[USA]航天科技巨头角逐中,为何胜出的是ULA与SpaceX?

时间:2020-08-14 00:07:05   热度:37.1℃   作者:网络

近日,美国军方表示,ULA与SpaceX打败了诺斯罗普·格鲁曼公司和亚马逊CEO杰夫·贝索斯的“蓝色起源”公司,赢得了数十亿美元的美国军方火箭合同,到2027年为止将会合作承担五角大楼的最高级别国防太空任务。

五角大楼表示,ULA(联合发射联盟)这一家于2006年由波音与洛克希德·马丁对半成立的合资企业,将会得到2024年底之前发布的、计划于2022年到2027年之间发射的关键军用卫星发射合约的60%,而SpaceX将会在相同期限内得到国防太空发射合约的40%。五角大楼并没有接受诺斯罗普·格鲁曼公司和蓝色起源公司的投标。合约内容包括美国太空部队(USSF)、美国国家侦查局(NRO)、美国导弹防御局(MDA)和其它军事机构的卫星发射任务,这将为SpaceX和ULA提供了大量客户。“这是一个具有突破性的日子,空军部门、NRO和我们的发射工业合作伙伴们多年的战略规划终于结束了。”威尔·罗珀,美国太空部队的采购、技术和物流助理部长说道。“维持火箭发射市场上的良性竞争、同时为政府和商业客户提供服务,这就是我们鼓励太空探索不断创新的方式。”

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联合发射联盟(ULA)的“火神”运载火箭发射概念图

与ULA和SpaceX的合约是五角大楼为了将军用卫星的发射器由俄罗斯制造的RD-180火箭引擎过渡为美国国产发射载具(即NSSL计划的“阶段2”)所作出的努力。ULA的“宇宙神5”型运载火箭是目前美国用于发射国防卫星的主要现役火箭型号,但“宇宙神5”的首级引擎依然使用的是俄制RD-180火箭引擎。本次招标旨在降低五角大楼的火箭发射成本。“我们局限于俄制的RD-180引擎已经太久了。”罗珀在星期五(8月7日)面向媒体的电话会议上表示。“这对我们的国家安全是一个威胁。多年前,空军制定了一份采购战略,目的是带我们脱离这种单一供应商、并且还与俄制引擎捆绑的环境,建立起以美国工业为基础的竞争体系。今天,这个计划的第二阶段终于完成了,那就是将合约分摊给两家(美国的)供应商。”

星期五的声明还标志着美国航天工业的四个主要选手为了数十亿美元的高利润军方发射合约所进行的激烈竞争终于结束。ULA正在发展下一代“火神-半人马座”运载火箭,全部使用美国制造的引擎,来替代“宇宙神”系列和“三角洲”系列运载火箭。SpaceX则提供了自家已经在役的“猎鹰9号”与“猎鹰重型”火箭,为满足军方的发射需求而进行了一定程度的改进。“ULA很荣幸在这次竞标中被选为两家发射供应商之一。”ULA的总裁托瑞·布鲁诺说:“‘火神-半人马’是进行国防太空任务的正确选择,它是针对中国(美国)航天发射需求进行制造的。”“数十年来,我们都是战略国防航天任务值得信任的合作伙伴,这次中标显示出了客户对我们的承诺和奉献抱有持续的信心,相信我们可以安全地将国防太空载荷送达目标,完成国家最重要、最有挑战性的航天任务。”布鲁诺在声明中说道。

诺斯罗普·格鲁曼公司的“欧米伽A”火箭和蓝色起源公司的“新格伦”火箭也参与了竞标。虽然自己的火箭在第二阶段的竞标中失利,但诺斯罗普·格鲁曼公司与蓝色起源公司依然会参与美国的国防发射任务。诺斯罗普·格鲁曼将会提供火箭的固体燃料助推器,而蓝色起源将会负责ULA“火神-半人马”火箭的首级BE-4火箭引擎的主要工程制造。“我们根据公布的标准评估了每一份投标内容,技术水平是第一位的,而以往的表现也在考虑因素之内,包括他们与小型企业合作的能力,最后是估价。”罗珀说:“每一份投保都被评估了。好就是好,差就是差,以及达成技术指标的能力——能否完成任务,这才是最重要的。”

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2019年4月“猎鹰重型”火箭的发射照片

近十年来,五角大楼将全部国防发射任务都交给ULA,后者建造并运作了整支“宇宙神”和“三角洲”运载火箭队伍,几乎包揽了美国全部现役军用侦查卫星、监视卫星、通讯卫星、导航卫星和导弹预警卫星的入轨发射任务。但逐渐上升的发射成本和急起直追的SpaceX,以及同俄罗斯之间不断恶化的外交关系迫使美国空军重新思考针对其最高级军事航天任务的火箭采购策略。2014年俄罗斯吞并克里米亚之后,美国国会通过法令,在产业重心转移至美国制造的火箭推进器之前,限制俄制RD-180火箭引擎在国防军事卫星发射上的使用。

最高优先级的载荷原本是“改进型一次性发射载具”(EELV)计划的一部分。去年,美军官方把可回收火箭纳入新阶段发射项目计划的同时,将EELV计划重命名为“国家安全太空发射”(NSSL)计划。波音与洛克希德·马丁与2006年合并后,美国空军结束了EELV计划任务的竞标,根据ULA和美国军方的说法,这一举措是为了“宇宙神”和“三角洲”火箭家族能够继续美国的国防卫星发射任务的必要保证。五角大楼表示,军方需要两种独立的发射器,以确保即使其中一种火箭无法升空,重要载荷也能够被送达太空。

2013年,SpaceX对美国空军提起诉讼,抗议五角大楼对“宇宙神5”和“三角洲4”火箭的110亿美元统包采购合同,军方承诺会加快(“猎鹰9号”的国防发射资质认证)进程。2015年,美国空军确认SpaceX的“猎鹰9号”运载火箭将会发射美国的国防卫星。在过渡性的“阶段1A”采购回合中,美国军方为ULA与SpaceX创造了更多的竞争性发射合约。而如今的“阶段2”要求火箭必须使用美国国产引擎。2016年,美国空军为洛克达因公司、诺斯罗普·格鲁曼公司、SpaceX和ULA提供资金,作为政府-民间工业资本合作项目,为发展研究新的美国火箭推进系统分担成本。2018年,美国空军选择了蓝色起源、诺斯罗普·格鲁曼和ULA作为下一轮发射任务的合约商,这些合约的总价值在23亿美元左右。而SpaceX,作为唯一拥有已经在役火箭的竞争者,2018年时被新合约排除在外。

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五角大楼周五还发布了NSSL计划“阶段2”中,由美国太空部队发出的最初三份固定价格合同。其中两项任务的代号分别为“USSF-51”和“USSF-106”,被交由ULA于2022的第一季度和第三季度发射。SpaceX则赢得了代号为“USSF-67”的任务合同,同样于2022年的第三季度发射。ULA在任务合同中获得了3.37亿美元资金,而SpaceX获得了3.16亿美元。如果ULA计划于2021年投入使用的“火神-半人马”运载火箭到2022年还未获得美国的国防任务资质,那么ULA可以提供使用俄制引擎的“宇宙神5”运载火箭作为USSF-51和USSF-106任务的备选方案。

美国国防部的网站上发布的一份声明提到,合约的内容包括:“早期整合研究、发射服务支持、团队监督、发射载具制造、任务整合、任务发射行动、任务担保、太空飞行价值以及针对每项任务的特殊操作。”罗珀表示,到2022年之前,美国国会法令只允许五角大楼为国防发射任务再采购18台俄制RD-180火箭引擎,目前还剩下12台的额度。国会并没有对这些引擎的具体发射使用时间点进行禁止性限制,只是五角大楼在2022年之后无法再取得RD-180引擎的发射许可。“到2022年底,我们就不能再采购更多RD-180引擎了。”罗珀说道:“到22年这个节点之前,我们确实还有12台引擎的使用许可,在必要的情况下我们不得不使用它们。这也正是‘阶段2’为什么提高了对技术性能的要求——这些引擎确实有着技术上的优越性,我们必须努力摆脱它们。”“我对我们今天的选择感到很有信心,我们选择了一条风险很低的道路来及时摆脱对RD-180的依赖,而不需要去动用这12台引擎的采购余额,虽然我们很高兴知道如果必要的话,它们是可用的。”

周五公布的这三份任务合同只是给ULA和SpaceX的冰山一角,二者需要在接下来的4年内针锋相对地竞争数十份美国国防发射任务合同。美国太空部队太空与导弹系统办公室(SMC)将会每年向ULA和SpaceX下达发射任务订单,军方在一份声明中说。罗珀说,军方预计SMC将会在“阶段2”协议的5年周期内发布32到34个国防发射任务,但这一数字可能并不准确。“这是一个不定量的合约,因为我们需要为可能浮动的发射数量做好准备。这将有助于ULA和SpaceX在五角大楼的发射任务中维持一种接力式的节奏,辅以商业性的发射任务。”罗珀周五表示。“所以这一合约没有上限。”罗珀说:“取决于我们和NRO,以及导弹防御局和空间开发局一类组织机关的需求。”太空部队对我们能够为整个部门提供可靠发射能力一事感到十分激动,我们期待能够延续美国空军,也就是现在的太空部队多年来达成的连续81次任务成功纪录。”罗珀说道。

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诺斯罗普·格鲁曼计划中的“欧米伽A”型火箭概念图,该型号在此次竞标中落选。

SpaceX的“猎鹰9号”与“猎鹰重型”火箭的发射能力能够满足五角大楼的发射需求,包括一些不同寻常的、难以到达的轨道在内。同时,发射器和地面系统也会为适应新的任务作出一些改良。对于五角大楼的“阶段2”任务,SpaceX并没有拿出本公司的次时代‘星舰’发射载具。“只有‘猎鹰9号’和‘猎鹰重型’,没有‘星舰’。”SpaceX的董事长兼首席运营官格温·肖特维尔说道:“我们努力满足了每一点需求,唯一需要调整的是‘猎鹰重型’上扩大的整流罩,我们必须建立起纵向统合的能力,但基本上我们的火箭就是他们需要的。”“他们要求了一些数据资料,进行了额外的检查,对‘阶段2’而言是全新的东西。”她说:“参考轨道的资料略微增大了载荷的入轨质量,但‘猎鹰9号’和‘猎鹰重型’可不是吃素的。”

SpaceX在“阶段2”的任务中最显著的升级计划就是在美国国家航天局(NASA)肯尼迪太空中心(KSC)39A发射台上建设的新型可移动发射架,公司将在此发射强力的“猎鹰重型”运载火箭。移动发射塔将会坐落于发射台的北边,使得SpaceX可以满足军方发射机密间谍卫星的需求。SpaceX同时也介绍了一种更大的载荷包络线,用于配合“阶段2”任务中一些大型卫星的发射。公司将会扩大在美国加州范登堡空军基地的“猎鹰9号”发射台,使其能够发射“猎鹰重型”火箭,后者使用了三个捆绑在一起的“猎鹰9号”首级助推器。

NSSL计划中的任务将会包含美国军方最重要、最昂贵的载荷,比如同公交车一般大小的间谍卫星、用于总统和军事指挥官间直接联络的核动力通讯卫星、监测敌对导弹发射活动的太空飞船,以及在全世界用途广泛的GPS导航网。而太空部队对于其他较小的发射任务,比如技术验证卫星,有着不同的招标机制。罗珀说,五角大楼将会与蓝色起源和诺斯罗普·格鲁曼公司共同减缓进行2018年达成的发射合作协议。“我们的目标不是无限地支持他们。”罗珀说:“所以我们将会在合理的时机立刻收紧(发射任务)合约的发放。我们要确保工作是动态的、可以记录在案的……政府有权接触这些数据和工作内容,我们想要保持这一点。”

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左起:Vulcan 火箭、New Glenn 火箭和 OmegA 火箭

诺斯罗普·格鲁曼公司在一份声明中表示,对五角大楼选择ULA和SpaceX进行“阶段2”任务的决定感到失望。“我们满怀信心地投标,材料中展现了我们在太空发射方面的大量经验和对客户的价值,并且期待得到来自用户的反馈。”诺斯罗普·格鲁曼公司说。诺斯罗普·格鲁曼的“欧米伽A”型火箭项目的命运仍然不确定。基于最近收购的轨道ATK公司设计,“欧米伽A”型火箭项目只要每年进行少量发射就可盈利,其设计性能也都在向美国军方的需求靠拢。近月来,美国佛罗里达州肯尼迪太空中心的可移动发射架上,工程队正在组装一架“欧米伽A”型火箭的发射塔。诺斯罗普·格鲁曼公司推进系统的副董事长查理·普雷科特在6月的一次“欧米伽A”型点火测试中接受采访时表示,“欧米伽A”型的固体燃料推进级已经完成,工程团队将在年末之前对氢燃料动力的上面级进行点火测试。根据普雷科特的说法,“欧米伽A”型计划于2021年中在肯尼迪太空中心的39B发射台上进行第一次发射测试。但这建立在诺斯罗普·格鲁曼公司在五角大楼的“阶段2”计划中中标的前提上。

蓝色起源公司表示,“新格伦”火箭将会继续寻求商业和民用火箭市场中的生意机会。BE-4火箭引擎是整个“阶段2”投标竞赛中最大的火箭发射引擎,拥有将高达99000磅(约4490千克)的载荷运送到近地轨道的能力。“新格伦”型火箭的可回收首级将由7台BE-4引擎供能。ULA的“火神-半人马”火箭的首级也将配备2台甲烷动力的BE-4引擎。

亚马逊网站的创始人,亿万富翁杰夫·贝索斯,于2000年成立了蓝色起源公司,并启动了“新格伦”火箭的开发工作,包含肯尼迪太空中心附近的巨型厂房、卡纳维拉尔角的测试设施和发射台建设,总计将花费25亿美元。蓝色起源公司的首席执行官鲍勃·史密斯表示,公司对未能获得“阶段2”的发射任务合约感到失望。“我们的投标对国家安全委员会和美国的纳税人而言具有很强的吸引力。”史密斯说:“蓝色起源的投标建立在‘新格伦’出色的重载升空能力、史无前例超过25亿美元的私人投资、以及在整个竞标过程中都相当具有竞争力的单级入轨报价上。”“我们将会继续进行‘新格伦’的研发,并努力满足现有的商业合约需要,以求开辟一片更加广阔的太空商业市场,进入民用太空发射合约的新领域。”史密斯说:“我对‘新格伦’火箭将来在国防委员会占有一席之地依然抱有信心,因为随着人们对太空领域的竞争认识更加深刻,强力、反应性佳、有弹性的发射能力对于美国的国家安全也将会更加重要。”

五角大楼计划在2020年代后半开启“阶段2”发射计划的新一轮竞标。“我们不认为这将是我们看到的最后一轮创新,虽然我们对于‘阶段2’接下来的5年感到兴奋,但我们也在将目光投向距今5年后的‘阶段3’,并且好奇接下来发展的将会是什么。”罗珀说:“低成本技术或许将会被放在首要位置。我们不光要保证能上太空,价格还要便宜。”

出处:见配图水印

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