埃隆·马斯克的历史性发射如何改变太空探索的未来

本文发表在《Discover》杂志的年度科学现状特刊中，标题为“太空旅行的一大步”。通过成为我们的订阅者，支持我们的科学新闻报道。

在 Gmail、YouTube 或 Facebook 出现之前，一家充满雄心的火箭初创公司就宣布了一个奇幻的愿景：一个新时代，由私营公司将人类送入太空。而在 2020 年 5 月，在公司成立约 18 年后，SpaceX 及其首席执行官埃隆·马斯克终于兑现了这一承诺。

SpaceX 的载人龙飞船将两名美国宇航局宇航员运送至国际空间站 (ISS)，并安全返回地球。这是私营航天器首次载人进入轨道。

这一里程碑的到来恰逢众多私营航天公司开始起飞。在全球范围内，其他火箭企业也纷纷效仿，发射了大量微型卫星星座，这将改变我们通信和观测地球的方式（详见第 69 页）。行业专家表示，私人太空飞行现已进入新时代，这与大约 150 年前美国的铁路为西部城镇发展打开了局面类似。

这一年对美国国家航空航天局来说也至关重要。载人龙飞船的乘客——道格·赫尔利和罗伯特·班肯，成为自 2011 年航天飞机计划结束以来，首批从美国本土发射进入轨道的美国宇航员。由于没有自己的交通工具，美国宇航局曾支付俄罗斯 9000 万美元的座位费来运送宇航员往返国际空间站。SpaceX 的猎鹰 9 号火箭的费用约为该价格的一半，这得益于该公司对可重复使用火箭的重视。

这一切为今年夏天的宣传和工程壮举奠定了基础。在大约 1000 万因 COVID-19 大流行而居家隔离的观众的注视下，美国宇航局将其称为“发射美国”的壮举。

载人龙飞船是根据美国宇航局的商业载人计划建造的，该计划始于奥巴马政府时期。该计划旨在利用私营部门提供近地轨道的往返运输，而美国宇航局则专注于探索太阳系。

但该计划一直受到延误和争议的困扰，尽管美国宇航局已将其概念扩展。例如，特朗普政府在其阿尔忒弥斯计划中寻求私营公司的帮助，目标是在 2024 年将人类送回月球。天文学家认为，载人龙飞船有助于验证依赖私营公司而非大型政府项目的概念。

哈佛-史密森学会天体物理中心的তাই天文学家乔纳森·麦克道威尔 (Jonathan McDowell) 表示：“近地轨道不再是边疆。边疆已经向前推进了。”“美国宇航局的职责是开拓边疆，它不再需要进行近地轨道的发射了。”

坎坷的开端

SpaceX 并非唯一一家将轨道未来押注在商业载人计划上的公司。波音也获得了将美国宇航局宇航员送往空间站的合同。多年来，人们一直对两家公司能否交付表示怀疑。

2019 年 3 月，在多次延误和取消后，SpaceX 终于将一艘无人飞船发射到国际空间站。任务进展顺利，但该飞船在几个月后在地球上进行例行测试时爆炸。随后出现了无数次延误。

随后，在 2019 年 12 月，波音的星际航线 (Starliner) 航天器在其首次无人发射中遭遇了一系列令人尴尬的软件故障，甚至未能到达空间站。美国宇航局的调查发现了该公司必须采取的数十项纠正措施。波音公司表示计划在 2020 年末再次尝试。

如今，在载人龙飞船成功飞行后，马斯克已经转向下一个任务。他的工程师们正在开创一种名为“星舰”的巨大新型航天器，承诺将乘客运送到“地轨、月球、火星及更远的地方”。

今年春天，美国宇航局对该项目投入了 1.35 亿美元，将其作为其阿尔忒弥斯任务的潜在月球着陆器，对该项目寄予了些许信心。随后，在 8 月和 9 月，SpaceX 成功完成了星舰第二级火箭（将运载货物和船员的部分）的首次真正意义上的亚轨道飞行和着陆。

麦克道威尔说：“这东西是否能用，现在还不清楚。”“关键的里程碑是：‘这东西能进入轨道——最好还能回来吗？’如果他们能做到这一点，那将极大地改变未来。”

工业化的努力

除了载人飞船，去年还涌现出许多初创公司成功发射小型火箭，携带日益普及的立方星——一类小型、技术先进的卫星。尽管它们在过去几年里一直从国际空间站发射，但从地球进行发射是行业内的首次。

商业太空飞行的先驱、国际空间站最大私人用户 NanoRacks 的首席执行官杰弗里·曼伯 (Jeffrey Manber) 表示，一个围绕空间站及其运输方式的产业正在形成。同样，与 19 世纪 50 年代的铁路行业一样，即使是亿万富翁支持的公司仍然依赖政府的资金。

曼伯说：“这还不是一个成熟的商业市场。”他预测，在未来十年内，将有更多的私人乘客前往太空。“你将看到第一个私人目的地开始出现。它们可能会标志着 2020 年是 [美国] 公众意识中这一转变的开始。”