客观日本

美SpaceX的宇宙环球客运计划,新机体开发渐入佳境

2023年03月14日 海洋宇宙

设想用于月球和火星载人飞行的美国太空探索技术公司(SpaceX)的新型火箭(宇宙飞船)的首次飞行任务即将开启。其用途除了太空飞行外,还设想用于环球客运——经由宇宙空间连接地面城市的“两地间高速运输”用途,这种超高速载人设想如果能实现,将会出现飞机问世以来的空中移动革命。所以作为变革的第一步,它的首次飞行时间备受瞩目。

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SpaceX的新型火箭“Starship”(星舰)发动机点火的试验情景(2023年2月、美联社提供)

2月13日,SpaceX首席执行官埃隆·马斯克在推特上发文称“(新型火箭)星舰的轨道飞行近在眼前”,同时他还公开了新型火箭的视频影像。“星舰”是Space X正在开发的新一代火箭,其目标是取代当前的主力火箭“猎鹰9号”。

新型火箭分为上下两部分,下部为被称之为“超重型推进器”的火箭,上部为载人及搭载人造卫星等货物的火箭(星舰)。整个火箭的高度在120米左右,预计可搭载约100人。

进入2023年以后,飞行准备工作已进入最紧张阶段。1月下旬,SpaceX进行了一次发射前的演练,在与实际发射相同条件下确认整个系统的运行情况。2月,SpaceX又在地面上进行了“超重型推进器”的发动机点火实验。

星舰虽然成功通过了高空飞行测试,但并没有被实际送至宇宙轨道飞行的业绩。星舰入轨的实现将成为宇宙商业化进程的里程碑。

新型火箭的研发目的不仅限于在宇宙空间中的利用,它还可以用于缩短世界主要城市之间的时空距离,将移动时间压缩在约30分钟之内,使得人们可以在1个小时之内到达地球上的任何一个地方。比如,从纽约到巴黎仅需30分钟,从伦敦到纽约仅需29分钟,从东京到新加坡仅需28分钟等。

2017年,马斯克首次发表了上述构想。之后,星舰的开发和测试工作一直在美国德克萨斯州的宇宙基地“Star Base”展开。这一新型火箭还将用于日本企业家前泽友作等人的绕月旅行、未来的登月以及载人登陆火星等。

经由宇宙空间连接城市的想法由来已久,在科幻小说中就曾有过相关描述,而实现这一想法的障碍主要在于成本。

SpaceX公司在猎鹰9号火箭的发射中,首次采用垂直着陆技术实现了一级火箭回收,全部机体可多次重复发射。这样,单次发射的成本就降至约60亿日元。SpaceX还计划在星舰发射上实现对机体的完全重复使用,如果能高频次地往返于地球和太空降低成本,这将为今后的商业化铺平道路。

日本也有同样的构想。2021年,日本文部科学省专家会议提出了一项方针,即到本世纪40年代前半期为止,由民间主导开发“宇宙客机”,并将其用途之一表述为用于两地之间的高速运输。文部科学省估算,到本世纪40年代,仅是在日本的起降就有可能创造出5.2万亿日元规模的市场。

日本国家战略将受到考验

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当使用火箭来连接地球上不同地点时,不可或缺的基础设施正是火箭升空和降落的航空基地。日本现有种子岛宇宙中心和内之浦宇宙空间观测所(均位于鹿儿岛县),二者均隶属于日本宇宙航空研究开发机构(JAXA),还需要建设新基地。

关于新航空基地的建设情况,北海道大树町的“北海道空间港”已于2022年动工。除了新增设火箭垂直升空的航天发射场外,还计划延长用于机体水平起降的跑道。同时,着眼于未来两地之间的高速运输,该地还考虑建设一条总长度为3000米的跑道。

大分县也主动请缨参与新基地设想。美国维珍轨道公司提出了将大分机场作为火箭起降的航空基地的计划。虽然它的用途将不同于两地之间的高速运输,美国Sierra Space公司明确表示未来想让从鹿儿岛县发射的火箭降落在大分机场。

在亚洲各国之中,日本拥有较长的宇宙开发历史,但近年来由于中国和印度的崛起,日本的存在感逐渐减弱。在SpaceX公司等提出灵活利用太空资源的全新商业构想的新形势下,日本将如何面对火箭起降的问题,对于发展国家基础设施的战略就变得尤为重要。

日文:松添亮甫、《日经产业新闻》、2023/2/24
中文:JST客观日本编辑部