航天新觀察 2021/08/21
星艦緊鑼密鼓，按SpaceX計(jì)劃幾個(gè)星期后要入軌試飛。其首飛備受關(guān)注的時(shí)候，SpaceX又正式宣布以后要用這枚送人去火星的巨無(wú)霸運(yùn)載器發(fā)射地球軌道上的星鏈衛(wèi)星了，其多業(yè)務(wù)布局棋盤越發(fā)明朗——研制進(jìn)展順利的星艦正在與同樣是巨型工程的星鏈相互交織。對(duì)星鏈衛(wèi)星星座來(lái)說(shuō)，其發(fā)射部署將從目前的獵鷹9號(hào)火箭一箭60星發(fā)射第一代衛(wèi)星，轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r(shí)用獵鷹9和星艦一箭400星的方式發(fā)射第二代衛(wèi)星，不僅運(yùn)載器和衛(wèi)星型號(hào)雙雙升級(jí)換代，入軌部署的節(jié)奏也將發(fā)生巨大變化。
第一，獵鷹9號(hào)火箭要被星艦所替代，這是SpaceX公司在運(yùn)載火箭領(lǐng)域的自我顛覆與迭代。作為全球火箭之翹楚，獵鷹9號(hào)發(fā)射衛(wèi)星無(wú)論成本還是數(shù)量上都遙遙領(lǐng)先，能夠一箭34星發(fā)射的俄羅斯聯(lián)盟號(hào)即便位于第二陣營(yíng)，差距也非常大。可重復(fù)使用的獵鷹9號(hào)發(fā)射60顆星成本大約3000萬(wàn)美元，每顆衛(wèi)星重260公斤，而聯(lián)盟號(hào)火箭發(fā)射34星的價(jià)格目前官方?jīng)]有給出，但根據(jù)火箭自身情況判斷大約是獵鷹9成本的3倍，且每顆星重量?jī)H147公斤。再看看全球其他低軌寬帶衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，衛(wèi)星還沒(méi)有完整設(shè)計(jì)出來(lái)，更別說(shuō)發(fā)射了。SpaceX這種自家火箭部署自家衛(wèi)星的模式，在低軌寬帶互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星領(lǐng)域無(wú)人能及，與對(duì)手的差距至少十年。但現(xiàn)在，SpaceX要自己顛覆自己，衛(wèi)星從一代升級(jí)到二代，由于星間通信、用電功率和新型躲避機(jī)動(dòng)推力器配置的增加，重量會(huì)稍大于260公斤；而運(yùn)載工具也從獵鷹9一箭60星升級(jí)到星艦一箭400星，幾乎達(dá)到了星艦運(yùn)載能力的極限。
第二，SpaceX不僅在航天產(chǎn)品上神操作，遵紀(jì)守法方面也是不走尋常路，膽子忒大。聯(lián)合國(guó)負(fù)責(zé)信息通信技術(shù)事務(wù)的專門機(jī)構(gòu)國(guó)際電聯(lián)（ITU）對(duì)衛(wèi)星功率通量密度Ka波段下行限值是有設(shè)定的，這是對(duì)衛(wèi)星在軌工作的約束。而計(jì)劃部署的二代星鏈衛(wèi)星不僅因?yàn)閿?shù)量的增加可能進(jìn)一步影響天文觀測(cè)，而且單個(gè)衛(wèi)星的功率還增強(qiáng)了——如此密集的對(duì)地通信和發(fā)射功率可能超出了ITU的限值，存在影響其他衛(wèi)星信號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)。然而，SpaceX在給美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）的報(bào)批材料里辯解說(shuō)，那些限值是ITU當(dāng)年基于地球同步軌道衛(wèi)星計(jì)算出來(lái)的，規(guī)則是有缺陷的，不能照搬用于衛(wèi)星數(shù)量在840顆以上的低軌星座。FCC要求SpaceX在部署二代衛(wèi)星前得有ITU的許可，但SpaceX認(rèn)為ITU對(duì)于星鏈這樣的新的巨型星座漫長(zhǎng)的評(píng)估周期會(huì)影響其部署和服務(wù)進(jìn)度，因此希望得到FCC豁免，同意SpaceX在還沒(méi)有拿到ITU許可的情況下就發(fā)射新一代衛(wèi)星——也就是說(shuō)，先上車后補(bǔ)票。一般的衛(wèi)星發(fā)射和在軌組網(wǎng)都不涉及此類問(wèn)題，但“星鏈”星座二代星后續(xù)要部署3萬(wàn)顆，這是監(jiān)管機(jī)構(gòu)沒(méi)有遇到過(guò)的問(wèn)題。接下來(lái)看看ITU能否靈活處理，以及FCC能否給這個(gè)豁免吧。
不僅是星鏈的部署，星艦首飛同樣卡在了監(jiān)管環(huán)節(jié)。任何國(guó)家對(duì)航天活動(dòng)都有相應(yīng)的法律法規(guī)，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局（FAA）有一項(xiàng)監(jiān)管內(nèi)容為環(huán)境評(píng)估（environment review）。這是根據(jù)1970年尼克松政府簽署的《國(guó)家環(huán)境政策法》等一系列法規(guī)做出的要求，大概意思是評(píng)估航天發(fā)射與再入活動(dòng)是否會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境和野生植物造成威脅。FAA沒(méi)有給出這項(xiàng)評(píng)估的結(jié)論之前，星艦是不能發(fā)射的。按照FAA的流程，還需要不少時(shí)間才能完成評(píng)估——包括30天的公眾意見(jiàn)征求，以及對(duì)這些公眾意見(jiàn)的評(píng)估。然而，SpaceX的星艦已在發(fā)射場(chǎng)地完成了組合體的組裝，并且公開聲稱已經(jīng)做好發(fā)射準(zhǔn)備、將在幾周后發(fā)射。這簡(jiǎn)直就是倒逼監(jiān)管部門放行啊。
那么問(wèn)題來(lái)了：在航天創(chuàng)新企業(yè)節(jié)奏如此快速——兩天就能給大火箭裝上幾十臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的今天，政府監(jiān)管部門如果仍然保持傳統(tǒng)航天時(shí)代的慢節(jié)奏，慢慢研究慢慢審批，按部就班走流程，怎么能跟得上商業(yè)航天發(fā)展的需求？SpaceX公司此次的二代“星鏈”申報(bào)是一個(gè)典型案例。材料已經(jīng)提交給FCC，火箭也已處于可發(fā)射狀態(tài)，就看FCC、ITU和FAA能不能從規(guī)則、機(jī)制上破冰了。在鼓勵(lì)重大創(chuàng)新的同時(shí)必須保護(hù)整個(gè)行業(yè)和全社會(huì)的共同利益，政府也是不易。
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