決議,但是任誰都知道這是不可能的,只要有能力到達太空的國家,幾乎都是懷有軍事意圖的,也只有具備戰略意圖,一個國家才會有動機耗費資源與金錢製造太空載具前進到太空空間。再加上在太空部署軍事設施,可以有效地壓制地表的勢力,因此,這是一個不可說,但許多國家競相去做的事情。
過去美國太空事業是由美國空軍太空司令部與美國國家太空總署NASA負責,現在則是由2019年12月正式成立的「美國太空軍」(Space Force)與NASA負責。太空軍算是繼美國空軍於1947年,獨立成為一個新軍種後,又再一獨立出來的新軍種,與美國陸軍、海軍、空軍、海軍陸戰隊、海岸巡防隊並立。只是太空軍與美國空軍之間,還是存在相當程度的連結,太空軍的基地設施、人員、武器裝備、指揮協調等,一切都是來自美國空軍原屬的太空司令部與下轄單位。
美國太空軍成立的使命與任務,是要組織、訓練及裝備太空軍部隊,保衛美國與盟邦在太空之利益,並為盟軍提供太空能力與情報,培訓太空軍事人員、建設太空軍事設施、研究太空力量軍事理論等。其中也包括從太空監看核彈之發射、追蹤、爆炸等,並進行預警或攔截反擊等。
美國太空軍的前身「空軍太空司令部(AFSPC)」成立於1982年,是美國空軍下轄的一級司令部,其組織架構如下:
太空軍司令部下轄單位
第二級單位
駐地
聯合部隊太空職能司令部
聯合太空作戰中心
加州范登堡空軍基地
導彈預警中心
科羅拉多州夏延山基地
聯合天基紅外線衛星系統中心
科羅拉多州巴克利空軍基地
聯合軍事導航中心
新墨西哥州科特蘭空軍基地
太空防禦聯合特遣隊
國家太空防禦中心
科羅拉多州施里弗空軍基地
太空軍負責操控美國的人造衛星部署與洲際彈道飛彈發射以保衛美國國家安全,甚至美國的GPS全球導航衛星系統也是在空軍太空司令部管轄下的,所以GPS主要設置目的是軍用,只是平時也開放民用而已。
美國空軍在美國東海岸、美國西海岸,與台灣樂山裝設的鋪路爪雷達(Pave PAWS)是一種裝載在陸地上的相控陣雷達系統,它的性能極其強大,除了可以偵測3,000-5,000公里外彈道飛彈發射,甚至也可以偵測到地球進地軌道上的衛星與其他物體之偵測追蹤。
當偵測到敵方彈道飛彈發射,數據將即時送到美國「導彈預警與太空控制中心」、「美國國家軍事指揮中心」及「美國戰略司令部」,並評估是否需要反擊。倘若是太空中的衛星追蹤訊息,則送到「聯合空間作戰中心」(CSPOC)進行分析研判。
美國將未來太空事業置於太空軍管轄下,與中國航天事業也是在解放軍「戰略支援部隊航天系統部」管轄下是一樣的。太空其實就是超過一百公里高的天空,美國能夠容忍敵國,如中國、俄羅斯、伊朗、北韓的衛星或彈道飛彈在自家領土上空飛來飛去嗎?自然是不行的。因此,美國也許對太空事業已經沒有冷戰時期的熱情與投入,但是,對於本土防禦上來說,美國還是不會輕易門戶洞開,讓敵軍有可趁之機。
雖然,聯合國各種有關外層空間的國際公約都規定外層空間應和平使用、不能武器化或戰爭化等,但是只要有機會,有哪個大國不會想將天基武器擺上太空以震懾敵人?美國在1980年代的星球大戰階段,就曾發明天基雷射衛星武器,打算從太空中打擊敵方蘇聯之衛星與太空飛行器。相信只要有機會,不論中美俄英法,都會想辦法把太空武器化:反正我是聯合國安理會常任理事國,誰都沒能力制裁我。國際公約是給小國遵守的,敢不遵守的就把你列為流氓國家,並制裁你。大國就是大流氓,想幹什麼就幹什麼,誰都沒能奈我何。
2024年初,美國也指稱俄羅斯計畫將核武放上太空,在近地軌道引爆電磁脈衝核武器,造成的電磁脈衝將可一舉摧毀一大片的近地軌道衛星,如星鍊、GPS等網路都會遭受毀滅性打擊,但一樣的中國與俄國在近地軌道也有數量極多的各款衛星,一樣會被電磁波摧毀,因此這武器可謂殺人一千,自損八百。
1.7.6 美國的深空探索計畫
美國除了進行月球探勘任務外,還對太陽系各行星及太陽系外行星進行探索計畫,比如有水手10號與信使號行星探測太空船進行的「水星計畫」;水手2號、5號、10號與麥哲倫飛船進行的「金星計畫」;水手4號、6號、7號、8號、水手9號,再加上海盜1號、海盜2號、火星觀測者號、火星探路者號火星車、火星實驗室等針對之「火星計畫」;「木星計畫」有先驅者10號、伽利略號、朱諾號探測太空船;「土星計畫」則有卡西尼-惠更斯號探測船;「冥王星計畫」有新視野號太空船;其他跨行星計畫有先驅11號、水手10號、旅行者1號、旅行者2號;「小行星與彗星計畫」則有NEAR舒梅克號、深空1號、星辰號、深度撞擊號、曙光號等、冥王星新地平線號、太陽神號等。看到這裡也可以感受到,美國確實是太空領域的領先選手之一,曾經這麼全面地對宇宙進行探索計畫。
其中,圍繞太陽觀測的帕克號探測器於2023年9月時,達到最接近太陽的距離,在運作軌道上創下時速63萬公里的超快速度,創下人類製造飛行器的最快速度紀錄。不過大家要知道,在太空中是沒有空氣阻力的,只要原始加速度夠快,要達到幾萬公里的時速是並不困難的。
2023年12月時,美國NASA則公布距離地球最遙遠的人類宇宙探索器「旅行者一號」(Voyager 1)在旅行到離地球240億公里,已經出了太陽系內緣的宇宙空間,卻中斷了與NASA間的訊息,似乎是太空船的通信系統陷入不斷重開機的損壞狀況。目前NASA已經發送讓中央核心機體重開機的指令,但這個指令要22.5個小時才會送到太空船。同樣的旅行家二號太空船,一樣已經在離地球200億公里外的宇宙空間,繼續往太陽系外行星探索前進。已經於46年前出發的探索太空船,到今天還在運作,真是不可思議的長壽。
不過根據目前天文學家最新的研究,太陽風可以影響到的空間距離遠大於以前所想像,因此以旅行者一號的航行速度,恐怕要1萬7千年後才能真正飛出太陽系的範圍。如果人類無法開發出更快的宇宙旅行推進方式,那麼即使要突破太陽系都是奢望,更別提到銀河系、到仙女星系、到仙女座超星系團等。不過即使只有在太陽系,可以供人類開發的資源都已經是無窮無盡了。
只不過民主國家的領導人與國會通常是短視的,太空計畫這種需要長期投入才能見出效果的事業,不是政客希望得到速效成果的類型,因此砍太空預算是最沒有阻礙的。
1965年,因為美國參與越戰的原因,NASA的預算遭到國會大幅削減,之後持續減少,甚至在阿波羅11號計畫登月成功後,尼克森總統拍板決定終止了阿波羅17號之後的所有阿波羅系列任務,甚至關閉了人類史上最強的農神火箭的生產線,不再生產。雖然,1972年,尼克森總統批准啟動「太空梭計畫」,但其他登陸火星、殖民月球、建立永久太空站之計畫則全數遭到刪除,美國太空事業遭到重創。
相較之下,世界上獨裁專制體制國家蘇聯、中國等反而能更堅定不移地去執行既定的太空計畫方向,出現更多成果壓過民主陣營國家。
美國在蘇聯解體後,在太空場域失去最強勁的對手後,就不再將太空視為重大的國家利益所在,這也可以從1960年代阿波羅計畫期間,NASA的預算在美國聯邦預算中的比例達到4.41%之多,在登月成功之後,熱情迅速消退,NASA預算減低到1975年的聯邦總預算1%,之後逐年下降到2006年,與2012年差不多0.5%左右。這也是我們看到近年來美國在太空中消聲匿跡的原因,沒有錢是不能發展太空事業的。
不過,在中國持續不懈的神舟計畫、天宮太空站計畫與其他深空探測與小行星防禦計畫刺激下,也許美國在未來的某一天,會突然警覺到不能再忽視太空領域的發展,或者是有一天地外文明來接觸人類了,或決定侵略人類,將人類消滅時,美國會再度奮起來拯救人類吧?至少電影裡面演的都是這樣,外星人來了,美國帶領全人類一起擊敗外星母艦,美國總統還帶頭開飛機上戰場。
現在看起來,中國在太空領域抵禦地外攻擊、保衛人類的意志似乎還比較強烈一點。美國人都沉迷於金融炒股票,可以說華爾街就是美國的鴉片煙,讓美國從世界超強變成外強中乾,光玩金錢遊戲是不會增強國家實力的,歷史上已經有太多例證,但人性好逸惡勞也是天性,炒股能夠賺大錢,有誰還去開工廠做實業呢?SpaceX的伊隆馬斯克畢竟是鳳毛麟角的怪才,難以撼動美國人的慣性。
不過,美國在傳統上也有試圖圍堵中國太空事業發展的企圖。2011年,美國國會正式通過禁止美國與中國在航天事業上合作的「沃爾夫修正案」(Wolf Amendment),當時眾議員沃爾夫(Frank Rudolph Wolf)提出該法案,以「存在間諜風險」為由,封殺中國參加國際太空站計畫的道路。因此NASA要是與中國航天局合作,那是違反美國法律的行為。不過,美國的圍堵從來就是沒有效的,也許可以遲滯被制裁對象的行動,但被制裁國家通常會更自立自強、自立更生,發展出原先想不到的東西,中國、俄羅斯、伊朗、土耳其、北韓等都是。
1.7.7 美國民間公司的太空產業
ULA
美國幾個最大的軍工複合體公司洛克德馬丁公司、波音公司與其子公司共同組成的「聯合發射聯盟(United Launch Alliance, ULA)」於2006年成立,一度承擔最多美國政府的太空發射任務,包括美國國防部、美國太空總署NASA等之軍事與科研太空發射任務都由其包攬承接,該公司擁有擎天神號運載火箭(Atlas)、火神半人馬星火箭(Vulcan Centaur)、三角洲Delta-2型運載火箭、三角洲Delta-4型運載火箭。
在2016年以前,該公司一度壟斷了所有美國政府的太空發射任務,直到2016年,美國政府與SpaceX公司簽約委託發射衛星與其他飛行器後,該壟斷局面才算是結束。但ULA仍然是美國政府太空發射任務的台柱之一,持續不斷進行太空發射。到2023年底結束時,該公司一共進行過155次太空發射,成功率100%,並將價值超過700億美元的衛星資產送入地球軌道。
2024年1月8日凌晨,ULA發射新型火神半人馬座火箭,將若干商業載荷、ASTRABOTIC公司發射的遊隼任務一號(Peregrine Mission 1)登月探測器、美國空軍軍事載荷、若干NASA科學實驗與5具由墨西哥國立自治大學(UNAM)特種儀器實驗室(LINX)大學生組成的團隊開發的登月機器人發射升空。
Astrobotic公司私人登月企圖的產物「遊隼任務一號(Peregrine Mission 1)」後來因為探測器引擎出現問題而告失敗。其實這次計畫也是NASA重新登月之Artemis計畫中的一環,NASA藉由商業委託民間公司先進行無人登月之探測計畫來對月球大氣層、月表、土壤、登陸地點等進行先期探索,累積更多資料與經驗後,就可以增加屆時NASA登月一次成功的經驗。
在墨西哥大學生登月機器人計畫方面,由於太空載荷昂貴,因此這墨西哥大學生製作的5具登月機器人直徑僅有10公分,重量60克,形狀類似掃地機器人,有輪子可在月球表面自由移動,也有感測器與電腦主機等,主要任務是研究月球上稀薄的大氣層。像這樣有志氣的月球探索計畫,實在很值得鼓勵,也受到墨西哥政界一片讚揚,雖然不是國家的太空行為,但是也已經創下私人進行月球探索的紀錄。希望有一天可以看到台灣的大學生也組團開發登月或登火星機器人,開始宇宙探索的夢想。
此外美國洛克希德馬丁公司也曾經設計一款「X-33 冒險之星(VentureStar)」「可再用之發射型運輸工具」(RLV),盼可以取代太空梭之角色。
這款飛行器最大特色是不外加推進火箭引擎,而是直接把推進引擎放在機身下方,以自身動力發射升空,並可以飛機姿態滑翔降落地表。可惜,此款飛行器在測試時,發生許多零件損壞之問題,最終被塵封不再運用。洛馬公司轉向生產其他航天器,如X-47空天飛行器,這在後面章節「空天飛機」處再予以介紹。
SpaceX
2023年11月,美國SpaceX公司開發的獵鷹-9號火箭再次順利完成重新降落地面的試驗操作,過程完美。當年12月30日,獵鷹重型火箭將美國航天飛機X-37B運載入較近地軌道更高的太空空間中,進行無人操作的X-37B第7次的太空任務。2024年1月7日,SpaceX獵鷹-9號火箭從佛羅里達卡納維爾角太空發射場發射升空,一次性地將23顆星鍊衛星送入軌道,代表該公司布建星鍊網路的努力還在持續。
這家屬於南非裔美籍富豪伊隆馬斯克的太空探索技術公司(SpaceX),相信大家近年都在各種新聞上接觸過。這是一家民營的太空火箭飛船製造商與太空運輸公司,總部位在加州,2002年開始運作,目標是提供美國政府太空運輸的選項,並長期計畫殖民火星。該公司目前擁有「獵鷹系列運載火箭」與「龍系列太空飛船」、「星艦太空飛船」,火箭可搭配用來運載貨物到國際太空站或代客發射商業衛星,飛船則可以載人飛行。
其中獵鷹-9中型運載火箭是火箭主力,但需要時也可以倍數綑綁,比如「獵鷹重型運載火箭」是由三支「獵鷹-9型中型運載火箭」綑綁而成,總計擁有27台梅林火箭引擎,長度70公尺,直徑3.66公尺,重量1420噸,至近地軌道可載運63.8噸載荷,地球同步轉移軌道(GTO)26.7噸,至火星可搭載16.8噸。
目前SpaceX公司已經改用超重型火箭(Superheavy)為推進段,上面搭載名為星艦(Starship)的載人飛船,這款兩級的火箭飛船組合將是該公司未來太空任務的主力發射對象,將使用來登陸月球與火星使用,因此裡面空間寬敞,達1,100立方公尺,並可分為數十個艙室。由於採用強度高之不鏽鋼合金製造,目前兩三天就可以生產出一艘星艦出來,因此面對一次又一次的發射試驗失敗,爆炸在空中成為煙花,該公司似也不以為意,只要比之前飛得遠,收集到有用的數據,就把它當成是成功。這個也可以看出東西方文化不同之處。
星艦未來將發展出許多不同的功能,有載人飛船、油輪(載運火箭燃料到太空)、太空加油站(未來在太空中擔任儲油槽接收油輪運的燃料、加註給需要遠航的行星際飛船)、行星際遠航移民船、深空探測器、純貨運補給飛船等。可以看出該公司對於未來真正的星際太空任務是有所準備的,認真在準備各項載具。
馬斯克的願景是在2035年前,發射數千枚火箭,以載人太空船運送一百萬地球人到火星,建立自給自足的定居點。
2023年4月20日、11月18日各有一艘超重級火箭(Superheavy)與星艦(Starship)組合之太空船試射升空,可是兩者到最後都出現問題而自爆結束,第三艘已經準備好隨時發射升空,由此可見,航天事業沒有一帆風順的可能,只有不斷精進再精進,從失敗中累積成功的訣竅,未來終有成功的時候。
可是,我想該公司有點太早將「星艦」這個名稱拿來給還處於試驗中階段的飛行器使用,一次又一次的星艦試射,到最後在全球人們眼中爆炸成煙花,未來太空移民要搭乘「星艦」,你還敢坐嗎?所以星艦這名稱到最後,很可能還會改取另外一個名稱,作為正式啟動行星際旅行計畫之載具名稱,也許未來就稱做「企業級」星艦,或把美國用於航母上的名稱都拿出來,大黃蜂級、艾塞克斯級、獨立級、中途島級、小鷹級等,都挺有懷念價值的。
2019年起,該公司開始建設「星鍊」低軌網路衛星系統;2023年時,已經在地球軌道布設超過3,500枚低軌星鍊衛星,第二代星鍊系統預計將布設29,988枚衛星。中國目前也計畫發射數萬枚低軌網路衛星,但是近地軌道已經布滿星鍊的衛星,可再布設的空間已近飽和。人類在近地軌道上布設那麼大量的衛星,究竟會否對地球造成負面影響似乎還未有進一步的研究,筆者個人是有點憂心,未來發射任何一枚火箭或太空船升空似乎都要冒著與衛星相撞的危險。
2020年5月,SpaceX公司成功進行載人太空飛行,受委託將4名太空人送往國際太空站,象徵人類商務太空宇航的開始。2024年1月18日SpaceX的龍飛船與獵鷹火箭再度接受委託將4名太空人商業載送到國際太空站去,順利成功,每人收費5,400萬美元。目前這家公司可以做到製造、發射、回收、再利用運載火箭,發射載人太空船、代客發射衛星進入軌道等,最重要的它是私營企業,對於成本管控做得比政府國家力量進行的太空宇航官方機構還要經濟實惠,這樣才能賺錢。
但是,中國一樣有民營航天企業,如創立於2018年之星河動力航天公司,藍箭航空、東方空間、中科宇航等。
此外,還有世界首家商業發射衛星的歐洲「亞利安空間Arianspace公司」的亞利安5號運載火箭、VEGA運載火箭、SOYUZ運載火箭,日本三菱重工的H3火箭,以及紐西蘭的火箭研究室(Rocket Lab)等,都是有力的挑戰者。所以,伊隆馬斯克要是以為自己天下無敵或已經壟斷市場,那他就錯了,就算只有美國本土的挑戰者也不少。
Virgin Galactic
另外,英國企業家,維珍航空創辦人理查布蘭森創立「維珍銀河公司(Virgin Galactic)」,主要目的是想經營太空私人旅行,該公司興建自己的太空船,但配合其他公司的火箭推送到高空或宇宙空間,最新的太空船「團結號」首飛在2018年12月13日,並升到82.7公里的大氣層邊緣,之後滑翔下降至地面。
2024年1月26日維珍銀河公司進行第6次私人太空飛行,銀河06號高空飛機將4名自己出資的太空人由新墨西哥州美國航太港發射升空,不是用火箭,而是用飛機載飛機高空釋放,再繼續往上飛的方式抵達接近宇宙空間,飛行最高到離地88公里高處。未來該公司會繼續努力提供世界富豪上太空的飛行體驗。
Blue Origin
美國另有一家「藍色起源(Blue Origin)」公司,由Amazon創辦人貝索斯於2000年創辦,該公司正在研發次軌道飛船與軌道飛船,也能自己設計、研發、生產重型運載火箭。2015年該公司生產出BE-4軌道運載火箭,也生產無人飛行器,順利飛到超過100公里卡門線,速度達3馬赫。
2016年1月22日,藍色起源公司成功發射亞軌道火箭New Shepard Rocket,推升至太空的太空艙之後順利返回,該公司在德州有自己的太空發射場,但是在佛羅里達的甘迺迪太空中心也有該公司的大型廠房用來裝配大型火箭。
月計畫,以新開發中的BE-7氫氧發動機用在月球登陸器上。
2024年1月8日,聯合發射聯盟(ULA)的新火神半人馬火箭升空,該火箭就結合使用了兩台藍色起源公司的BE-4火箭助推器,進行商業化公司登月任務,順利將美國Astrobotic公司的Peregrin月球登陸器與墨西哥國立自治大學學生團隊製作的五個月球探測機器人送入太空並將前往月球登陸。Astrobotic公司預計在2024年稍晚,委託SpaceX將另一個登月登陸器送上太空。Astrobotic, Inituitive Machines, Firefly Aerospace等美國民間公司登月之企圖都受到NASA的背後支持,並以此累積行動之經驗。
可以看到,美國的民間太空公司也開始結盟合作,相互使用成熟科技與產品,加速太空活動的頻率,這無疑是好事。
Sierra Space Corporation
2023年11月,美國賽拉太空公司(Sierra Space Corporation)設計生產的「逐夢者(Dream Chaser)太空飛機」已經問世,九公尺長的機身可裝載7名太空人,也可以做為貨運飛船,承接NASA運補國際太空站的任務。
圖1-37 逐夢者太空船起飛前準備(NASA)
這款飛機可重複使用15次,因此成本攤分會極便宜。此外,它可以降落在一般機場跑道,等於到處可以降落,無須特用場地與裝置。2024年1月,逐夢者太空飛機與Shooting Star貨運飛船模組將接受最嚴格的發射環境測試,送到佛羅里達卡納維爾角發射基地,使用聯合發射聯盟的半人馬座火箭(Vulcan Centaur Rocket)發射升空。
圖1-38 賽拉太空公司生產之充氣型太空站(賽拉太空公司官網)
賽拉太空公司也設計生產吹氣膨脹型模組太空站,該公司採用一種材質堅韌的ILC Dover紡織品,在地球軌道上時就將模組太空站充氣膨脹,可以得到比平常金屬外殼製作的太空站更大的空間,高6.2公尺,直徑8.3公尺,約有2,299平方英尺,大約213.5立方公尺,約為一個普通家庭住宅的空間。賽拉公司估計只要發射三個這樣的模組,就可以取代目前的國際太空站空間。未來該公司將設計更大的模組,光一個就可以擁有1400立方公尺的空間,十分寬敞。不過當然這外表的材質能否抵禦太空輻射、光線、太空微塵之衝擊等,正在繼續測試評估中。
由於擔憂國際太空站退役後無以為繼,美國的NASA已經在2023年底開始向民間太空公司徵集下一代太空站的計畫,目前NASA支助兩個團隊設計新一代太空站,一個是賽拉太空公司與藍色起源公司共組的團隊,另一個是Voyager Space與諾斯洛普格魯曼公司合組的團隊。另一家AXIOM太空公司則是規劃在國際太空站除役解體後,將可用的部分拉出來另外維護運作成一個仍可運行的太空站。已經可見國際太空站不久之後的解體對於美國帶來的壓力,畢竟再不想出辦法,在國際太空站解體後,軌道上可就只剩下中國的天宮太空站了,這對美國的面子簡直就過不去,當初冷戰時候比不贏蘇聯還有得說,今天要是連中國都比不過,美國真的可以回歸閉關鎖國的年代了,說什麼世界超強,都名不符實了。
賽拉太空公司與藍色起源公司計畫一起製作「軌道珊瑚礁太空站(Orbital Reef)」,這計畫受到NASA的支持,作為2030年國際太空站退役之後,美國可能採用的長期運行軌道太空站選項之一。
Firefly Aerospace
螢火蟲太空公司是一家位於美國德州的私人航太公司,主要開發用於商業發射衛星到軌道的中小型火箭載具,希望透過技術創新增加一般人進入太空的機會,降低成本並減少對政府航太機構的依賴。
2023年12月22日,美國Firefly螢火蟲太空公司生產之「Alpha 火箭」攜帶洛克希德馬丁公司委託發射的載荷,從范登堡太空軍基地攜帶「電子可控天線載荷」順利發射升空,將載荷置入近地軌道。這是該公司「Alpha 火箭」第四次發射任務,迄今都順利完成任務。該公司也有在2024年進行登月任務的計畫,讓我們拭目以待。
Rocket Lab
火箭實驗室公司是一家小型太空公司,創辦人是紐西蘭人,總部設在加州,生產小型火箭代客發射衛星,目前該公司最新款的Electron火箭可將150公斤載荷發射到500公里高的高軌道。
該公司2017年5月第一次成功試射,2018年11月11日則將7顆微型商業立方衛星送入軌道,2019年也有6次成功發射。
2024年2月19日該公司在紐西蘭馬希亞半島18號發射場,發射2024年第一發Elctron/Curie火箭,這次發射該火箭將把Astroscale公司的ADRAS-J太空船發射到太陽同步軌道,該艘太空船將用於辨識、處理太空垃圾之用。
我們可以看到,NASA的不作為反而導致美國民間航太產業大大的發展,以填補政府不作為造成的漏洞,不過凡事委託民間商業公司來進行,是否穩當?也是值得評估再三。
下方是其他美國民間航太公司的各種計畫,可做參考。
計畫名
內容
OneWeb衛星群
在2020年開始運行的衛星群發射計畫
柯伊伯系統
由亞馬遜的子公司 Kuiper Systems 提供的低空衛星網路計畫。
Viasat
一家在美國營運的寬頻衛星業者,提供的服務包括固網、地面行動網路,以及空降天線。
O3b
中地球軌道(MEO)衛星群,負責提供電信業者的網路服務。目前只涵蓋赤道地區。
銥衛星(Iridium)
由圍繞地球一共66個運作中的通信衛星組成。這個系統原先規劃77個通信衛星,所以用原子序為77的銥來命名。於1998年11月1日開始服務。
銥星公司開發的第二代銥星系統被命名為Iridium Next,同樣由66顆衛星組成,此外還有9顆規定冗餘衛星,以及6顆地面冗餘。2017年至2019年間,與SpaceX合作將75顆衛星發射入軌。截至2022年,剩餘的6顆地面冗餘中的5顆也列入發射計劃。
SpinLaunch
甚至有一家SpinLaunch公司是以離心力將載荷由地表甩上太空,雖然實驗已經可以做到,但是物體承載之G力達1萬G,不是人體所能夠接受的,目前也只能將大概一顆大小相當於空對地炸彈大小的物體甩上太空,但費用只要50萬美元,比起火箭發射動輒上億美元之費用來說,便宜許多。
其他想像中的太空電梯與反重力引擎,或以巨型飛機將太空飛機搭載到高空之後釋放,太空飛機再以自身動力繼續飛往太空等作法,都是人類對前往太空的各種嘗試方案。至少到目前,人還在尋找更廉價進入太空的方式。
1.7.8 美國再登月之阿爾忒彌斯(Artemis)計畫
美國NASA在太空梭計畫關閉,且經費逐年減少的情況下,雖沉寂許久,但仍從事一些有限的規劃,並試圖找到更多國際合作來幫忙分攤太空計畫之費用。2017年起,NASA推出一個「阿爾忒彌斯計畫」(Artemis),由NASA邀集歐洲太空總署(ESA)、德國航空航天中心(DLR)、加拿大太空總署(CSA)、以色列太空總署(ISA)、日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)與許多民間企業一起進行,目標是在月球上建立永久的人類基地,作為向火星探索開發之前進基地。截至2023年底,已有約30個國家簽署阿爾忒彌斯計畫協議,當然不包括中國、俄羅斯等被歸類為邪惡軸心國家。
為了達到在月球建立人類基地的目標,該計畫預計使用NASA自己開發的「太空發射系統(Sapce Launch System, SLS)運載火箭」、獵戶座太空船、月球門戶太空站與商業載人航天著陸系統。
SLS太空發射系統火箭雖然沒有農神-5號那麼巨大,到地球近地軌道之推力95噸也不及農神-5號的118噸之多,但因為農神-5號已經退役不再生產,目前SLS就是美國NASA最強力的運載火箭了,而美國SpaceX公司宣稱自己的星艦有100噸到近地軌道的推力,所以是伯仲之間。
獵戶座太空船是一項美國與歐盟合作的產品,其乘員艙由美國洛克希德馬丁公司生產,連結另一半的服務艙則是歐洲空中巴士公司生產。獵戶座可做為月球飛往火星的載具,可搭載4名太空人,NASA已經下單6-12艘並有4艘已經完工可使用,第一艘升空的獵戶座飛船與配合的SLS運載火箭是在2022年11月16日升空。阿爾忒彌斯-2號則預計2024年11月載太空人升空測試。阿爾忒彌斯-3號則預估在2025年載運太空人前往月球登陸。
阿爾忒彌斯計畫結合大多數有太空能力的國家,打算前往月球設立永久月球站,這與中國也打算登月建立月球科研站是一模一樣的,只是中國拉上的是俄羅斯、委內瑞拉、阿根廷、伊朗等被國際社會排擠制裁的國家群體,與美國號召的是西方自由民主國家的方向不同。
2019年7月時,在美國川普總統任內,美國國防部曾提出一項計畫,想建立軍用太空站,並曾向民間公司提出招標方案,這樣一個太空站應具有支援現行美國太空飛行器對接的標準接口,必須能夠從事科學實驗,儲存人類維生物資,現地製造物品、維持有效載荷等,初步可以是無人操作的邊疆前哨站outpost,但未來要能夠擴展成大型載人的太空站平台。不過以美國分配在太空事務上的預算來看,還遠遠不及能夠建立大型太空站的程度,可能美國的太空預算得再加十倍才行。
總之目前看來,未來在太空中,延續的一樣是地球上的政治立場、意識形態之爭,民主陣營與獨裁專制陣營之爭將繼續在人類歷史延續下去,剪不斷,理還亂。
--
Hosting provided by SoundOn
577 episodes
All episodes
×Welcome to Player FM!
Player FM is scanning the web for high-quality podcasts for you to enjoy right now. It's the best podcast app and works on Android, iPhone, and the web. Signup to sync subscriptions across devices.