SpaceX公司將發射X-37B看美國商業航天發射發展

美空軍部長威爾遜在2017年6月6日舉行的參議院武裝力量委員會聽證會上表示，美空軍將於2017年8月利用SpaceX公司「獵鷹」-9火箭執行X-37B發射任務，這將是X-37B首次由私營航天公司運載火箭發射，將打破X-37B此前4次僅能使用聯合發射聯盟「宇宙神」-5火箭發射的壟斷格局，標誌著美私營航天企業軍用航天發射業務的不斷拓展，體現出美國對於商業航天發射服務的鼓勵和支持。

背景情況

自2010年以來，X-37B無人軌道試驗飛行器共進行了4次飛行試驗。利用SpaceX公司「獵鷹」-9火箭成功發射后，X-37B將開啟第五次飛行試驗任務。本次發射將是美國私營航天企業SpaceX公司繼2017年5月首次執行國家偵察局軍用衛星發射任務后第二次執行軍用航天發射任務。

> X-37B飛行器

X-37B飛行器是一種可重複使用的小型無人軌道試驗飛行器，有可能在未來為美國空軍提供一種可重複使用、快速機動的空間作戰飛行器。自2010年4月以來，兩架X-37B共已執行了4次飛行試驗，在太空停留了總計2085天，成功驗證了長期在軌飛行、大範圍軌道機動、重複使用再入軌道返回等能力，使美國初步掌握了空間機動作戰能力。此前4次飛行試驗中，X-37B均由聯合發射聯盟的「宇宙神5」火箭發射。美空軍將於2017年8月利用SpaceX公司「獵鷹」-9火箭首次執行X-37B發射任務，這將是X-37B第五次試驗飛行任務。第五次飛行試驗任務中，美空軍實驗室將首次對「先進結構內嵌熱隔體」（AESTS-11）試驗載荷進行實驗，而其試驗任務仍處於保密狀態。

> 發射意義

X-37B首次由SpaceX公司「獵鷹」-9火箭發射將打破此前4次僅能使用聯合發射聯盟「宇宙神」-5火箭發射的壟斷格局，這對於增加X-37B發射選擇多樣性極具現實意義。同時，私營航天企業SpaceX公司強勢進軍軍用航天發射市場體現了美國對於商業航天發射服務的鼓勵和支持。

增強X-37B發射靈活性。X-37B未來有可能成為一種機動靈活的空間作戰平台，具備靈活的發射能力是其作戰效能發揮的關鍵。之前4次發射，X-37B僅能使用聯合發射聯盟「宇宙神」-5火箭發射，發射選擇具有單一性。「宇宙神」-5火箭一級火箭發動機採用俄制RD-180發動機，面臨著國會禁止2019年後使用俄制火箭發動機的難題。SpaceX公司的「獵鷹」-9火箭則完全來自美國本土製造，徹底擺脫了俄制發動機的掣肘。「獵鷹」-9火箭成功發射X-37B將大幅增強X-37B發射靈活性，為實現其戰時快速、機動、靈活部署奠定基礎。

鼓勵商業航天發射發展。「宇宙神」-5火箭與「德爾塔」-4火箭自2006年以來幾乎壟斷了美國軍用航天發射市場。經過不斷的爭取，SpaceX公司於2015年5月終獲國家安全載荷發射資質，並於2017年5月成功執行首次軍用衛星發射任務，打破了打破聯合發射聯盟公司對美國政府有效載荷發射服務的長期壟斷，成為第一家打入美國軍用航天發射市場的商業航天公司。作為商業航天企業成功的典範，SpaceX公司每一次爭取到的發射任務都對商業航天運載領域的發展起示範帶動作用，此番再獲X-37B軍用航天發射更是對美私營航天發射公司的一種激勵。SpaceX公司強勢進入軍用航天發射市場表明美軍對私營航天企業執行軍用航天發射任務持開放和鼓勵態度，這對於刺激商業航天公司發展航天運載器、夯實美國航天發射工業基礎具有重要意義。

美國商業航天發射意義

21世紀初，SpaceX公司、軌道科學ATK公司等私營公司在沒有得到政府直接干預的條件下研製運載火箭和飛船，成功進入商業航天領域，意味著市場經濟意義上的商業航天發射活動的開始。美國為穩固和增強國際航天發射市場競爭力，大力扶持航天發射商業化發展，一批新興航天發射企業力量不斷壯大，引入了技術創新和成本降低，明顯提升研發效率，使得美國航天發射國際競爭力大幅提升。

> 私營航天發射公司不斷壯大

近年來，SpaceX、軌道科學ATK、藍色起源等一批新興航天發射企業力量不斷壯大，其持有的創新理念、思維、新模式為美國商業航天發射領域發展注入新的活力。SpaceX公司是國際商業航天發射市場的一股強勁力量，該公司傾力打造的「獵鷹」-9火箭在低成本、可重複使用方面所取得的一系列突破賺足了全球航天界的眼球，為低成本進行太空做出了卓越貢獻，獲得了國際航天發射市場的青睞。軌道科學ATK已為國際空間站提供多輪貨物運輸服務，目前正在開發新的「安塔瑞斯」中型運輸火箭和「天鵝座」飛船。藍色起源公司瞄準亞軌道旅遊市場，成功完成了人類首次「新謝潑德」亞軌道火箭回收試驗並驗證了亞軌道可重複運載技術，目前公司正在研製推力更大的「新格倫」火箭，並與歐洲通信衛星公司和一網公司簽署了多項「新格倫」火箭商業衛星發射合同。

美國有多家航天初創企業聚焦小型運載火箭研製設計，其中部分型號已經完成了設計生產，即將開展飛行試驗；還有部分公司在探空火箭或運載火箭相關的技術基礎，已經完成某些關鍵部件的研製。這類火箭具有快速機動、廉價、可靠等特點，是滿足商業航天發射需要的必然選擇，在國際商業發射服務市場上嶄露頭角。例如美國的維珍銀河公司推出的「運載器一號」獲得了一網公司和美國NASA的訂單；美國火箭實驗室公司創造性地提出了發射服務網上訂購的業務，用戶從2015年8月起可預訂「電子」小型運載火箭發射服務；美國矢量空間系統公司正在研製可將25~45千克有效載荷送入軌道的微小衛星運載火箭。

> 發射成本顯著降低

商業航天的發展在產品、投資、服務和生產製造等方面與傳統航天發展思路不同，低廉價格贏得市場是商業航天快速崛起的根本。商業航天發展模式顯著降低了航天發射成本，性價比大為提高。SpaceX公司2016年5月2日對外公布了「獵鷹」-9火箭和重型「獵鷹」火箭的發射價格，其中「獵鷹」-9火箭的標準發射費用為5400萬美元，約為美國同類運載火箭發射費用的1/3；重型「獵鷹」-9火箭發射報價約9000億美元，遠低於同級別重型「德爾它」-4火箭的3.5億美元。在研發費用上，美國NASA發布的報告稱，一枚「獵鷹」-9火箭若由美國NASA研發至少需要13億美元，而美國SpaceX公司僅花費不到4億美元。隨著「獵鷹」-9火箭成功實現重複使用，發射成本將進一步降低。SpaceX公司憑藉低廉的產品費用獲得了航天市場的青睞，該公司的「獵鷹」-9火箭已獲得了未來5年全球38個發射合同，其中除政府的14個外，24個來自國際商業發射市場。

> 研發效率明顯提升

商業航天公司為了贏得競爭優勢，獲取更多的利潤，更加註重效率提升，在組織管理、產品研製和技術創新方面的效率相對於傳統模式更高。例如，SpaceX公司為了在滿足產品可靠性的前提下降低成本、縮短研發周期，創建了適合自身發展的發展模式，包括：扁平化的高效組織管理模式，以小型精英科研團隊保證工作效率和質量；選擇集中的辦公空間，實現設計與工藝無縫對接，提高生產效率；注重產品的通用化、標準化，盡量購買成熟技術和產品，其零件大都採用全球貨架式採購模式，避免重複研發成本的同時提升了研發效率；研發可重複使用技術，提升產品的成品速度等。SpaceX公司的商業化運營思路和高效率的創新等做法已成為全球眾多商業航天企業學習模仿的「藍本」。

> 國際發射競爭力大幅提升

以SpaceX公司、藍色起源公司等為代表的商業航天發射公司，致力於降低航天發射成本，研製和發展商業航天發射運載器。SpaceX公司無疑是新興商業航天企業中的佼佼者，該公司以產品低廉的費用和較高的發射成功率獲得了航天發射市場的青睞，先後與多個國家簽訂衛星發射合同，成為美國一家成功進入商業航天發射領域的翹楚。近期，SpaceX公司和藍源公司的運載火箭可重複使用技術取得重大突破，將大幅降低航天發射成本。SpaceX公司、藍色起源公司等一批新興航天發射企業力量不斷壯大，航天發射能力持續增強，迅速填補了美國航天發射能力的缺口，使美國航天發射的國際競爭力大幅提升。

美國政府推動商業航天發射的舉措

美國商業航天發射的快速發展得益於美國政府從政策、技術、資金等多方面給予的全方位扶持。在政府的大力扶持下，諸如SpaceX公司等一批新興航天企業快速崛起，力量不斷壯大，在全球商業航天發射領域扮演著越來越重要的角色。

> 相繼出台多項法規和政策

美國為支持商業航天發射發展，制訂和頒布了一系列相關的法律法規和政策，為航天發射商業化發展提供了行為準則以及有力的法律和政策支持。從上世紀80年代起，美國就扶持私營企業進入航天發射領域，先後頒布了《空間商業發射法》、《商業空間法》、《發射服務購買法案》、《商業航天發射競爭力法》、《鼓勵私營航空航天競爭力與創業法》等，旨在明確政府的航天發展監管和產業促進，並通過保護企業利益，積極鼓勵、規範、促進私營企業參與商業航天運輸與載人航天活動，為商業航天發射創造良好的法律環境。

> 統籌協調商業航天發射活動管理

為適應商業航天發射發展，美國採取軍、民、商分制管理的航天管理體制，並通過立法明確各管理主體的分工。第一層是以總統為代表的頂層管理主體，第二層是聯邦各部門，第三層是聯邦部門的下屬機構。美國聯邦航空管理局下屬的商業航天運輸辦公室（FAA/AST）負責對所有商業運載發射操作發放許可，並有責任保障美國航天運輸的國際競爭力。

在發射場商業化方面，美國政府以立法的形式許可軍方、政府的航天發射場向商業發射提供服務和支持。商業航天公司可以租賃空軍或航空航天局管理的發射場區域建設所需的測試發射設施，共用試驗設施則以國家投資建設管理、商業用戶付費租賃使用的模式運行。商業航天發射公司通過商業合同協議，獲得發射場使用權，在軍方或NASA的配合下，主導、組織商業發射任務。

> 陸續推出多個項目資助計劃

為推動商業航天發射能力發展，美國鼓勵支持私營企業參與航天運輸服務競爭，購買由這些公司提供的創新的低成本航天運輸能力。美國NASA相繼發布了「商業軌道運輸服務」（COTS）、「商業補給服務」（CRS）、「商業乘員開發」（CCDev）等商業航天運輸計劃，扶持私營企業發展航天運輸能力。在這些資助項目下，美國NASA為SpaceX等多家私營航天公司提供了共計數百億美元資金支持，使得這些新興航天企業得以快速興起並發展壯大，迅速填補了美國航天發射能力的缺口，大力推動了美國商業航天發射能力的發展。

> 引入市場競爭並提供技術支持

十多年來，美國聯合發射聯盟（ULA）一直壟斷美軍用航天發射業務。為打破壟斷，確保經濟可承受、靈活可靠的軍用衛星部署能力，美空軍自2015年起在部分採購中向具備資質的發射服務商公開招標包括國家偵察辦公室載荷在內的國家安全載荷發射業務。經過不斷的爭取，SpaceX公司於2015年5月終獲國家安全載荷發射資質，成為第一家獲得該資質的商業航天公司。除政策、資金支持外，美國NASA、空軍對新興商業航天發射企業進行了大量技術扶持與轉移，例如美國美國NASA通過直接派駐技術人員和專利轉讓等方式幫助SpaceX公司發展和驗證關鍵技術、美國空軍將誇賈林群島的里根試驗中心發射場、范登堡空軍基地的SLC－40發射場提供給美國SpaceX公司用於發射「獵鷹」火箭等。