领跑太空2.0时代(5)

2017-03-06 19:08:48 航空世界 2016年12期

蒿旭

摸索篇

相对于有雄厚资金支持的官办航天机构,美国的商业航天发展计划和商业航天企业都还处于摸索阶段,发展路上的一两次事故就可让它们遭受重挫。当前,美国的商业航天产业的领军者是一群不同于“老航天”的“新航天”力量,它们有着特殊的发展模式,其中NASA的技术转移、民间组织的资金奖励和新兴产业的聚集效应的都是它们兴起的因素。当然,这其中的“裁判员”(美国政府)该怎样站队,怎样平衡航天产业不同部门间的利益也是商业航天产业健康发展的关键。

公对私扶植

国际空间站的太阳能电池板技术被用于研发太阳能热泵冰箱,解决了缺乏电力的贫困地区储存疫苗的问题;为宇航员设计舒适座椅的技术被用于汽车座椅设计,有助于降低驾驶员长时间驾驶产生的身体疲劳;研究宇宙飞船上自动化程度怎样最有利于宇航员集中注意力的技术被用于开发脑电波测量设备,训练注意力……

这些都是NASA向私企转移高新技术的案例。NASA通常采用正式和非正式的两种方式进行技术转移。其中,非正式的技术转移方式包括科学知识的传播、无正式协議的合作研发、将设备和装置用于非NASA项目的试验,出版与科学实际应用相关的技术等。在2012年以前,NASA集中于非正式的技术转移模式,但是自2013年开始,NASA开始强调正式的技术转移模式,包括建立规范的分支机构技术转移流程、技术转移年度工作计划和技术转移过程考核的关键点。

商业公司在和NASA合作的太空探索中所累积的技术优势不但可以应用于本行业,有时还能为公司创造新的业务领域和收入来源。还以波音公司为例,由于航天任务对通信的高要求,波音公司累计了丰富的航天数据传输经验,而后波音公司在2000年成立了波音联接公司。该公司作为波音旗下四个主要业务集团之一,可以为飞行中的民用客机提供接入互联网的服务。在2010年,波音公司更是宣布将拓展“太空旅游”,开发低成本的载人航空设备。

总的来说,NASA技术转移共有以下5种模式:

1.技术转移许可和其他合同协议模式

NASA每年度都有10个研究中心的技术转移计划,由各中心的计划办公室负责技术转移工作,贯穿新技术或新发明产生到成功实现转化的全过程。一般有两种方式:一是各中心的技术转移办公室一旦新的发明被确定为具有重要商业价值和技术先进性,将会申请专利,并开展市场交易与技术许可工作;二是各中心的技术转移办公室通过评估自己某项技术具有潜在的商业价值但是并不申请专利,但是通过在《NASA实用技术月报》上发布相关技术信息,将该技术以其他技术交易合同协议的方式市场化到工业界。

2.采用技术拍卖等利用技术许可中间方的模式

近年来,NASA正在探索通过中介服务机构的技术拍卖活动来扩大和加速对美国公司的专利许可机会。为此,NASA在2011年11月发布了关于知识产权市场化与中介服务的通告,以寻求政府零成本的方式来提高NASA的知识产权转化运用和加速技术转移,同时提供此中介服务的机构也可获得相应的技术转移服务费。

3. 软件发布,包括开源版本

NASA被美国工业界公认为拥有最丰富的直接面向公众的软件资源,并通过正式的软件使用协议进行软件转让,其中包括源代码受限软件与开源软件版本。NASA作为美国第一个发布开源版本软件的机构,会制定软件开源活动计划并定期开展一系列的活动,例如最近与Openstack签署的为提升商业云计算能力的Nebula软件平台转让。

4. 科学研究结果和数据的公开出版

NASA将航空航天领域的知识传播服务作为技术转移工作中的补充内容,主要包括科学研究成果和数据的公开出版。共有三种途径:一是NASA科学家在全球范围内展示他们的研究成果,包括从航空到航天、地球科学到新材料和医药领域的突破;二是NASA和NASA资助的学术研究人员经常发表科学任务相关的学术论文;三是NASA选出具有公众实用性的研究成果在NASA科学技术信息网上公开,其中甚至包括了早期阿波罗时代的技术报告。

5. 建立合作伙伴关系

NASA通过航天法案协议(SAA)或者合作研究与开发协议(CRADA)与其他政府机构、工业界、学术界和其他小型公司进行合作也是十分重要的一种技术转移模式,其合作还包括了有偿或者无偿使用NASA工具、维修、设备或装备等资源。NASA的此种模式一方面是为了更直接地实现技术需求对接,另一方面可以更好地支撑国家在全球商业化活动中的国际竞争力。据NASA官方数据显示,其2011年度的合作研发就超过了3400余项,其中1000余项是新拓展的合作。

立方体探索挑战

2015年,NASA举办了首届“立方挑战赛”(Cube Quest Challenge),大学生们为“国际空间站”设计了3D打印的收纳盒,志愿者发起的“寻盘侦探”(Disk Detectives)项目取得里程碑成绩。

NASA计划在2016年2月19日之前选择有效载荷,但这种选择并不能保证获得发射机会。从2016年开始,被选中的试验将在NASA任务中作为次级有效载荷发射,或者从国际空间站部署,并运行到2019年。目前,NASA已从30个州选择了105颗立方体卫星。其中,37颗立方体卫星已经发射,另有16颗预计在未来12个月内进入太空。

NASA已经公布了太空发射系统(SLS)首飞任务的7个立方体卫星次级载荷。这次飞行任务将搭载13个类似载荷,用于开展环月任务,部分任务将达到月球以远区域。这将是立方体卫星首次在近地轨道以外执行任务,研究月球表面水冰和其他资源;利用小型太阳帆抵达近地小行星并进行勘探;测量空间辐射对有机体的影响;以及研究粒子和磁场,以便未来建立空间气象站网络。在NASA的“立方探索”挑战赛中,其中的3个项目将竞争“百年挑战”计划下的500万美元奖金,并可能将其抵达距离地球400千米的地方。另外3个未公布的项目由NASA的国际合作者提供。

SLS的首次发射预计在2018年,计划进行无人“猎户座”乘员舱的试验飞行。而上述立方体卫星将搭乘在“猎户座”的级间适配器——用于连接乘员舱和“过渡低温推进级”。级间适配器将搭载环状分布的13个立方体卫星布撒器。在“猎户座”飞船飞离并达到避撞距离后,通过布撒器将顺序弹射这些立方体卫星。已发布的任务雄心勃勃,可能开启微小卫星深入研究太阳系统科学和探索的新时代,而目前只能花费数十亿美元研制专用的航天器。

其中的4颗卫星将研究月球表面:洛克希德-马丁公司研制的掠月卫星“天火”;肯塔基州摩海德州立大学研制的环月卫星“月球冰立方”,在高度100千米处探寻水冰和其他资源;“月球闪光”,探寻可采集冰的地区,支持未来探索活动;“月球水地图”,测绘月球南极附近永久阴影区的水分布地图。这些任务将帮助满足日益增长的未来机器人或者有人月球采矿所需的勘探数据,可能用于发现火箭推进剂原料和其他可能支持月球以远探索的材料。

風险类发射服务

NASA发射服务项目(LSP)办公室已经将提供小卫星也被称为立方体卫星、微卫星或纳米卫星的风险类发射服务(VCLS)商业发射合同授予3家公司,他们的固定价格合同如下:

·萤火虫宇航公司(Firefly Space Systems Inc. 注册地:雪松公园,得克萨斯),550万美元。

·火箭实验室公司(Rocket Lab USA Inc. 注册地:洛杉矶),690万美元。

·维珍银河公司(Virgin Galactic LLC注册地:长滩,加利福尼亚州),470万美元。

目前,发射小卫星、科学探测任务卫星的方式大多局限于搭便车式的模式,即当NASA或其他机构火箭发射时顺带发射。新合同提供的服务将成为NASA使用的最小级别载荷的发射方式。“LSP试图培育专用于将较小载荷送入轨道的发射方式,作为替代搭便车式的替代方案并促进美国商业航天运输业的持续发展,”NASA总部发射服务总监吉姆·诺尔曼说,“VCLS旨在帮助开启未来发射立方体卫星和其他小卫星和科学任务卫星的大门。”

位于华盛顿的NASA科学任务理事会地球科学分部已与LSP基金联合资助VCLS。这些专用于发射小卫星的VCLS能承受比大型火箭更高的风险,将展现并协助减轻使用小型火箭提供未来的小型航天器进入太空的相关风险。“新兴的小型火箭将是小卫星成为NASA地球科学轨道资产的巨大潜力,”NASA地球科学部主任米迦勒·弗雷利奇说。“今天的立方体卫星技术促进了手工工程技术和飞行研究训练;有了可靠、有保障以及专用的小型火箭发射方式,小型卫星和立方体卫星组成的集群可以彻底改变我们科学研究中航天对地观测的系统和能力。我们渴望与VCLS供应商合作。”

VCLS合同规定,这些公司要于2018年4月前将132磅(60千克)的立方体卫星发射进入低地球轨道。这3次发射任务的目的是展示将立方体卫星以一种廉价和高效的方式送入太空轨道。“这是航天商业化的巨大一步,”马克威斯,NASA的LSP飞行计划办公室主管说。

“我们对竞争感到兴奋,”他补充说。“我只能开始憧憬这些公司将为你们,你们的孩子和世界提供的机会。”

这3家获得VCLS合同的公司尚未进行运载火箭的商业任务飞行,但3者都是朝着这一目标前进。例如,萤火虫宇航公司正在研发一种称为“阿尔法”的火箭,最近在陆地进行了一次成功的发动机试验。当该火箭起飞后,它将小型载荷送入轨道将花费800万美元。维珍银河公司最近还进行了“发射者一号”发动机的地面试验,“发射这一号”飞船将由运载飞机从海拔50000英尺(约15000米)释放。维珍银河公司旅游项目的亚轨道太空飞机“太空船二号”也采用类似的发射方式。据维珍银河公司预测,“发射者一号”飞船的每次发射成本将低于1000万美元。

与此同时,火箭实验室公司最近签署了一项于2017年发射“月球快车”私人着陆器的合同。这将是该公司Electron火箭于2016年初面世后的首次飞行。Electron火箭每次发射的报价为490万美元。 萤火虫宇航公司和维珍银河公司获得VCLS合同的金额都低于公司的单次发射报价,威斯称,这是因为这两家公司的方案存在风险。相反,当Electron进行VCLS发射任务时是完全商业化的。

下一代空间技术

NASA于2016年4月发布跨部门公告,公开向社会征集下一代空间技术(NextSTEP)第二轮项目建议书。此次项目征集的对象是美国国内或国外的科研机构,包括NASA各大中心、政府机构、高校、非盈利组织和私营企业等。

《2014年NASA战略规划》中明确指出要激励商业航天的发展,协助NASA完成其战略目标和战略目的,拓展宇宙探索知识、能力及机会。2014年底,NASA启动了基于空间探索伙伴关系的NextSTEP。该计划采用了一种公私合作伙伴关系的运作模式,旨在寻求商业化的深空探索能力,以支撑未来地月试验场阶段的载人空间探索飞行。NextSTEP计划的一项重要目的,即为NASA寻求合作伙伴,满足NASA载人深空探索的战略目标,推动美国商业航天的进程。2014年12月,NASA发布了第一轮NextSTEP项目征集建议书,旨在寻求先进推进系统、深空居住舱和小卫星三个领域的商业合作伙伴。

电推进系统,也称电火箭发动机,是一种不依赖化学燃烧就能产生推力的设备。它的优点是不再需要使用固体或液体燃料,省去了复杂的储罐、管道、发动机燃烧室、喷管、相应冷却机构等,能大幅减少航天器的燃料携带量。虽然电火箭发动机听起来是一个充满科幻色彩的话题,但追本溯源,它已经有100多年的历史了。

早在1903年,俄罗斯著名科学家齐奥尔科夫斯基就发表了著名的论文《通过反作用设备实现宇宙飞行的研究》,该论文被视为现代宇宙探索事业的起点。当时的人们已经认识到,用克鲁克斯放电管可以把电子加速到很高的速度。到了1924年,他又在论文中指出:“电的力量是无限的,可以产生强有力的氦离子流,用于宇宙飞船。”科学巨匠的前瞻能力令人叹服,不过在这个问题上,齐奥尔科夫斯基慢了一步。

在大洋彼岸,还有一位火箭先驱,和齐奥尔科夫斯基相比,他是真正的科班出身,这就是美国人戈达德。1913年,戈达德制造出一台设备,可以产生“带电粒子”,并获得了专利。1917年,戈达德再次获得专利,这次他发明的东西称为“产生带电气体射流的方式方法”。此后,又有多位科学家对电火箭的原理和工程实现做了深入的研究。

电推进就是用电能取代化学能作为卫星的主要动力来源的一种推进技术。其基本原理是通过把外部电能转化为推进剂喷射动能,从而产生推力的一种反作用式推力系统。电推进技术作为目前最先进的空间推进技术,与传统的化学推进相比,具有大幅減少推进剂、操控更灵活、定位更精准等优势,航天器采用电推进系统能够极大地提高有效载荷比,节约卫星发射成本,延长卫星在轨工作寿命。电火箭发动机的主要问题是推力太小。对于航天发射来说,目前还没有它的用武之地。但作为卫星、飞船、星际探测器的姿态、轨道控制的推力器,电火箭发动机的优势无可比拟。因此,航天界也从来没有忘记电火箭发动机,一直在设法让它实用化。

1964年7月20日,电火箭终于得到了一试身手的机会,NASA发射了名为“空间电火箭试验”的卫星,它被火箭发射到远地点4002千米的高度,然后起动了两台电火箭发动机。其中,第一台发动机采用了电子轰击原理产生离子流,工作了31分16秒,第二台发动机没能起动。4年之后,NASA又发射了“空间电火箭试验-II”卫星,进入了高1000千米的极轨道。两台电火箭发动机分别累计工作了2011小时和3781小时,重新起动300次。

目前,离子推进器已经在星际航行中证明了自己的性能与可靠性。例如,2003年5月9日,日本发射了“隼鸟号”小行星探测器。“隼鸟号”在两年多的飞行期间,一直使用氙离子发动机航行,直到2005年8月28日才接近小行星。“隼鸟号”的离子发动机已经累计工作了25800小时,产生了1400米/秒的速度增量,消耗氙气22千克。在完成采样并回航时,“隼鸟号”的几个化学燃料姿态推力器全都发生了故障,只能依靠离子发动机。

2015年,欧洲卫星公司的“欧洲通信-115西B”和亚洲广播卫星公司的ABS-3A卫星发射入轨。这两颗卫星都是波音公司研制的全电推进卫星,它们是在原702大型平台上增添了氙离子推进系统(XIPS),因为取消了化学燃料和化学发动机,重量大幅度下降到原来的一半左右,这对国际通信卫星市场造成的冲击是相当大的,这意味着用户只花费过去一半的钱就能发射卫星。

NASA当前的光电推进技术功率通常小于5千瓦,“小行星重定向任务”(ARM)跨部门公告选择的提议是40千瓦量级的概念发展系统。现在,NASA正在寻求发展50~300千瓦系统的提议,以应对未来各种任务概念的需要。

艾德-阿斯特拉火箭公司正在研发一种新型的等离子空间推进系统——变比冲磁等离子体火箭发动机(VASIMR)。等离子体是一种带电的气体,无线电波能够将其加热到极致温度,受到强磁场的控制和引导。在火箭推进系统中,可消耗气体的温度越高,速度就越大,燃料的效率就越高。这种发动机在几年前引起关注,被认为能够将火星之旅的时间从数月缩短至数周。即使其需要NASA并不具有优势的核能源,NASA仍在2013年阿斯特拉公司的VASIMR试验成功后,考虑采用这种发动机。VASIMR发动机VX-200样机有潜力用于下一次火星任务。VX-200-SS样机验证试验取得成功,能够连续工作100小时以上。在为期3年的时间内,NASA将给予阿斯特拉公司1000万美元的资金,全面研制一种具备飞行条件的升级版VASIMR发动机。NASA称波音、洛马、Dynetics等其他商业伙伴将研究并验证其他用于火星探测的先进推进技术。

据美国国家航空航天局(NASA)官网2016年4月20日消息,NASA与航空喷气-洛克达因公司签署了一项总额为6700万美元的合同,旨在设计并研制一款先进电力推进系统(AEPS)。此前,洛克达因公司已在研发一种电源处理单元,能够将太阳能电池翼产生的电源转换成250千瓦多通道霍尔效应推进器。

NASA希望这个为期36个月的合同能显著提升美国的商业太空能力,并使包括小行星重定向任务(ARM)和探测火星在内的深空探索任务成为可能。合同期间,洛克达因公司将在NASA格伦研究中心及喷气推进实验室(JPL)工程师的领导和帮助下,负责集成AEPS,包括推进器、电源处理单元低压氙气流量控制器以及电气线束等的开发和交付。NASA已开发并测试了推进器和PPU的原型作为参考。此外,洛克达因公司还将建造、测试和交付一个工程开发单元,供NASA进行测试和评估,为后续飞行单元的制造做好准备。在合同的期权期限内,若执行期权,公司还将开发、验证并交付四个集成的飞行单元,能够应用在飞行任务中。

AEPS属于NASA太阳能电推进系统(SEP)项目之一,恰好能与目前开发的太阳能阵列系统互补。NASA期望未来能够由太阳能阵列系统将太阳能转换为电能,再利用这些电能驱动AEPS。2020年中期,NASA将进行ARM任务,使用航天器捕获一颗小行星,将其放置在环月球的轨道上,并在任务中对SEP进行测试。

MSNW公司还与华盛顿大学联合开发一种100~300千瓦大功率电推进系统,既能采用传统推进剂,也能采用满足月球或火星任务就地资源利用的新型推进剂。

宇航员居住。用于低地轨道以远载人探测任务的“猎户座”,可保障4名机组乘员21天的深空飞行和安全返回地球。NASA寻求概念研究、技术调查和操作概念,提升太空居住能力,奠定未来深空转移技术的发展。该研究将帮助确定模块化居住能力的方案和子系统,以增强月球附近的计划任务,并为未来载人深空探测系统在试验场提供初步的运行和试验。研究将解决转移、居住、居住系统的操作或环境能力。

在深空居住舱方面,NextSTEP选择了7项深空居住系统研究项目,初始研究阶段为1年,内容既包括概念研究,也涉及与居住和操作相关的技术研究,以及环境控制和生命保障系统等。NASA为每项研发工作提供40万~100万美元的资金支持。目前,入选该项目的7家企业分别是:毕格罗宇航公司、波音公司、Dynetics公司、汉密尔顿-胜特兰航天系统国际公司、洛马公司、轨道ATK公司和轨道技术公司。

民间探月项目:谷歌月球X大奖

从NASA“阿波罗”号登月舱最后一次离开月球表面到现在,已经有38年历史了。

自从2007年以来,全世界的许多创业团队都在为一个伟大的梦想而努力,那就是开启月球商业探测的新纪元。2014年2月,“谷歌月球X大奖里程碑奖项”正式颁发,全球共有5支队伍胜出,这也标志着利用私人的力量,以极低的成本开展商业月球探测的日子不久之后就将到来。

这5支优胜团队分别为Astrobotic,Hakuto,Moon Express,Part-Time Scientists以及Team Indus。在过去一年里,这几支团队接受了由航天,科学以及工程方面专家组成的评审团的严格检查和技术评估。而现在,他们将从谷歌公司获得高达525万美元的奖金,作为对他们这段时间锁取得技术成就的奖励——谷歌月球X大奖赛的最终目标是发射一颗完全私人研制的着陆器登陆月球表面。

为了赢得谷歌公司悬赏的3000万美元最终大奖,参赛队伍必须将一个探测器送上月球表面,并且这个探测器还必须能够在月球表面上移动至少500米的距离并向地球回传高分辨率的录像和图像数据。而此次颁发的里程碑奖金则主要针对三个关键的方面,这几个方面对于整个项目的最终达成将具有重大意义,即:着陆,机动以及成像。评审团成员经验丰富,曾经参与从航天飞机项目到最近菲莱着陆彗星的诸多重大航天行动,他们对于想要成功着陆月球所需要注意的一些问题也都具有深刻的认识。整个评审过程已经历时超过一年,一共涉及9名评审团成员,他们一共对25项测试进行了监督,并直接参与了超过20项的技术评估工作。

要想拿到谷歌公司开出的大奖奖金,着陆月球还只是迈出了第一步。在发射之后,飞船必须飞行大约40万千米才能抵达月球,随后它必须精确地起动反冲减速发动机,以便确保自己能够安全地降落到月球表面。当接近月球表面时,反冲火箭的推力应当可以将飞船下降速度减速到與一个人行走速度相接近的水平。着陆本身充满了风险,因为所有人都知道月球表面遍布陨石坑,并到处散落着大量巨大的岩石。在谷歌本次颁发的“着陆里程碑奖项”中,Astrobotic,Moon Express以及 Team Indus胜出,这三个团队成功证明了他们已经朝着研制出可以安全降落月面的着陆器方面取得了关键性的进步。

Astrobotic团队展示了他们的解决方案。他们的着陆器名为“格里芬”,它会利用一套自动着陆系统自动判断飞船自身当前所处的位置和高度,采用的方法是将其自身相机实时拍摄的下方月面图像与NASA数据库中的月面高分辨率图像进行比对。在降落的过程中,“格里芬”会利用激光感受器自动构建一个下方月面的3D模型并从中挑选最安全的着陆点位置。在2014年6月,Astrobotic团队在美国西部的莫哈维沙漠中向评审团的专家们现场展示了他们研发的这种自动风险规避系统的性能。该团队的风险自动规避系统软件,加上其研制的探测技术包原型被集成进Xombie测试平台,这是一款由马斯登太空系统公司开发的的亚轨道火箭。测试中,Astrobotic团队研发的技术方案成功地引导模拟飞船避开了危险区域并安全降落。评审团的专家们还对该项目团队的技术方案设计与数据分析流程进行了评估,并在2014年12月份观看了格里芬着陆器反冲发动机的现场点火试车。

Team Indus展示了他们设计的月球着陆器全尺寸模型,使用的材料是蜂窝铝板,这样可以尽可能减轻着陆器自重,并安装有4个缓冲支架。在2014年12月进行的连续两周的密集测试中,这台着陆器被放置在印度空间研究组织(ISRO)的震动测试台上以便测试其是否可以经受住发射时的震动环境,另外团队还在印度国家航天实验室(NAL)进行的一系列的测试中将飞船从一米高度做了自由落体实验。在与项目团队成员的多次会面中,谷歌X大奖的评审们对他们的着陆器的各项关键系统进行了评估。

Moon Express团队则研制了一款极具创新性的多功能飞船设计,名为“MX-1”。未来预计这款飞船将可以在轨道上开展各种商业活动,而不仅仅是像这次那样被作为一个月球着陆器。MX-1使用一台火箭发动机,使用煤油和过氧化氢的二元燃料推进剂,以使飞船能够在轨完成一系列的机动动作并最终抵达月球。另外飞船上还安装有使用过氧化氢燃料的推进器,作为确保飞船安全降落的反冲发动机。该团队的这款飞船最特别的地方是它的一对环形燃料箱,其可以让结构紧凑的飞船携带尽可能多的氧化剂和燃料。在2014年12月,Moon Express 团队向谷歌X大奖评审专家进行了一系列的展示和测试,地点是在美国国家航空航天局的肯尼迪航天中心。利用悬吊系统和吊绳,项目组对他们的着陆飞船原型MTV-1X的导航和控制系统功能,以及推进系统的设计进行了测试。

谷歌的月球X大奖的参赛团队在将飞船安全着陆月球表面之后还将面临月面移动的挑战。月面上细小的尘土对于着陆器的活动组件将构成严重威胁。中国的第一辆月球车“玉兔”号在2013年12月着陆月球表面,之后正是可能由于月面尘埃导致的机械故障,在行驶了100多米之后便无法移动了。而要想赢得谷歌大奖,参赛设计团队必须能够展示他们打算如何让他们的探测器实现在月面上的移动,以及他们打算如何对自己团队探测器在月面上的移动距离进行精确测定,以便符合谷歌大赛的500米距离要求。参赛团队还必须向大赛评审专家解释,他们打算如何让自己设计的探测器能够顶住月球上恶劣的环境条件而生存下来。

Hakuto团队则决定将他们的注意力集中在移动性方面,他们计划与其他团队合作,购买他们的发射服务并搭车飞往月球。他们目前已经开发出一款名为“Moonraker”的小型轻质月球漫游车用于参加这项赛事,另外他们还开发了一辆名为“Tetris”的更小的月球车,目的是用于在月面上开展对陨石坑内部的科学研究工作。这种四轮月球车Moonraker 将使用一根可伸缩缆绳拖着两个轮子的 Tetris,这样它便可以落到陨石坑里进行研究,完成后再由Moonraker拖上来。

Hakuto团队目前已经使用高强度但质量很轻的碳纤维材料以及一级方程式赛车的工艺制造了一辆月球车。研究团队已经在2014年9月份和12月份分别将他们研制的硬件产品进行了热真空以及震动测试,并在日本的滨松海岸边进行了行驶测试。研制团队还演示了月球车从登陆平台上缓缓驶下并在遥控指挥下行进了500米。

Astrobotic团队同样打算对月球上的陨石坑开展考察,并选定了位于月面“死湖”地区的几个陨石坑作为预选对象。他们研发的月球车名为“安迪”。这是一款稳定性很好的四轮月球车,重心放得很低。在机动里程碑大奖评选测试中,安迪在NASA俄亥俄州的的格林研究中心行驶经过一片粗糙崎岖的地形。谷歌月球X大奖的评审专家们也查看了这辆月球车从格里芬着陆器上行驶下来的过程展示以及一些关键设备硬件的振动测试。

Part-Time Scientists团队的月球车名叫“阿西莫夫”,他们的登陆器名字则叫做“伊萨克”。研发团队为赢得机动大奖而走遍整个欧洲——从特纳里夫岛上的火山斜坡,到位于慕尼黑的德国空间中心。从岩石学和地质情况,以及这里崎岖粗糙的地形和严酷的光照环境来看,特纳里夫岛是地球上与月球表面情况最为相近的地点之一。在这样崎岖不平的环境中,PartTime Scientists团队证明了他们的漫游车在这样的地形条件下仍然可以平稳地实现与着陆器的分离操作。研制团队还对一些关键部件开展了振动和热真空测试,以此验证其在实际执行任务时面对严酷环境的生存能力。

为了赢得成像里程碑大奖,参赛团队被要求在地面上演示他们未来打算在谷歌月球X大赛中实际运用的摄像技术,拍摄高清的图像和录像。在月球上,这将包括着陆区的360度全景图像以及时长至少为8分钟,展示飞船着陆过程,月面机动或其他任务阶段的录像。参赛团队还必須参加一些额外的测试,以向评审专家证明他们的相机设备是可以经受住月面上的严酷环境考验的。

Part-Time Scientists团队完全自行研制了一套成像设备,使用3D打印技术制造了一台原型机。在Asimov漫游车的底盘一头安装有一根可转动的桅杆,在桅杆的顶部安装一台全景相机。研制团队此前已经咋德国人工智能研究中心的室内测试中证明了这套系统的可靠性,并在特纳里夫岛的野外测试中进行了模拟月面拍摄。相机镜头的热真空测试和震动测试也已经在维也纳和柏林分别开展。

Astrobotic团队在美国宾夕法尼亚州匹兹堡附近完成了他们团队月球相机的野外测试,这里的野外地形也与月面非常相似。他们的相机表现很好,成功地适应了多种不同地形条件下的应用。

Moon Express团队则直接买了一台商业相机,并将其整合进一套特制的机械臂系统内,这样就可以自由调节相机的角度和位置,甚至从上往下给自己拍一张自拍照。该团队已经开展了热真空测试并评估了已有的辐射数据,以确认这台相机能够在月面的极端环境条件下顺利运行。

此次里程碑奖项是自愿报名的,因此并非每一个大奖的参赛队伍都参与了角逐。目前全部18支谷歌月球X大奖赛的参赛队伍仍然都具备角逐最后大奖奖金的资格。然而此次里程碑奖项也的确代表了一次公正的独立评估,表明这些获胜队伍已经在通往月球的道路上迈出了关键性的步伐。

谷歌月球X大奖是迄今为止最大的空间竞赛奖项,是前所未有的国际挑战,旨在激发全世界的工程师和企业家参与开发低成本的机器人进行空间探索。科学家认为,其所带来的意义不仅仅是研制机器人并且登月,更是开创一个新的探索月球的新时代,这个终极目标将会比20世纪60年代阿波罗计划更具有参与性和可持续性。总体而言,谷歌月球X大奖更像是个催化剂,它促使参与者成立公司。不少参与者表示,获得奖项不是最终目的,而是希望像UPS 和FedEX一样成为一家长期可持续经营的、往返于地球与月球之间的货运公司。

觊觎终极梦想:深空探索

2016年4月12日,著名宇宙物理学家史蒂芬·霍金和尤里·米尔纳宣布启动一项1亿美元的“突破星击”项目,以更好地了解宇宙。米尔纳和霍金是在纽约“同一世界展望”记者会上透露出这一消息的。在不到1年前,米尔纳还宣布过一个为期10年、耗资1亿美元的“突破聆听”项目。这一项目的内容是监控射频信号,探索宇宙中可能的生命迹象。米尔纳说,“人类历史已经进入跨越发展时期。55年前,航天员尤里加加林成为第一个遨游太空的人类。今天,我们正在准备下一次跨越——向着深空探索。”

这一计划将由NASA艾姆斯研究中心前主任皮特·沃登主管。一些世界级的科学家和工程师,如诺贝尔奖得主天体物理学家萨尔·波尔马特、理论物理学家和数学家佛里曼·蒂森也将参与其中。项目董事会包括霍金、米尔纳和脸书首席执行官马克·扎克伯格。

虽然于1977年发射的“航海家1号”太空探测船,已在2013年飞出太阳系,成为有史以来距离地球最远的人造飞行器,也是第一个进入“星际空间”的人造物体,不过,以“航海家1号”目前的飞行速度来看,进入星际空间后,要抵达下一个行星系还需要4万年的时间,也就是说,即便是已飞离太阳系的“航海家1号”,也无法为我们捎来关于外太空的任何讯息。

“突破星击”计划是要透过光束与光帆将有史以来最轻的纳米太空船送达南门二星系,这座纳米太空船就好比太空版的帆船,由星芯片与光帆组成。星芯片等于是太空船的本体,仅仅几克重的芯片中,要载运太空船的相机、光子推进器、电源适配器、导航与通信设备等;光帆规模则约数米长,厚度极薄、仅仅为数百个原子组成,至于重量也仅有几克重。

米尔纳认为,以纳米科技目前的进展来看,要研发出星芯片不是不可能。光是这项科技就够让人觉得难度十足了,但团队不只是想做出一个纳米太空船,他们所设想的是数百个、甚至是数千个纳米太空舰队。而驱动这支纳米太空船舰队的,则是激光光发射阵列,这座阵列可能长达数千米长,计划兴建在干燥的高海拔地区陆地上,规模可能达到100吉瓦。

不过,要怎么将纳米太空船舰队透过激光光发射阵列送达南门二星系呢?完成激光光发射阵列的兴建后,工程师会研发出一套能够在每次发射光束时,产生与储存数千兆瓦小时能量的系统,而为了要将纳米太空船先载运到外太空轨道,再由地面发射的激光驱动飞行,势必得先有一艘航空母舰将纳米太空船舰队集体送上太空,等到舰队被送上太空后,科学家会将激光光束对准纳米太空船的光帆,将每座纳米太空船加速使其达到目标飞行速度——约为光速的20%,相当于每秒6万千米,接着,“假如”一切都顺利地完成运作,纳米太空船舰队就要带领人类航向南门二星系了。至于其在旅途中所见的宇宙风光,科学家将会透过发射时使用的激光光发射阵列来接收回通信号。

即便南门二星系是距离我们最近的恒星系,仍距離太阳达4.37光年之远,相当于位在25兆英里(40兆千米)之外,若一般太空探测器要到达南门二,需要花上漫长的3万年,但在霍金与米尔纳的计划中,这一切只需要短短20年的时间。

要将3万年压缩成20年的岁月,所需耗费的计划资金、技术与时间势必相当惊人,虽然团队宣称这项计划预计投注的资金为1亿美元,但实际上所花费的金额可能远高于此,负责这项计划的团队也表示,“突破星击”计划需要克服“重大的工程技术挑战”,且最终所花费的资金与其规模,可能会打破所有现今科学实验计划的纪录。

“新航天”的硅谷

近十年来,许多人都将莫哈韦航空航天港视作初创型航天企业或者说“新航天”的硅谷。这个航天港聚集着维珍银河公司、Scaled Composites公司、XCOR宇航公司、马斯腾宇航系统公司、平流层发射系统公司等。目前,有17家火箭和太空领域相关公司在航空航天港,尽管不是他们所有的总部都在这里。有些航空航天公司等同于硅谷的车库创业公司——不过比起商业机会来说,高得多的却是引人注目的爆炸事故。

美国加州莫哈韦镇距离洛杉矶北部约90英里,地理位置偏僻,且地处沙漠地区,原本该是一个很不起眼的地方。不过,随着NASA航天飞机的退役以及民用航天航空领域的不断崛起,已有越来越多的新兴太空企业来此处安家,莫哈韦这一小镇有可能会产生硅谷效应,成为全球太空领域发展的聚焦之地。

在莫哈韦镇的入口处里立有一块标识牌,上面写着:“太空通道!”小镇不远处即是著名的莫哈韦航天航空港,目前其已成为民营太空企业发射测试民用太空航空器最为重要的基地。不少分析人士都认为,太空探险的未来发展方向将由一群雄心勃勃的民营企业家来决定,例如像比尔·休利特和戴维·帕卡德这样的创业者,他们二人依靠手边仅有的538美元创建了惠普公司,而莫哈韦镇正是这些梦想家实现心中理想的汇集地。

斯图尔特·威特在过去的十年里一直担任莫哈韦航天航空港的行政总裁,也亲眼目睹了这十年里莫哈韦镇的惊人变化,他表示:“这种发展趋势同硅谷效应非常类似。”过去十年里,已有6家外太空创业公司来莫哈韦镇扎根,在此进行发展。

2004年,由前美国海军飞行员布莱恩·宾尼驾驶的“太空飞船一号”飞入太空,成为全球首个将人带入太空的商用航天器,同时也在全球范围内掀起了发展商用航天器的热潮。目前,“太空飞船一号”的改进型——维珍银河公司的“太空飞船二号”仍在莫哈维沙漠进行飞行测试,并且有望在不久后正式投入商业使用。同时,还有一些小型的太空创业公司也在研发新式的火箭燃料,并且正试图将一个已经废弃的第二级火箭改造成月球登陆器的原型机。

不过,太空领域的重大事件不会仅仅发生在莫哈韦沙漠,还会发生在佛罗里达州卡纳维拉尔角。这里是大名鼎鼎的SpaceX公司发射“龙”飞船的地方,虽然已有的几次发射任务只是运输货物,并未载人,但其意义也足以载入史册。因为在从前,同国际空间站进行接触过的飞船均是由政府建造,例如,NASA的航天飞机以及俄罗斯的“联盟”飞船,而“龙”飞船则完全是由民营企业进行出资研制(NASA曾对该项目进行过一次注资)并且建造而成,代表着商业太空领域的发展模式。

同SpaceX公司相比,莫哈韦镇的太空创业公司雄心更大,他们不会只满足于为NASA运送货物这么简单,而是希望引领一场新的太空变革。在这些企业里面,有两家公司分别由亿万富翁所创立,即理查德·布兰森所创立的维珍银河公司以及由微软联合创始人保罗·艾伦所创立的平流层发射系统公司,后者所设计的航天系统,主体是一个双机身航天器,机翼长度超过一个足球场的长度,可携带一枚火箭进入大气层,并降落至地面。航天飞机进入大气层后,火箭自带的推动器可将其送入轨道,这种做法可节省建造发射台和额外的火箭燃料费用。

当然,也有一些规模较小,资金不是那么充足的新型太空创业公司也落户在莫哈韦镇。例如马斯腾太空系统公司,其工作间实际上是一个大型车库,水泥地地板上到处摆放着火箭碎片,工作条件和维珍银河及平流层发射系统公司相比差了很多。不过,马斯腾太空系统公司的专长是软件研发,并且曾制造过一架能够垂直起飞的火箭,火箭在盘旋后还能够准确地垂直降落在发射架上。

马斯腾太空系统公司的创始人大卫·马斯腾也曾创立过一家科技公司,但一直对火箭技术和研发非常感兴趣,在自己的公司被思科收购之后,他来到了莫哈韦镇,创立了马斯腾太空系统公司,并且专注于火箭研究。

马斯腾太空系统公司的行政总裁乔尔·斯科特金表示:“我们公司已步入商业轨道,就营收方面来看,因产品领域得到拓展,用户群体增加,我们当前完全能够实现自给自足。”不过,该公司单从规模上来看,仍属于小型企业,其员工数量只维持在15至20人。每周,这家公司的工程师都会进行几次发动机测试及火箭飞行评估,不断对产品做出修正和改进。

另外,在莫哈韦镇还有一家名为火翼星技术公司的企业,其规模更小,公司大部分运营费用都来自于联邦研究合同。这家公司主要生产一种推进器替代燃料。火翼星技术公司的创始人格雷格·蒙加斯还在上大学的期间就创立了这家企业,但在2009年将公司搬迁到了莫哈韦镇,因为这里更适合太空创业公司的发展。蒙加斯表示:“在莫哈维,每天都有超声速飞机进行飞行测试、火箭发射等各类试验,对于民营太空企业而言,这里的发展环境非常优良。”

著名飞机设计师伯特·鲁坦所创办的Scaled Composites公司也设立在莫哈韦镇。1986年,鲁坦设计的“旅行者”号飞机首次完成中途不着陆、不添加燃料的环球飞行壮举。他的公司也因此次事件得到发展契机,不过当时在莫哈韦镇,大部分的太空企业却在走下坡路。到了90年代中期的时候,莫哈韦航天航空港甚至被当做了航空公司封存老旧飞机的集中地。

尽管遇到各种各样的困难,莫哈韦镇的创业公司并未放弃,并且逐步走上了商业化運营的正轨。SpaceX的创始人艾龙·马斯克表示:“在莫哈韦镇,并不能仅仅依靠一次火箭发射成功与否就来判断一家公司是成功还是失败。不过,未来几年,民用航空航天领域会迎来发展良机,会有越来越多的民营太空企业加入到我们当中来,并且在商业运营上取得成功。”

除了人迹罕至的沙漠,硅谷也成为另一个“新航天”的摇篮。在以前,几乎没有人把硅谷看作是初创航天企业的“摇篮”。这里是以电脑硬件、软件、网络风险投资的热土而闻名天下,从惠普、苹果到谷歌、脸书都是硅谷的榜样。这里是世界领先的创新中心,也是技术工作人员最集中的地区之一,并且是风险投资的重要发源地。但以上标榜的荣誉原本并不涉及航天领域。

其实,航天产业确实在硅谷存在数十年之久。劳拉空间系统公司(现已被加拿大MDA公司收购)是世界领先的商业通信卫星制造商,在帕罗奥多市设立了卫星制造厂。洛克希德-马丁公司太空系统分部主要在森尼韦尔市开展政府项目的工作。不仅NASA埃姆斯研究中心(AMES)在硅谷形成之前就在此设立,甚至NASA的前身国家航空咨询委员会(NACA)也在此地建立四分之三个世纪。

最近数年间,此处涌现出的航天企业与数十年前企业的区别,是它们不像“老航天”那样规模宏大,而更像本地区的其他创业公司。例如,NanoSatisfi是一家设立在旧金山市的初创型公司,与社交游戏公司Zynga同一条街。该公司的工作场景是在紧凑的办公室,公司员工们坐在工位和实验室工作台前,设计客户需要的产品。

从表面上很难立即看出NanoSatisfi公司是一家开发立方体卫星,并能满足客户多样化应用需求的企业。该公司首批两颗卫星已经从办公室里诞生。“我们的‘宝贝儿已经在日本,等待发射了,”NanoSatisfi公司CEO皮特·普拉泽在发射前难掩激动地说;这些卫星于2013年8月用日本货运飞船送到国际空间站。

NanoSatisfi公司并不是个案。几个街区外就是行星实验室公司的办公室,该公司的员工们开发了立方体卫星大小的地球成像卫星群。在101高速路边的芒廷维尤市,天空盒子成像公司(谷歌于2014年6月收购该公司,现名为Terra Bella)也在开发遥感成像小卫星。在NASA埃姆斯研究中心,月球快车公司在研究商业月球着陆器,太空制造公司在开发一种能在失重环境运行的3D打印技术。在森尼维尔市,太空推进集团(SPG)建造并测试了一系列的混合动力火箭发动机,并与亚特兰大市的新一代轨道公司合作开发一种空中发射系统。

对于太空制造公司,它源于硅谷的奇点大学2010年的一个项目。最初,由公司创办人、主要技术专家杰森·党恩在2013年太空前沿基金会新太空大会上宣布公司成立。公司开发了第一种3D打印机原型机,并通过一系列抛物线飞行测试。2016年3月26日,第2台3D打印机已经抵达了国际空间站,并成为第一台正式可用的太空3D打印机。

据了解,这款3D打印机的正式名称为增材制造设备(AMF),是太空制造公司在其首台登上太空的3D打印机的基础上开发出来的。AMF的3D打印尺寸比其上一款更大,可达14厘米×10厘米×10厘米。除此之外,它兼容的材料也更多,可以打印超过30种聚合物,包括ABS、HDPE和PEI/PC等,实际上,AMF还能够打印更多的材料,只不过需要经过批准之后才能用于国际空间站。根据材料的不同,该3D打印机的分辨率能力在0.1到0.44毫米范围内。

据悉,NASA和其他客户在使用AMF时将向太空制造公司支付费用,其价格为每次打印作业在6000美元到30000美元之间。不过,太空制造公司的产品策略负责人斯本色·皮特曼称,教育方面的用户可享受一定的价格折扣。皮特曼称,目前该公司已经获得了超过20个订单,订单内容包括医学研究部件、卫星和其他航天器零件以及教育项目的部件等。

设立在硅谷成为太空制造公司获得成功的重要因素之一,公司创始人党恩说,“我们创建的公司不是一家传统航天企业。我们正在创建的是一个典型的硅谷初创型企业。其中包括了承担风险的意愿。硅谷企业的创业精神中就是‘早失败、常失败、反复失败的意识,我们能比从前的传统航天企业接受更大的风险。”本地区丰富的人才资源也成就了太空制造公司。“我们发布了一则机械工程师的招聘广告,结果有900名应聘者,并且他们素质都很高,或许在别的地区也能找到人才,但我敢肯定你能在这里找到合适的人才。”

NASA在硅谷直接或间接地扶持了这类初创型航天企业。例如,NASA埃姆斯研究中心已经成为小卫星产业的聚集中心;行星实验室公司的3位创始人都曾经在这里工作过。问到何种因素支持了本地区的航天活动,NanoSatisfi公司的普拉泽称,“NASA、皮特和融资渠道”,皮特特指NASA埃姆斯研究中心的主管皮特·沃登,他做过许多针对小卫星发展的扶持工作。

硅谷的融资渠道可能是另一个成就“新航天”的重要因素。获得风投的青睐已经成为“新航天”永恒的挑战,而在从前,这类公司只能依靠富有的股东或小型天使投资人来融资。这类公司有着从风投融资的成功经历:行星实验室公司和天空盒子成像公司已经获得超过1亿美元风投资金。

2015年是创纪录的一年,美国初创航天企业共获得27亿美元的投资,超过了过去15年的总和,其中风险投资贡献18亿美元,是前15年投资总和的1.7倍。2015年,共有22家初創航天企业获得了风险投资,例如,星细胞公司(Astrocale)和轨道洞察公司(Orbital Insight)获得了A轮风险投资,地图盒子(Mapbox)和太空飞行公司(Spaceflight)获得了B轮风险投资。2014年,31家企业获得风险投资共计10亿美元。最大两笔风险投资都发生在2015年,即SpaceX获得10亿美元的E轮投资,OneWeb获得5亿美元的A轮投资。

投资者普遍认为,SpaceX公司和天空盒子公司的成功表明商业资本已经在航天项目中开始获得投资回报,这意味着“在航天领域的赚钱效应已经显现。”对于风险投资来说,成功的资本退出是基础。投资者认为,未来2~3年非常关键,过去的投资效果将得到市场检验,一旦得到相应甚至超出预期的投资回报,未来会有越来越多的资本涌入商业航天领域。

来自政府的大力支持、发达的工业基础、雄心勃勃的开拓者、充分竞争的市场环境和先进有效的管理,这些或许只有在美国才存在的众多优势。另外,硅谷的企业家精神也成为“新航天”崛起的重要因素。美国有越来越多的科技新贵正涉足商业航天界,他们均是狂热的航天爱好者。这么多企业家热衷于探索太空,并不是在太空可以找到新的商业模式或者新的钱圈,而是因为他们每个人心中都住着一个“极客”,都拥有对未知领域的强烈好奇心与探索欲,都拥有敢为天下先的勇气。极客范儿、好奇心与探索欲使这些科技大佬热衷于航天,但航天只是一个附属产品,好奇心与探索欲的最终结果是“创新”。这大概也是大佬们在各自的科技领域会取得成功的最原始驱动力。又或许,这些科技大佬们对太空的热爱真的是什么都不为,只是因为童年时候,就有个埋藏在心底的梦想,现在有钱了,就去实现它!

美中不足:缺乏小卫星发射能力

2016年3-4月间,对美国小卫星发射能力有潜在深远影响的两个论战主题公开化。

一、是否将政府存储、未使用的洲际弹道导弹(ICBM)火箭发动机投入商业发射市场的竞争;

二、美国贸易代表重审是否继续禁止使用印度极地卫星运载火箭(PSLV)发射美国造的卫星。决策者和太空政策专家对这两个问题均相当重视,特别是那些涉及发展小卫星运载工具的美国公司,他们私下沟通、公开论战。显然,这次论战反映出了美国商业发射行业怎样看待其市场前景,并说明在美国商业航天产业内的不同部门间的竞争性利益关系。

这些论战发生在商业航天正处在发展和市场趋势多元化融合的时机。一边是蓬勃发展的小卫星市场,它受大量私人资本投资和小型硬件快速生产的进步。另一边是标榜美国制造的专用小卫星火箭,也由私人投资,距离市场应用只剩两年冲刺发展。由于美国航天发射工业长期偏重于中、重型运载火箭,造成小型载荷发射能力严重匮乏(“牛头怪”火箭主要用于国防发射任务,很少参与国际商业竞争)。参见下页表1、表2、表3、表4。

许多美国小卫星制造商和运营商已经计划发射由大规模卫星组成的地球观测或通信用卫星群,他们要使用任何现有的、低成本的发射服务。而开发新的小卫星运载火箭的公司则希望阻止美国这类市场向外开放来削弱竞争,以免自己的发射市场份额被侵蚀。ICBM发动机的商业化和取消使用PSLV禁令将给美国卫星公司所期望的喘息,但会威胁私人开发的小卫星发射市场前景。这就是双方在持续论战中的论点。

致力于微小卫星开发的公司,如轨道通信公司、铱星公司、全球性公司、O3b公司,行星实验室公司,特拉贝拉公司(原天空盒子成像公司,被谷歌收购后改名),数字全球公司和OneWeb公司,预计未来将大幅提高发射任务的频率。同时,为发展由几百甚至几千个近地轨道小卫星组成的大规模卫星群地发展方案也在计划实施中。

但微小卫星的“野蛮生长”也受到缺乏廉价、高效的小型、中型运载火箭的制擎。一些公司甚至在私下表示,除非在短时间内获得专用的小卫星发射服务,否则他们可能无法维持业务运营。目前,这个级别还在商业运作的美国制造运载火箭只有“牛头怪”系列,而其中最新的“牛头怪”C每次发射费用至少要4000万美元。“飞马座”XL火箭作为仅有的美国国产商业运作的专用小卫星发射火箭,能以4000万美元的单次发射成本,将450千克载荷送入近地轨道。于是,小卫星发射大多以“搭便车”方式。

然而,由于“搭便车”方式一些固有的缺陷(参见本专题第2篇),一些美国公司正在深入发展专用的小卫星运载火箭。这种发展受到着数十亿美元私人投资和政府订单以及整体航天发射市场的强劲增长的驱使。例如,有了NASA风险级发射服务(VCLS)合同,维珍银河公司正在制造“发射者一号”,火箭实验室公司正在制造Electron火箭,萤火虫航天系统公司正在制造“阿尔法”火箭。这些发射系统实用化将要到2017年,市场化则要到2019年。

那么,在这些新型发射系统问世之前的若干年间,美国公司该怎样度过微小卫星运载工具的空窗期呢?于是,有人想到了两个方案,要么使用更为廉价的外国发射服务,要么使用军方库存的洲际导弹发动机。

关于外国发射服务的首选目标是印度的极地卫星运载火箭(PSLV)。PSLV火箭是一个比它的大多数竞争者更物美价廉的平台。它能将最多3250公斤的载荷送入近地轨道,能进行捆绑的小卫星群部署,并能将小卫星发射到地球静止轨道(GEO)或太阳同步轨道(SSO)。PSLV的发射费用约3300万美元。

但受制于美国2005年版商业航天发射协议(CSLA),美国卫星还无法用印度火箭发射。CSLA是美国政府为了保护本国航天发射工业,打击受外国政府扶持的发射服务商而设立的,它将美国商业航天发射价格作为非美国的官方发射服务商的参考标准。而运作PSLV发射服务的安得利公司(Antrix Corporation Ltd)正是印度太空研究机构(ISRO)的商业分支部门。至今,印度拒绝签署CSLA协议,而美国政府也就禁止了印度方提供的发射服务。

美国推出CSLA的最初动机,一度被称为“SpaceX公司协议”,即扶持SpaceX公司开发的专用于发射小卫星的“猎鹰”1火箭成为美国小卫星市场提供了最佳选项。然而,令人没想到的是,SpaceX公司下来就抛弃“初心”,于2009年转向发展更重型的“猎鹰”9 火箭,这给美国的小卫星发射能力留下空缺。虽然美国政府已经在给一些美国卫星使用外国服务发放豁免许可,但卫星制造产业显然需要更大的自由空间。可以说,PSLV的低廉价格已经促使美国贸易代表审查CSLA是否要继续。

对此,美国商业太空运输咨询委员会(COMSTAC)建议“继续禁止印度官方控制的发射商与美国企业竞争,将违背许多国家政策并破坏由政府和行业为确保美国航天产业基础的健康发展而进行的努力”。2016年2月26日,美国联邦航空局宣布其与COMSTAC达成一致意见,这表明美国贸易代表将慎重审查这一提案,尽管目前还没有结论。

美国小卫星发射企业关注的是,随着越来越多的美国卫星公司使用外国发射服务商来发射卫星,对本已投资巨大的美国小卫星发射工业的整体能力造成长远损害。本质上说,他们的立场是,保护主义是必要的,以便维护他们最终进入市场。另外,在小卫星发射企业的眼里,PSLV的市场倾销是足以破壞美国小卫星发射市场的竞争力。

把小卫星发射市场拱手让给印度服务商,美国本土发射企业不答应。那么,将库存洲际导弹的发动机低价卖给美国发射企业,来降低发射成本是否可行呢?对于这种方案,美国的发射企业又分为正反两派。支持者一派以轨道ATK公司为代表,该公司长久以来一直使用军方导弹的改进版火箭。反对者一派以维珍银河公司等有自我研发项目的新兴私企为代表,因为库存发动机无法用在他们开发的运载工具上。

支持者的观点认为,欧洲、印度的发射企业获得政府补贴,俄罗斯采用退役洲际导弹进行商业发射,都构成不公平竞争。美国军方现有近1000部库存的洲际导弹发动机,每年光花在这些东西上的维护、测试费用就要数千万美元,而且这些工作都十分琐碎、繁杂。若最后退役,还要花大钱进行无害化处理。再者,国防部要逐项审核发动机的使用情况,对新兴发射企业的影响很小。

反对者的观点认为,私企对于小型火箭的投资成果很快就要见效了,在这时将廉价的发动机流入市场,会打击投资者信心,破坏行业前景。再者,俄罗斯一直以来使用的是过期火箭来发射商业卫星,美国消耗未过期发动机可能危及国家安全。另外,使用库存发动机节省的钱要远小于行业萧条损失的钱,算起来得不偿失。总体上,美国商业发射市场份额已经从90年代中期的接近于0到现在的约50%,不需要通过价格倾销打击竞争对手。