据美媒报道,美国军事运输司令部指挥官斯蒂芬·莱昂斯日前表示,美军已就“一小时内将大量货物运送到地球上任何一个地方”目标,与美太空探索技术公司和探索架构公司建立合作关系。前者是一家商业火箭公司,旗下的“猎鹰”系列运载火箭凭借低成本发射极具市场竞争力,目前该公司正在研制两级可重复使用运载火箭“超重-星舰”。后者是一家咨询公司,主要提供有关太空商业化开发项目方面的专业咨询。
莱昂斯表示,美军想打造的这款新型快速运输系统,可在不到一小时内,将相当于C-17“环球霸王”III运输机(以下简称C-17运输机)载重量的装备或人员运送到地球上任何地方。公开资料显示,C-17运输机的正常载重量在60吨左右,最大可达80吨。莱昂斯所描述的这种运输方式,很可能采用点对点太空发射技术,即从地面某地点进行发射,进入近地轨道或亚轨道,然后通过再入返回和精准着陆,将运载器降落在指定地点,这也是“超重-星舰”的运输模式。为此,美国军事运输司令部与太空探索技术公司签署合作研究和开发协议,但协议没有披露更多技术细节。从美军方对着陆地点要求看,采用火箭垂直着陆技术的可能性最大。
虽然“一小时全球抵达”想法诱人,但从目前世界航天发展现状看,要实现这一目标,还面临诸多困难。
从技术角度看,目前太空探索技术公司已掌握火箭一子级的可重复使用技术,且成功在“猎鹰”系列运载火箭中实现工程应用。然而,根据美军的要求,80吨级有效载荷只有“超重-星舰”才能满足。其中,超重助推器负责将火箭送入亚轨道,运输货物的任务由星舰完成。星舰高速再入时的热防护和落点精确控制是一大难题。另外,目前传统运载火箭的发射周期为15天至30天,实现一小时全球到达,需要稳定、高频率的航班化发射,这对发射场和运载设备都提出很高要求。
从经济角度分析,目前太空探索技术公司的“猎鹰”9火箭采用复用箭体,单次发射成本在5000万美元左右。这虽然比美国发射联盟旗下的“宇宙神”和“德尔塔”系列火箭的发射成本低,但远高于C-17运输机的飞行成本。按照每小时3万美元飞行成本算,C-17运输机花费18小时绕地球半圈的飞行成本是54万美元,仅相当于“猎鹰”9火箭成本的百分之一。“超重-星舰”规模远大于“猎鹰”9,发射成本比“猎鹰”9高。因此,“一小时全球抵达”将是一种高成本运输方式,加上航班化发射,其运营成本将是一笔巨大开支。
最后,从管理角度分析,要实现高频率、点对点的航班化发射,涉及一系列法律、外交和监管问题,包括美国是否在盟国建立发射场,是否建立新太空站等,这些问题都将影响该项目的实施。
值得注意的是,这并非“一小时全球抵达”概念首次提出。早在2017年,太空探索技术公司首席执行官埃隆·马斯克在国际宇航大会上提出这一概念并讨论了相关技术。在展示的视频中,乘客们从美国纽约登上一艘“超重-星舰”,经过40分钟飞行后,到达目的地。尽管“一小时全球抵达”计划困难重重,但该项目发展值得关注。