國際空間站經(jīng)營模式轉(zhuǎn)變：商業(yè)化低成本航天時(shí)代來臨

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國際空間站經(jīng)營模式轉(zhuǎn)變：商業(yè)化低成本航天時(shí)代來臨

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空間站：國際空間站運(yùn)營成熟，2024年或轉(zhuǎn)為私人運(yùn)營

現(xiàn)代空間站的雛形，美國空間站的試驗(yàn)階段——“天空實(shí)驗(yàn)室”。

天空實(shí)驗(yàn)室基于“土星”火箭的S-IVB第三級設(shè)計(jì)制造，是美國的第一座空間站，也是當(dāng)時(shí)曾經(jīng)運(yùn)行在地球軌道上的最大的飛行器。第一批宇航員于天空實(shí)驗(yàn)室發(fā)射后11天到達(dá)。共有三批宇航員訪問了天空實(shí)驗(yàn)室，他們分別進(jìn)行了為期28天、59天和84天的三次任務(wù)。進(jìn)行了紫外線天文學(xué)實(shí)驗(yàn)與太陽x射線研究、地球遙感和生物與醫(yī)學(xué)研究?！疤炜諏?shí)驗(yàn)室”一共執(zhí)行了四次任務(wù)，其中三次實(shí)現(xiàn)了載人任務(wù)，最后于1979年墜毀。在這四次試驗(yàn)過程中，載人航天技術(shù)得到了顯著的發(fā)展，同時(shí)也為空間站的建立積累了經(jīng)驗(yàn)，為之后的國際空間站的建立打下了良好的基礎(chǔ)。

美國空間站的成熟階段——多國合作，共建國際空間站。

國際空間站（簡稱ISS）是一個(gè)由六個(gè)國際主要太空機(jī)構(gòu)聯(lián)合推進(jìn)的國際合作計(jì)劃。這六個(gè)太空機(jī)構(gòu)分別是美國國家航空航天局、俄羅斯聯(lián)邦航天局、歐洲航天局、日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)、加拿大國家航天局和巴西航天局。參與該計(jì)劃的共有16個(gè)國家或地區(qū)組織，以美國、俄羅斯為首，其他4個(gè)重要成員是歐空局、日本、加拿大和巴西。歐空局成員國中參與到國際空間站計(jì)劃的國家有：比利時(shí)、丹麥、法國、德國、意大利、挪威、荷蘭、西班牙、瑞典、瑞士和英國，其中英國是項(xiàng)目開始之后參與進(jìn)來的。

國空間站未來經(jīng)營模式轉(zhuǎn)變，由國家經(jīng)營轉(zhuǎn)向私人經(jīng)營。

由美國、俄羅斯、歐盟等共同建設(shè)的國際空間站原定2024年退役，但美國國家航空航天局（NASA）官員近日表示，該機(jī)構(gòu)考慮屆時(shí)把國際空間站移交給私營企業(yè)繼續(xù)運(yùn)營。為維持空間站運(yùn)行，NASA每年支付約40億美元，約占航天局總預(yù)算的20%。NASA現(xiàn)在已把空間站貨運(yùn)任務(wù)交給兩家私企，下一步將把空間站載人任務(wù)也交給私企，以把工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)向火星，其目標(biāo)是本世紀(jì)30年代實(shí)現(xiàn)載人登陸火星。除了傳統(tǒng)的科技研發(fā)之外，航天事業(yè)還可以更加商業(yè)化，實(shí)現(xiàn)較大的商業(yè)利益，而通過將其承包給私有企業(yè)，將更好的迸發(fā)出新的活力。太空，向來是最能激發(fā)人類好奇心和探索欲的地方，而人類也一直都在將這種好奇轉(zhuǎn)化為更為強(qiáng)大的技術(shù)能力，創(chuàng)造出全新的商業(yè)機(jī)會和產(chǎn)業(yè)市場。

國際空間站

貨運(yùn)飛船：近年發(fā)展迅速，呈現(xiàn)商業(yè)化、低成本化趨勢

各國積極參與，美國實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

目前，成功發(fā)射貨運(yùn)飛船的國家除了我國外，還有俄羅斯、歐洲、日本以及美國。近年來，貨運(yùn)飛船得到了快速的發(fā)展。其中，美國的貨運(yùn)飛船成功實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。近些年，歐洲、日本、美國相繼發(fā)射了貨運(yùn)飛船。

現(xiàn)有技術(shù)成熟、進(jìn)一步控制成本成為趨勢。

目前，在國外，貨運(yùn)飛船的相關(guān)技術(shù)都較為成熟。目前，在國外貨運(yùn)飛船更傾向于利用現(xiàn)有制造的技術(shù)，盡可能控制成本，并拓展其他相應(yīng)的技術(shù)，例如火箭回收技術(shù)，進(jìn)一步的降低發(fā)射成本。目前，美國Space X 公司已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了一級火箭的回收以及再發(fā)射。據(jù)稱，此技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可以降低發(fā)射成本30%以上。隨著火箭回收技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，成本進(jìn)一步降低，貨運(yùn)飛船完全實(shí)現(xiàn)商業(yè)化指日可待。

龍飛船標(biāo)志著商業(yè)化、低成本的貨運(yùn)航天時(shí)代來臨。

龍飛船由太空民企-美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）牽頭研發(fā)，是全球屈指可數(shù)的商用太空飛船之一，是世界上第一艘由私人公司研發(fā)的航天飛船。第一代貨運(yùn)龍飛船于2010年12月8日試飛成功，2012年5月22日發(fā)射成功，2012年10月7日發(fā)射升空，首次向國際空間站運(yùn)送重達(dá)455公斤的貨物。SpaceX的目標(biāo)是將航天運(yùn)輸?shù)某杀窘档阶畹?，為了降低成本，SpaceX甚至從網(wǎng)上購買過二手儀器，找最便宜的打撈公司打撈火箭殘骸。該公司單次費(fèi)用為1.33億美元，是目前發(fā)射成本最低的公司。

運(yùn)載火箭回收技術(shù)發(fā)展，進(jìn)一步控制成本

火箭動力：固體發(fā)動機(jī)助推器、液體發(fā)動機(jī)主級依然是首選，火箭技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展，成本不斷降低

固體火箭發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、成本低，依然是助推器首選。

貨運(yùn)飛船的動力系統(tǒng)包括助推器和運(yùn)載火箭。助推器的基本元件有發(fā)動機(jī)（含殼體，推進(jìn)劑，點(diǎn)火器和噴管），主結(jié)構(gòu)體，分離系統(tǒng)，飛行控制儀器，設(shè)備減速系統(tǒng)推力矢量控制器，回收系統(tǒng)，安全自毀系統(tǒng)。目前，助推器主要分為固體助推器和液體助推器。兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)，固體火箭發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)便宜，便于回收。液體火箭發(fā)動機(jī)安全性較高，可緊急關(guān)機(jī)，比沖高?？梢钥闯?，除了蘇聯(lián)和歐洲使用過液體推進(jìn)器外，其余國家基本使用的是固體推進(jìn)器。就目前來說，固體推進(jìn)器依然是貨運(yùn)飛船的首選。這主要是因?yàn)楣腆w推進(jìn)器的技術(shù)成熟，成本低。這也說明目前大家的關(guān)注點(diǎn)依然在如何降低成本以及提高穩(wěn)定性上。

美俄處于運(yùn)載火箭霸主地位，主級動力采用大推力高能量的液體火箭發(fā)動機(jī)。

運(yùn)載火箭末級有儀器艙，內(nèi)裝制導(dǎo)與控制系統(tǒng)、遙測系統(tǒng)和發(fā)射場安全系統(tǒng)。有效載荷裝在儀器艙的上面，外面套有整流罩。它每一級都包括箭體結(jié)構(gòu)、推進(jìn)系統(tǒng)和飛行控制系統(tǒng)，級與級之間靠級間段連接。美俄兩國在運(yùn)載火箭的實(shí)力上依然處于霸主地位，各運(yùn)載火箭主級動力方案大多采用成熟的液體火箭發(fā)動機(jī)，可以降低火箭總體的總質(zhì)量、提高可靠性和保證研制進(jìn)度。

運(yùn)載火箭回收技術(shù)取得突破，可進(jìn)一步控制成本。

目前的運(yùn)載火箭都是一次性使用，發(fā)射成本很高。美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）于美國東部時(shí)間2015年12月21日成功發(fā)射并且成功回收一級火箭，并與2017年3月31日實(shí)現(xiàn)了回收火箭的再發(fā)射。獵鷹-9火箭標(biāo)準(zhǔn)報(bào)價(jià)為6200萬美元，發(fā)射至近地軌道最大載荷22.8噸；發(fā)射至地球同步轉(zhuǎn)移軌道最大載荷8.3噸?；厥铡矮C鷹-9”火箭第一級并重復(fù)使用，火箭的成本將再降低70%，如果回收第一級和第二級，火箭的發(fā)射成本將降低98%，SpaceX公司多次海上回收火箭，對于降低航天發(fā)射成本具有巨大的推動作用。