兩年前，已故的星際迷航演員詹姆斯·“斯科蒂”·杜漢在太空探索技術公司（Space Exploration Technologies Corporation）的幫助下，獲得了最後一次冒險機會。SpaceX是一家總部位於加利福尼亞州霍桑市的私人公司，成立於2002年，其使命是前往初創公司從未去過的地方：地球軌道。2008年8月，SpaceX將杜漢的骨灰裝載到其獵鷹1號的第三次試飛中，這是一枚以液氧和煤油為燃料的火箭，目標是進入軌道。然而，在飛行大約兩分鐘後，杜漢的最後一次航程過早結束，當時火箭的第一級在分離過程中撞到了第二級。這是SpaceX三次嘗試中的第三次失敗。
嗯，你還期望什麼呢？老NASA的工作人員、航空航天主管以及許多其他堅持傳統觀念的人嗤之以鼻，他們認為，安全地將有效載荷，特別是人員送至地球上方數百公里的高度，這項工作至少需要由龐大的工程師、技術人員和管理人員團隊來完成，並由數十億美元的資金和長達數十年的開發週期提供支援。畢竟，太空是艱難的。一家小型私人機構或許能夠像企業家兼工程師伯特·魯坦在2004年為贏得X大獎所做的那樣，將一艘小型特技飛船搖搖晃晃地送上數十公里的高度。但這與NASA多年來使用太空梭和國際空間站進行的各類操作相比，簡直是小巫見大巫。當你要進入軌道時，100公里只不過是車道的長度，在車道的盡頭，你最好加速前進，達到每秒7公里的速度，才能使有效載荷保持在地球上方300公里的軌道上繞地球執行。
那麼，奧巴馬政府今年二月宣佈NASA基本上應該退出載人飛船業務，並將其交給私營企業時，他們到底在想什麼呢？根據該計劃，NASA將登出迄今為止在“星座”計劃中投入的大部分90億美元資金，“星座”計劃旨在開發太空梭的替代飛行器，該飛行器能夠將宇航員和補給品運送到空間站，並最終運送到月球。相反，該機構將為SpaceX等初創公司提供種子資金，然後同意購買他們火箭上的空間站票。
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這是一項幼稚而魯莽的計劃，一大群聲音指責道。其中最響亮的聲音來自前宇航員和太空偶像尼爾·阿姆斯特朗，他很快就嘲笑了私營部門已準備好接替NASA的想法。“達到必要的安全和可靠性水平將需要多年和大量投資，”他表示。阿姆斯特朗和其他人堅持認為，將軌道運輸交給私營公司充其量是讓載人航天探索倒退。如果私營企業掉鏈子，甚至災難性地掉鏈子，正如許多人認為的那樣，那麼整個人類進入太空的宏偉事業可能會長期甚至永久停止。一旦NASA龐大的載人航天機器被拆除，重建它可能需要比任何人願意花費的時間和金錢都多得多。然而，儘管存在這些擔憂，國會今年秋天還是勉強同意了該計劃。
但這僅僅因為它是一項風險很大的豪賭，並不意味著它是一項糟糕的賭注。我們有理由相信，私營公司可以迅速勝任將人類送入軌道的任務——並且比任何大型NASA運營的專案都更廉價、更可靠地完成這項任務。反過來，這可能會為一項獎品開啟大門，這項獎品由於人類太空探索停滯了近三十年，大多數人幾乎已經停止夢想：地球上空的熱烈歡迎，不僅是為了少數宇航員，也是為了大批科學家、工程師，甚至是我們這些僅僅想在太空度過幾天或幾周的人。更妙的是，太空訪客的浪潮可能會啟動一個自我維持的軌道經濟，這個經濟將比“星座”計劃或任何傳統的太空計劃更牢固地確立人類在太空中的地位，包括火星及更遠的地方。
放手
當然，依靠商業部門建造航天器並不是什麼新鮮事。一直以來，將NASA宇航員送入太空的非凡飛行器都是由公司開發和建造的。根據該計劃，變化的是NASA與私營公司合作的方式。與五角大樓一樣，NASA以“成本加成”的方式聘請承包商，這意味著NASA報銷他們花費的任何費用，然後再額外加上保證利潤。
專家一致認為，成本加成合同推高了成本和複雜性，因為隨著越來越多的功能被新增到專案中，承包商賺更多的錢，而該機構降低了未來面臨因吝嗇而損害任務的指控的風險。許多人說，這就是NASA的載人飛行努力最終陷入低地球軌道近三十年的原因，每次飛行的太空梭耗資超過10億美元，而且由於高昂的成本嚴重限制了飛行次數，因此成果遠不足以證明其合理性。批評人士警告說，對於“星座”計劃，我們可以預期會看到更多同樣的浪費。
位於弗吉尼亞州亞歷山大市的太空和國防顧問公司Tauri Group的高階分析師保羅·格思裡指出，新的按產品付費模式並非沒有先例。格思裡指出，自二戰以來，美國政府一直致力於大力投資於具有不確定性但可能具有巨大商業回報的工業科學和技術，而這些投資為生物技術、計算機和線上產業等鋪平了道路。正如今天的軌道飛行業務一樣，這些行業在其孕育階段面臨著艱鉅的技術和商業挑戰，但由於政府計劃以與新的NASA計劃非常相似的方式運作，它們克服了這些挑戰：透過向公司提供開發資金，並在行業改進其產品並發展規模經濟的同時，充當有保障的客戶。例如，在1970年代初期，美國國防部是許多微晶片製造商的主要資助者和客戶，直到摩爾定律和日益激烈的競爭帶來了晶片效能和價格的驚人改進。
沒有人知道太空旅行是否存在摩爾定律，但肯定沒有任何法律要求它永遠保持昂貴。在奧巴馬計劃下競爭業務的公司將被迫尋找省錢的方法。如果他們超出預算，差額將從他們的口袋裡掏出；如果他們低於預算，他們可以保留差額。換句話說，節省一分錢就等於賺一分錢，而不是少花一分政府的錢並將其新增到“加成”中。
SpaceX是目前新太空產業的明顯領導者，它已經在這個機會上努力工作。它透過自行加工，將陽極氧化鋁螺栓的價格從15美元降至30美分。它透過提出自己的材料配方，繞過該行業唯一的供應商，大幅降低了熱遮蔽中使用的碳基熱材料的成本。太空梭使用定製成型的錐形直徑管來產生無湍流的火箭發動機排氣管，SpaceX為此開發了一種設計，使用廉價的恆定直徑管彎曲成螺旋形狀來平滑排氣流，從而消除了為此花費鉅額資金的需要。
為了鼓勵這種型別的創新，NASA必須放手。該機構總是確切地告訴其承包商它希望如何建造其航天器，但在新計劃下，NASA只會說明它希望一個完成的系統能夠做什麼，例如安全地將一定重量的貨物運送到軌道。負責專案分析的NASA團隊成員菲爾·麥卡利斯特說：“我們不會過度規定我們期望承包商如何滿足我們的要求，我們只會列出高層次的目標，並給予他們最大的靈活性來滿足這些目標。”“然後在特定的里程碑，我們將驗證是否已滿足要求，並且我們將提供必要的監督以確保萬無一失。”為了幫助公司儘可能保持車輛的簡單和高效，新的NASA計劃還放棄了“星座”計劃的要求，即軌道渡輪必須能夠繼續前往月球。相反，任務只是安全且廉價地將人員和貨物運送到空間站並返回。
取消登月任務引起了一些批評，但這些任務實際上只是長期探索計劃的真正目標的預演：將人類送上火星。儘管新計劃的一些反對者向公眾暗示了這一點，但該計劃並沒有要求NASA減少在太空上的支出或放棄其更長期的載人航天探索計劃。相反，該計劃隱含地認識到，前往火星的往返旅行將需要遠遠超出“星座”計劃可能提供的重大技術進步，並且透過將NASA從必須將其所有資金和專業知識用於軌道運輸中解放出來，該計劃為該機構提供了喘息的空間，使其能夠提出這些和其他進步。“該計劃代表著降低成本，更好地管理NASA的近地軌道業務，以便它可以專注於研究和開發、地球科學和空間科學，”太空和國防諮詢公司Astroconsulting International總裁、科羅拉多斯普林斯分公司總裁，以及美國空軍學院艾森豪威爾太空與國防研究中心的研究員埃利加爾·薩德赫說。事實上，該計劃要求在未來幾年內增加NASA的預算。在許多方面，該計劃旨在透過使NASA重新成為真正的研發機構，將近地軌道的成熟工作外包給民用承包商，從而使其重返1960年代的輝煌時期。它將使火星成為新的月球。
啟動
如果公司最終未能交付像“星座”計劃可能生產的那種安全可靠的軌道飛行器，那麼事後看來，承包商的激勵措施、更寬鬆的控制和由此產生的NASA節省的資金似乎並不那麼明智，儘管“星座”計劃的成本可能要高得多。私營部門能成功嗎？雖然現在說還為時過早，但已經出現了一些積極的跡象。在2008年9月——就在搭載著詹姆斯·杜漢遺骸的發射失敗的一個月後——SpaceX的獵鷹1號成為第一枚成功進入軌道的私營液燃料火箭。不到一年後，更強大的獵鷹9號也進入了軌道，獵鷹9號旨在有一天運載載人飛行器。
SpaceX成功的火箭測試令人鼓舞，但這確實是迄今為止私營企業可能成功的唯一硬證據。目前，另一家準備生產軌道飛行器的新玩家是位於弗吉尼亞州杜勒斯的軌道科學公司，儘管目前該公司幾乎沒有什麼可以展示的。兩家公司都在聘請太空行業最受尊敬的一些經理和工程師，但我們無法知道這兩家公司最終是否能夠在預算減少的情況下，並且在沒有大批NASA工程師提供詳細設計規範的情況下，提出一款優秀的飛行器。
不過，喬治·華盛頓大學空間政策研究所前所長約翰·M·洛格斯頓表示，沒有什麼能說明他們不能做到，如果給他們一個機會，他們可能會做到。洛格斯頓補充說，這項努力產生的飛行器最終可能會比在“星座”計劃下產生的飛行器成本更低，儘管它們不一定更可靠或更高效——至少在未來5到10年內生產的飛行器是這樣。“由於政府的監督減少，第一輪可能會有一些成本降低，”他說。“但在下一輪中，我們將看到其他幾家新玩家，這可能是真正創新的來源。”據說正在準備競爭合同的初創但可能實力雄厚的太空公司包括亞馬遜創始人傑夫·貝佐斯創立的藍色起源公司；軟體巨頭約翰·卡馬克創立的阿瑪迪洛宇航公司；以及由幾位火箭行業資深人士創立的Xcor宇航公司。
而且該行業將不僅僅侷限於軌道渡輪製造商。如果較低的運輸成本將更多的人帶入軌道，他們不太可能都在空間站找到泊位，這個問題急需解決：位於內華達州北拉斯維加斯的畢格羅宇航公司已經生產了充氣艙，其模組化元件可以運輸到太空，然後組裝並充氣，成為軌道居住艙。其他公司可能會湧現出來，提供太空棲息地、實驗室、儲存和建造設施。來自世界各地政府的更多競爭將加入新的太空競賽。日本和印度已經憑藉軌道發射能力加入了這場競爭。
傳統的航空航天承包商也可能會在奧巴馬計劃下競爭業務。這些巨型公司顯然可以建造可用的航天器；唯一的問題是他們是否可以在固定價格規則和成本削減壓力下建造它們。波音公司和洛克希德·馬丁公司的合資企業聯合發射聯盟（ULA）已經以1億美元的價格將有效載荷發射到軌道——與NASA的發射相比，這很便宜。儘管是SpaceX想要收取的費用的四倍，但ULA的可靠性記錄可以證明這一點。“當我們在固定成本下工作，並且沒有客戶在我們身後審查我們做的每一件小事時，我們也可以精簡運營，”波音公司太空探索業務發展副總裁傑恩·施納爾斯說。
軌道經濟
奧巴馬計劃的最大潛在回報是，有機會將軌道飛行成本降至足夠低的水平，從而創造一個良性迴圈：隨著價格下降，更多的人將飛行，隨著更多的人飛行，規模經濟和日益激烈的競爭將導致價格下降，依此類推。當足夠多的人飛行以證明在軌道上建立更多基礎設施是合理的時，這個迴圈將被加強——也就是說，更多居住和活動場所——這將吸引更多的人，並導致更多的基礎設施。瞧：我們將擁有一個軌道經濟。
是否會有足夠多的人排隊購買機票以使渡輪盈利並推動競爭、成本削減和創新？如果沒有明確的盈利途徑，而不僅僅是NASA將支付的費用，那麼私營部門在太空領域就無利可圖。“太空有可能成為下一個網際網路，為美國提供長期的經濟增長源泉，”Tauri Group的格思裡說。“但籠罩一切的問題是這些市場將如何發展。”
可以肯定的是，一個市場已經存在——太空梭一直在服務於這個市場。美國和許多其他國家將繼續渴望派遣科學家和技術人員前往空間站，進行零重力健康、生物或化學研究，或調整部署用於觀察地球或太空的裝置。（作為奧巴馬計劃的一部分，空間站的壽命已從2015年延長至2020年。）如果一個新近具有競爭力的太空產業可以將前往軌道的計程車成本降至500萬美元左右，那麼將有更多的國家派遣更多的研究人員。儘管如此，對於大多數資助機構來說，這個大幅降低的價格可能仍然過高。雖然每年可能有數十名接受者，但不會有數百名。
如果零重力製造看起來可以盈利，那麼蓬勃發展的軌道經濟的前景將大大提高。然而，今天，跡象並不令人鼓舞。幾乎沒有重力——嗯，重力很大，但軌道上的物體處於自由落體狀態，並且“感覺不到”它——這使得生產異常大而純淨的晶體、完美的滾珠軸承和其他球形產品以及完全不均勻的化學混合物成為可能。無論這些不尋常的產品和物質可能獲得多少溢價，在太空中建立和運營工廠以及將補給品運送到太空並將成品運回地球的成本，至少對於迄今為止發現的任何東西來說，都會將溢價抵消數千倍。“即使附近某處有一顆由鑽石構成的小行星，前往那裡、開採它並將碎片帶回來的成本也可能不值得作為一項業務，”XM衛星廣播公司聯合創始人兼華盛頓特區風險投資基金SkySevenVentures總裁Lon Levin說，該基金投資於太空相關和其他初創公司。
僅僅是可能存在一些只能在微重力下製造的極其有價值的藥物或奈米材料等待被發現，就應該保證一些軌道出租車行程將提供給尋找這些應用的工業研究人員。“前往軌道的驚人成本一直是限制該實驗領域的原因，”波音公司的施納爾斯說。“隨著成本下降，這方面的實驗將越來越多，如果實驗足夠多，那麼更有可能找到一個成功的實驗。”格思裡指出，可能只需要這樣一項發現，就能帶來一個足夠大的製造業務，為軌道經濟提供真正的推動力。
儘管如此，大多數觀察家都認為，近期潛在增長市場的最佳賭注是太空旅遊。自2001年以來，俄羅斯已透過聯盟號向空間站輸送了七名遊客——其中一名遊客飛行了兩次——價格在3000萬美元至5000萬美元之間。如果價格大幅降低，接受者的數量將會攀升。“我們有一個也是唯一一個市場事實，那就是遊客前往空間站的市場需求並非為零，”萊文說。“我們知道有一部分人願意支付1000萬美元到2000萬美元才能到達那裡。如果價格降至100萬美元左右，是否會有數百人購買機票？這是有可能的，這可能會使其成為一項真正的業務。”以抽獎方式出售部分座位——例如，100美元購買萬分之一的贏得乘坐機會——可以進一步增加銷量。
萊文和其他觀察家還指出，一個更黑暗的輪盤賭正在發揮作用：新興的軌道旅遊業有可能在某個時候遭受事故，並導致一名或多名客戶死亡。投資諮詢公司Technology Ventures的執行長謝爾曼·麥考克爾斷言，如果發生這種情況，太空旅遊業務將立即蒸發，該公司位於阿爾伯克基，距新墨西哥州正在建造一個耗資3億美元的“太空港”以期待繁榮的太空飛行業的北部僅150英里。“如果第七次前往軌道的遊客飛行失敗，那麼在很多很多年內，很可能不會有第八次飛行，”麥考克爾說。“企業家習慣於透過在問題出現後堅持不懈地解決問題來應對失敗，但這在太空旅遊中行不通，就像在衛星通訊中行得通那樣。”
另一方面，科羅拉多大學電子空間創業中心創始人斯科特·蒂位元斯認為，風險和災難都不會阻止潛在市場中的很大一部分。“社會對探險旅遊的風險持積極態度，”蒂位元斯說。“1996年有8人在攀登珠穆朗瑪峰時喪生後，公眾對珠穆朗瑪峰探險的銷量猛增。當跳傘運動員喪生時，沒有人談論關閉跳傘業務。對太空風險的容忍度將會提高，尤其是在價格降至每座位100萬美元至500萬美元之間時。在這些價格下，可能會有很多人想盡快飛行，只要公司能夠發射他們。”
除非很快出現其他替代方案，否則旅遊業很可能成為軌道經濟的支柱——至少在未來幾年內，這可能會進展緩慢。“在可預見的未來，這顯然是一個有限的市場，”洛格斯頓說。為數百萬富翁提供的探險旅遊可能看起來像是一個膚淺且變化無常的支柱，我們夢想的太空探索就懸掛在這個支柱上，但這有一定的道理。資本主義是人類迄今為止設計出的最強大的工具；超越我們地球家園的驅動力是我們最雄心勃勃的專案。實現一個目標的最佳方式可能是搭上另一個目標的順風車。