砺道智库 2024年11月15日 09:01 北京

据航天载荷网11月13日报道，如果说过去十年是将物质送入太空的革命，那么未来十年将以将物质带回地球为中心。包括SpaceX、Varda、Blue Origin、Stoke、Outpost、Inversion Space和Sierra Space在内的行业主要参与者都将重返大气层视为太空技术能力的下一个关键进步。

太空货运曾经是一个遥不可及的想法，但现在看来，国防部在未来几年内可以实现这一目标。这项能力可以让五角大楼在两小时内将货物运送到地球上的任何地方。

2024年，美国国防部强调资助重返大气层和点对点运输，在过去四个月中授予了四份规模可观的重返大气层合同。货物运送能力分为两类：轨道货物空投和点对点。

轨道货物投放：再入飞行器装满补给品，在轨道上停留数月或数年，可随时调用。最近的合同包括：

• 前哨：8月份空军STRATFI拨款3,320万美元。

• Inversion Space：9月份ARFL/SpaceWERXSTRATFI融资7100万美元。

• Sierra Space：10月份向AFRL支付980,000美元。

• Varda：2023年3月，空军STRATFI金额达6000万美元。

点对点：太空是终极高速公路。在没有大气阻力的情况下，沿亚轨道飞行的火箭速度可以达到每小时25,000多公里。发射公司可以利用这一秘诀在90分钟内将货物运送到地球上的任何地方。

• 斯托克空间（StokeSpace）：8月份获得450万美元DIU奖。

• SpaceX：2022年1月签订价值1.49亿美元的AFRL火箭货运合同。

货物空投和点对点是类似视频游戏的功能，战场上的排长可以订购资源（例如新电池或卫星通信终端），这些资源将在60到90分钟内从太空运送。对于亚马逊迷来说：想象一下购买一小时后无人机送达包裹。

定期C-17货运足以满足国防部的大多数货运需求。但是，如果时间紧迫、运送区域较小或担心航行自由，太空货运可以提供更快、更精确、更安全的替代方案。用例包括：

• 在激烈争夺或反介入空中拒止区进行投送，可能会使C-17飞行员面临风险

• 在岛屿、山脉、冰或海洋等存在自然物流问题的地区进行配送

• 为作战人员或人道主义救援人员提供搜索和救援物资

• 立即交货需求

货物运输可能包括医疗用品、即食餐食包装、F-135发动机、无线电、浮标、充气船、电池、弹药或卫星通信终端。

虽然国防部的兴趣在于货物运送，但对于更广泛的能力而言，也是需要牢记的方面。

火箭货物计划：政府为点对点物流提供资金的主要项目是空军的火箭货物计划。

该计划旨在利用商业发射在90分钟内将100吨货物（与C-17的有效载荷能力相似）运送到任何地方。2022年，该计划与SpaceX签署了一项合同，以测试Starship点对点能力。试飞定于2026年进行。国防部还与RocketLab、Blue Origin、Outpost和Sierra Space签署了CRADA火箭货运协议。

为了使货物运输尽可能无缝，空军还与业界合作，打造适合太空运输的标准化多式联运集装箱。没错，就是太空运输集装箱。

以下为国防部研发再入技术的七家公司及其实现该能力的不同方法。

9月，AFRL和SpaceWERX授予Inversion Space一份价值7100万美元的STRATFI合同，以帮助开发该公司的Arc再入飞行器，这是一种轨道航天器，旨在在60分钟内以6米的精度脱离轨道并运送货物。

Inversion首席执行官贾斯汀·菲亚谢蒂表示：“凭借这份合同，我们能够开发和演示相关技术，在几分钟内将货物运送到地球上的任何地方，从偏远的岛屿到无人居住的山脉，再到大洋中部。”

Arc可重复使用，设计使用寿命为5年。首飞计划于2026年进行。

在Arc发射之前，Inversion将发射一艘较小的（直径20英寸）测试航天器Ray。Inversion Space于10月获得了FAA的首次Ray飞行器再入许可。该飞行器预计将于本月晚些时候在Transporter-12上发射。

• Inversion、Varda和SpaceX是仅有的三家拥有有效再入许可证的公司。

• 随着国防部和美国国家航空航天局优先考虑这一能力以及其他再入飞行器的投入使用，这一数字将在未来几年大幅上升。

8月份，Outpost赢得了价值3320万美元的空军STRATFI合同，将利用其Ferryall航天器执行四次再入任务。

与Inversion一样，该公司正在开发两款再入飞行器：Ferryall和更大的Carryall。这两款航天器都配有可展开的碳纤维织物隔热罩，并利用机器人控制的滑翔伞翼降落在五米内的目标内。

• Ferryall的设计目标是将重达100公斤的物体运送回地球，并可安装在SpaceX的拼车板上。

• Carryall的设计目标是将最多10吨的货物运回地球，其大小相当于一个20英尺的集装箱。Outpost可以将该飞行器在轨道上存放长达5年。

10月，Sierra Space赢得了AFRL价值98万美元的合同，用于其Ghost再入太空飞船。这些飞船可以存放在轨道上，也可以作为响应任务发射。

幽灵101：再入系统可以在90分钟或更短的时间内将关键设备运送到地球上的任何位置。

• 幽灵飞船可承载150公斤货物，设计重量可达5至10公吨。

• 该飞行器的伞式再入技术采用了软质材料和耐高温材料。

今年3月，瓦尔达公司赢得了一份价值6000万美元的空军STRATFI合同，将其再入舱用作高超音速试验台。瓦尔达公司正在建造微型轨道工厂，在零重力条件下生产产品。2月份，该公司成功展示了其再入技术，当时它用120公斤重的Winnebago舱从轨道带回了精密晶体。

该公司计划明年再进行两次Winnebago重返大气层任务。每次任务的成本约为1200万美元，该公司的目标是在第十次任务时将成本降低到250万美元以下。

斯托克航天公司于8月赢得了450万美元的DIU点对点奖。斯托克航天公司着眼于制造一枚完全可重复使用的火箭。第二级类似于传统的再入舱，其尾部有一个巨大的圆形隔热罩。为了推进，火箭在隔热罩的周边使用了30个小型推进器。

该公司距离首次发射仍有几年的时间，但如果他们成功解决第二级可重复使用性问题，国防部就可以随时使用该火箭发射并运送货物到世界任何地方。

Stoke首席执行官Andy Lapsa表示：“我们独特的可重复使用上面级技术代表着通过灵活、反应灵敏的平台在降低发射成本和可用性方面迈出了重大一步。它还提供了新功能，例如将关键有效载荷运送到太空或将其返回地球。”

蓝色起源的重型新格伦火箭将在未来几个月内首次亮相。该火箭可利用第一级可重复使用的配置将45T载荷运送到低地球轨道。蓝色起源还在探索开发可重复使用的第二级运载火箭，该火箭将具有再入和精确着陆能力。

该公司于2021年与国防部签署了Rocket Cargo计划的CRADA，以探索点对点交付。

SpaceX凭借其Starship火箭在点对点运输领域走得最远。该火箭设计为完全可重复使用，着陆精度可达厘米级。SpaceX在第二级可重复使用方面取得了进展，实现了连续飞行中的精确水上着陆。

对于陆地着陆，SpaceX将使用“筷子臂”将第二级星际飞船接回发射台，但对于月球和火星任务，星际飞船将需要着陆支架。对于点对点任务，这些着陆支架也可用于在地球平面上着陆和运送货物。

该公司签订了一份价值超过1.49亿美元的合同，用于运送30公吨政府货物。此次试飞计划于2026年进行。