1. 轟炸機(jī)公司的航天部門(mén),正在給國(guó)際空間站運(yùn)送物資

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        2024-08-06 21:00






















































        訂單搶不過(guò)SpaceX,飛船發(fā)射也交給了SpaceX。

        作者丨臨風(fēng)

        諾斯洛普·格魯曼(Northrop Grumman,以下簡(jiǎn)稱(chēng)“諾格”)是美國(guó)軍火巨頭,大名鼎鼎的B-2隱身轟炸機(jī)就是其代表作。

        但諾格并不只制造殺人機(jī)器,其航天部門(mén):軌道科學(xué)制造的天鵝座貨運(yùn)飛船承擔(dān)著為國(guó)際空間站運(yùn)送補(bǔ)給物資的重任。

        軌道科學(xué)公司成立于1982年,從事人造衛(wèi)星研制與發(fā)射,同時(shí)參與國(guó)家導(dǎo)彈防御系統(tǒng)開(kāi)發(fā),2015年與彈藥公司阿特連合并組成Orbital ATK。

        2018年被諾格約78億美元高價(jià)收購(gòu)后,現(xiàn)在是諾格的第四大業(yè)務(wù)部門(mén)創(chuàng)新系統(tǒng)部門(mén)。

        它是NASA早年間商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)(CRS)項(xiàng)目的重要參與者,在美國(guó)航天領(lǐng)域成績(jī)耀眼。據(jù)數(shù)據(jù),自1982年成立以來(lái),軌道科學(xué)已向商業(yè)、軍事、民用客戶交付150艘航天器,累計(jì)超過(guò)1000年的在軌運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),在小型通訊衛(wèi)星及小型運(yùn)載火箭占有大量市場(chǎng)。

        軌道科學(xué)公司成立42年,是世界上最大的固體火箭制造商,也是國(guó)防導(dǎo)彈、運(yùn)載火箭、通信衛(wèi)星等賽道上的“老大哥”。

        軌道科學(xué)是美國(guó)洲際彈道導(dǎo)彈的大型固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的主要供應(yīng)商。火箭有著名的Minotaur(米諾陶)系列、首枚空射火箭Pegasus(飛馬座)、兩級(jí)運(yùn)載火箭Antares,旗下還有專(zhuān)為CRS服務(wù)的天鵝座宇宙飛船。

        它憑借GEOStar-2衛(wèi)星平臺(tái),軌道科學(xué)成為地球同步軌道(GEO)通信衛(wèi)星的供應(yīng)商,也是低地球軌道(LEO)通信衛(wèi)星的供應(yīng)商,建造和部署了ORBCOMM網(wǎng)絡(luò)。此外,軌道科學(xué)還是成像衛(wèi)星、科學(xué)衛(wèi)星的制造商。

        SpaceX的獵鷹9號(hào)后來(lái)居上,成為小型載荷發(fā)射的勁敵,飛馬座商業(yè)任務(wù)稀少。且在2023年8月,最后一枚Antares230火箭退役告別時(shí)代,天鵝座交由SpaceX發(fā)射。進(jìn)入諾格悉心研制的固體燃料OmegA火箭也未能競(jìng)爭(zhēng)過(guò)SpaceX和ULA而被取消。

        圖源:網(wǎng)絡(luò),2023年最后一枚安塔瑞斯230+火箭成功發(fā)射天鵝座貨運(yùn)飛船

        軌道科學(xué)業(yè)務(wù)范圍廣、根基牢固,并沒(méi)有完全被SpaceX打壓,它讓諾格的國(guó)防訂單穩(wěn)步推進(jìn),在軌道服務(wù)、納米衛(wèi)星市場(chǎng)內(nèi)游刃有余。

        “讓項(xiàng)目在數(shù)年或數(shù)十年里展開(kāi)效果,軌道ATK已表現(xiàn)出非凡的耐心,正如它花費(fèi)數(shù)十年達(dá)到現(xiàn)在的地位”,推進(jìn)工程師Jeffrey評(píng)論,“無(wú)論是設(shè)計(jì)火箭、以舊造新還是月球送貨,軌道ATK似乎總有事可做。”

        據(jù)稱(chēng),諾格正在研制Antares330火箭用于發(fā)射天鵝座飛船。它將使用完全由美國(guó)生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī),第一級(jí)便是7臺(tái)螢火蟲(chóng)公司的米蘭達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī),預(yù)計(jì)于2025年6月首飛,執(zhí)行NG-23天鵝座飛船任務(wù)。

               

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        首發(fā)搭乘飛機(jī)上天的固體火箭

        1990年前后,軌道科學(xué)上市時(shí),產(chǎn)品可謂是令人“眼花繚亂”且創(chuàng)新超前:Orbcomm LEO通信和遙感艦隊(duì)、小型GEO通信和地球觀測(cè)衛(wèi)星、NASA的科學(xué)衛(wèi)星、國(guó)際空間站的貨船等。

        圖源:網(wǎng)絡(luò),軌道科學(xué)時(shí)期的logo

        做火箭,軌道科學(xué)是專(zhuān)業(yè)的,其中三級(jí)固體有翼Pegasus火箭(飛馬座)是它的“成名作”。

        Orbcomm衛(wèi)星通信系統(tǒng)是美國(guó)三大低軌移動(dòng)星座衛(wèi)星系統(tǒng)之一,星座的第一個(gè)軌道面衛(wèi)星就是1997年初用軌道科學(xué)公司的飛馬座火箭發(fā)射入軌。

        他們的創(chuàng)始人并非科班出身,但對(duì)航天充滿情懷,其中創(chuàng)始人David Thompson曾在噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室參與首次火星登陸任務(wù),NASA航天飛機(jī)項(xiàng)目。

        1982年,戴維·湯普森(David Thompson)、布魯斯·弗格森(Bruce Ferguson)和斯科特·韋伯斯特(Scott Webster)三位哈佛商學(xué)院校友共同創(chuàng)立了軌道科學(xué)公司。

        最開(kāi)始的10年間,軌道科學(xué)從NASA處得到了提供四臺(tái)轉(zhuǎn)移軌道級(jí)(TOS)運(yùn)載火箭的合同。在拓展火箭業(yè)務(wù)和制造的過(guò)程中,其收購(gòu)了當(dāng)時(shí)領(lǐng)先的亞軌道火箭供應(yīng)商之一Space Data。

        私人發(fā)射的龐大市場(chǎng)是一片藍(lán)海,軌道科學(xué)瞧見(jiàn)了。前5年,公司熱衷于將LEO通信衛(wèi)星送入軌道,為工業(yè)、交通、能源和政府提供數(shù)據(jù)服務(wù),為ORBCOMM星座埋下種子。據(jù)資料,ORBCOMM是第一個(gè)采用LEO衛(wèi)星星座的全球通信網(wǎng)絡(luò),1994支1999年,軌道科學(xué)建造并部署了35顆衛(wèi)星。

        在這過(guò)程中,軌道科學(xué)的首席工程師Antonio Elias發(fā)現(xiàn)這類(lèi)衛(wèi)星群沒(méi)有成本效益高的發(fā)射能力。

        于是軌道科學(xué)公司從1987年春天開(kāi)始做質(zhì)量小、低成本、使用靈活的空射運(yùn)載火箭,飛馬座火箭。它是軌道科學(xué)研制的通過(guò)空中發(fā)射平臺(tái)發(fā)射的運(yùn)載火箭,即,搭著飛機(jī)發(fā)射的火箭,可以搭載母機(jī)上天,投射飛行到安全距離后點(diǎn)火發(fā)射。

        圖源:businesswire,飛馬座

        在20世紀(jì)80年代,飛馬座這類(lèi)空射火箭之前沒(méi)人做過(guò),科幻電影里倒是有超人托運(yùn)飛機(jī)的場(chǎng)景。

        那他們就從現(xiàn)有資源里“拼”一個(gè)出來(lái)。原本,Hercules(后來(lái)的Alliant)開(kāi)發(fā)了三臺(tái)獵戶座固體發(fā)動(dòng)機(jī),推進(jìn)劑配方、材料和殼體絕緣技術(shù)是為美國(guó)空軍的小型洲際導(dǎo)彈項(xiàng)目開(kāi)發(fā),后來(lái)改為飛馬座火箭服務(wù),其機(jī)翼和尾翼則是由Scaled Composites設(shè)計(jì)。

        飛馬座項(xiàng)目沒(méi)得到任何政府資助,由軌道科學(xué)和大力神航空公司自籌資金研制。NASA提供了轟炸機(jī)里的“常青樹(shù)”B-52改裝而來(lái)的載機(jī),算是贊助。

        1990年4月飛馬座進(jìn)行了首飛,這是美國(guó)第一種由載運(yùn)機(jī)送到高空發(fā)射的運(yùn)載火箭。美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)是飛馬座的第一個(gè)客戶,簽了5次發(fā)射意向,落實(shí)了一項(xiàng),其他4項(xiàng)交給了美國(guó)空軍。

        飛馬座的成績(jī)不錯(cuò),其技術(shù)小組還在1991年獲得美國(guó)總統(tǒng)布什頒發(fā)的國(guó)家技術(shù)獎(jiǎng)?wù)隆?/span>

        因?yàn)轱w馬座的推廣成功,軌道科學(xué)得以進(jìn)行8次太空任務(wù)。根據(jù)NASA的要求,軌道科學(xué)和大力神在1994年開(kāi)發(fā)了飛馬座XL,還買(mǎi)了洛克希德的L-1011號(hào)客機(jī)當(dāng)做母機(jī),命名為“觀星者”。

        圖源:維基百科,飛馬座XL

        截至2021年最后一次飛行,飛馬座共發(fā)射45次,失敗3次。因運(yùn)載能力強(qiáng),發(fā)射成功率高,從飛馬座的600萬(wàn)美元漲價(jià)到飛馬座XL 4000萬(wàn)美元。NASA的ICON任務(wù)為其買(mǎi)單,發(fā)射合同總金額5640萬(wàn)美元。

        1990年,軌道科學(xué)公司進(jìn)行了首次公開(kāi)募股,并開(kāi)始在納斯達(dá)克交易,下轄公司有GeoEye衛(wèi)星公司前身ORBIMAGE及GPS接收機(jī)Magellan。

        20世紀(jì)90年代,軌道科學(xué)在大量收購(gòu)公司,如收購(gòu)Fairchild Space and Defense,收購(gòu)CTA公司,快速進(jìn)入地球靜止軌道通信衛(wèi)星市場(chǎng)。1993年,軌道科學(xué)公司成功進(jìn)行金牛座火箭(現(xiàn)名為Minotaur-C)的首次發(fā)射,它后來(lái)送6顆SkySat衛(wèi)星及4顆Dove CubeSat升上太空。

        圖源:WSJ,金牛座火箭首次發(fā)射

        截至2014年軌道科學(xué)已發(fā)射800多顆衛(wèi)星。他們還有用于行星探索的衛(wèi)星,如2007年發(fā)射的黎明號(hào),目的地是火星和木星之間的主小行星帶。

        后期,軌道科學(xué)不僅能開(kāi)發(fā)軌道觀測(cè)小衛(wèi)星、氣候試驗(yàn)衛(wèi)星等近地軌道衛(wèi)星,在Star2平臺(tái)的基礎(chǔ)上建造中型飛行器,還有一套自己的衛(wèi)星運(yùn)載火箭。據(jù)悉,米諾陶(Minotaur)系列火箭被稱(chēng)為世界最強(qiáng)固態(tài)火箭家族,米諾陶5號(hào)用于發(fā)射人造衛(wèi)星至地球同步軌道、地月轉(zhuǎn)移軌道。

        圖源:NSF,Minotaur-C

        此時(shí),軌道科學(xué)的發(fā)射系統(tǒng)包括運(yùn)載火箭、導(dǎo)彈防御攔截器、目標(biāo)火箭和其他亞軌道火箭。

        一方面,政府和企業(yè)運(yùn)用軌道科學(xué)的飛馬座、金牛座、Taurus、Peacekeeper 運(yùn)載火箭將中小型衛(wèi)星送上天;另一方面,美國(guó)國(guó)防部使用該公司的亞軌道火箭,作為美國(guó)國(guó)防系統(tǒng)的威脅模擬目標(biāo)運(yùn)載火箭和攔截助推器。

        到了21世紀(jì)初,軌道科學(xué)擴(kuò)展導(dǎo)彈防御系統(tǒng)業(yè)務(wù),并得到9億美元的支持,用于開(kāi)發(fā)、建造、測(cè)試和支持?jǐn)r截助推器。

        此外,軌道科學(xué)與美國(guó)導(dǎo)彈防御局(MDA)合作緊密,2003年便開(kāi)始美國(guó)陸軍太空與導(dǎo)彈防御司令部授予的“關(guān)鍵測(cè)量計(jì)劃”獨(dú)家合同,做火箭設(shè)計(jì)、有效接口開(kāi)發(fā)、火箭集成與發(fā)射,并在2009年接下其中程彈道導(dǎo)彈目標(biāo)類(lèi)合同,價(jià)值11億美元。后來(lái),軌道科學(xué)是美國(guó)導(dǎo)彈防御局(MDA)地基中段防御系統(tǒng)攔截助推器的唯一提供商。

        2006年,它完成了成立以來(lái)的第500次任務(wù)。衛(wèi)星、運(yùn)載火箭和空間系統(tǒng)的產(chǎn)品制造,保障了軌道科學(xué)前20年在行業(yè)中的地位和市場(chǎng)中的份額,也成為政府眼中可靠的合作對(duì)象。

                

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        比龍稍“遜”的天鵝

        一份價(jià)值19億美元的往返國(guó)際空間站貨物運(yùn)輸服務(wù)合同,讓軌道科學(xué)迎來(lái)發(fā)展里程碑——開(kāi)發(fā)天鵝座飛船。

        圖源:SpaceNews,NG-11由 Antares 火箭發(fā)射升空

        最近一期NG-20天鵝座貨運(yùn)飛船按照原本路線,為國(guó)際空間站補(bǔ)給物資、科學(xué)研究載荷和航天器硬件,總計(jì)3726千克,??砍?個(gè)月,裝滿飛船垃圾和廢氣設(shè)備后再入大氣層銷(xiāo)毀。

        7月12日,NG-20已完成釋放,進(jìn)入獨(dú)立飛行,為天鵝座21貨運(yùn)飛船騰出對(duì)接口。7月27日,獵鷹9號(hào)也被批準(zhǔn)可以復(fù)飛。也許,這對(duì)于被困國(guó)際空間站的兩名宇航員來(lái)說(shuō),是一個(gè)好消息。

        距NG-20天鵝座發(fā)射的十年前,是天鵝座飛船Orb-1首飛,在空間站停留1個(gè)月后帶著垃圾重返地球,自毀。在太空探索方面,這次成功為政府方采購(gòu)私營(yíng)公司服務(wù)開(kāi)啟了新篇章。

        而天鵝座的研制須追溯到距離其發(fā)射的二十年前。美國(guó)喬治·W·布什總統(tǒng)宣布了太空探索愿景 (VSE),在見(jiàn)證了航天飛機(jī)完成空間站組裝退役后,VSE估計(jì)NASA盡快做好空間站的商業(yè)貨運(yùn)服務(wù)。

        實(shí)際上,在航天飛機(jī)時(shí)代,美國(guó)給空間站運(yùn)貨不需要貨運(yùn)飛船,他們的航天飛機(jī)能輕松拉貨上天。但航天飛機(jī)平均單次發(fā)射成本達(dá)到約7.5億美元,2004年航天飛機(jī)項(xiàng)目宣布結(jié)束,國(guó)際空間站總得有“物流”跑,NASA加大了“外包”力度。

        美國(guó)人記憶里還有一次哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)在2001年失事的慘禍。如果不尋求外力,等到2010年航天飛機(jī)退役,NASA向國(guó)際空間站送150000磅(約68噸)重的貨物誰(shuí)來(lái)送?

        2005年成立的商業(yè)乘員和貨物計(jì)劃辦公室(C3PO)計(jì)劃依靠投資來(lái)開(kāi)發(fā)所需的航天器和火箭,從私營(yíng)企業(yè)購(gòu)買(mǎi)運(yùn)輸服務(wù)??臻g站的貨物補(bǔ)給計(jì)劃分兩步走,一是商業(yè)軌道運(yùn)輸系統(tǒng)(COTS)計(jì)劃,二是商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)(CRS)計(jì)劃。

        圖源:NASA

        起初,2006年贏得COTS合同的是SpaceX和Rocketplane Kistler(RpK),RpK是更早的想研發(fā)全復(fù)用火箭的玩家,但沒(méi)融到錢(qián),NASA停止跟它的合作,在2008年轉(zhuǎn)向了軌道科學(xué)公司,簽署了SAA協(xié)議。

        據(jù)2008年12月合同,NASA向軌道科學(xué)公司提供了19億美元,要求其必須在2016年之前用天鵝座宇宙飛船運(yùn)送8次,多達(dá)20噸的貨物到國(guó)際空間站。

        天鵝座飛船包括加壓貨艙和服務(wù)艙兩部分,分別由意大利著名的航天器公司Thales Alenia Space和軌道科學(xué)公司建造,能兼容多種運(yùn)載火箭。軌道科學(xué)公司甚至還開(kāi)發(fā)了兩極安塔瑞斯Antares火箭,一種一次性使用的運(yùn)載系統(tǒng)。

        2013年4月,Antares火箭完成試射,當(dāng)年9月,天鵝座飛船Orb-D1的首次飛行,也是COTS項(xiàng)目的最后階段順利完成。天鵝座COTS演示任務(wù)Orb-D1和CRS Orb-1成功后,Antares火箭和天鵝座飛船順利履約。

        此時(shí),天鵝座飛船的項(xiàng)目合作伙伴,同時(shí)也是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的SpaceX龍飛船出現(xiàn),它也需向ISS提供12次補(bǔ)給,SpaceX談的價(jià)格比軌道科學(xué)便宜,12次補(bǔ)給16億美元。

        但在2014年,軌道科學(xué)悲喜交加。2014年1月,天鵝座飛船成功發(fā)射,軌道科學(xué)成為繼SpaceX后又一家給空間站送貨的私營(yíng)企業(yè),而在那年10月,天鵝座飛船搭載自研的Antares火箭第三次發(fā)射,升空后6s發(fā)生爆炸,不僅船箭盡毀而且重創(chuàng)了發(fā)射臺(tái),損失船上2200公斤的補(bǔ)給物資。

        圖源:NASA,2014年10月28日Antares火箭升空后不久發(fā)生故障

        有文章分析,這是因?yàn)锳ntares火箭設(shè)計(jì)液體火箭研制經(jīng)驗(yàn)不足,一二三級(jí)火箭如同“拼湊”,以及飽受爭(zhēng)議的前蘇聯(lián)“NK-33”發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)致的失敗。

        在2015年2月軌道科學(xué)買(mǎi)了“經(jīng)驗(yàn)包”,它與ATK(Alliant Technologies)的航空航天和國(guó)防集團(tuán)合并,后者最出名的是航天飛機(jī)制造固體火箭助推器,他們成立了一家價(jià)值45億美元的新公司,改名為軌道ATK。好巧不巧,ATK的前身便是Hercules Aerospace,也就是與軌道科學(xué)合資開(kāi)發(fā)飛馬座的公司。

        圖源:維基百科,軌道ATK logo

        盡管天鵝座飛船的光芒逐漸被如日中天的龍飛船掩蓋,但軌道ATK在衛(wèi)星加油、火箭助推器、國(guó)防導(dǎo)彈方面仍占有一席之地。在2016年,軌道ATK要發(fā)展新一代精確武器、新型運(yùn)載火箭和商業(yè)在軌服務(wù)。

        據(jù)統(tǒng)計(jì),此前軌道科學(xué)占有40%的軌道市場(chǎng),55%的小型通訊衛(wèi)星市場(chǎng)和60%的小型運(yùn)載火箭市場(chǎng)。

        合并之后,軌道ATK的業(yè)務(wù)再次拓寬,分為飛行系統(tǒng)部門(mén)(FSG)、國(guó)防系統(tǒng)部門(mén)(DSG)及太空系統(tǒng)部門(mén)(SSG)。據(jù)其2017年第四季度財(cái)報(bào),國(guó)防系統(tǒng)訂單占全年總額49%。軌道ATK還在2017年拿下任務(wù)成功率100%的佳績(jī)。

        圖源:business wire

        軌道ATK CFO Garrett E. Pierce表示:“回顧合并后的3年,公司超額完成2015年初指定的15%年復(fù)合增長(zhǎng)率和累計(jì)10億美元自由現(xiàn)金流目標(biāo)?!?/span>

        早在2010年,軌道科學(xué)宣布5500萬(wàn)美元收購(gòu)?fù)ㄓ脛?dòng)力旗下的衛(wèi)星系統(tǒng)分布,Specturm Astro,保留所有員工。此次交易,反而增加7000萬(wàn)美元收入,提高了2010年的收入總額,2011財(cái)年收入達(dá)到13.5億美元。

        同年,軌道科學(xué)又有一個(gè)前瞻視角,它提出了“任務(wù)拓展飛行器”的概念,研發(fā)了MEV-1在軌延壽飛行器,國(guó)際通信衛(wèi)星公司成為首家客戶。MEV-1在2019年發(fā)射,在2020年2月為Intelsat-901通信衛(wèi)星對(duì)接加注燃料,延壽5年。雖然這項(xiàng)服務(wù)按年購(gòu)買(mǎi)是1300萬(wàn)美元,但比造新衛(wèi)星并發(fā)射的成本要低。

        不僅如此,NASA在新一輪太空計(jì)劃中開(kāi)發(fā)太空發(fā)射系統(tǒng)(SpaceLaunchSystem,簡(jiǎn)稱(chēng)SLS),火箭系統(tǒng)由液體主火箭和固體火箭助推器組成,拿下SLS超級(jí)火箭兩個(gè)關(guān)鍵助推器系統(tǒng)的就是軌道ATK。其飛行系統(tǒng)事業(yè)部負(fù)責(zé)SLS固體火箭助推器和發(fā)射中止系統(tǒng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī),軌道ATK也算干回了老本行。

        軌道ATK為NASA的SLS研制的大型固體火箭助推器,每個(gè)推力可達(dá)約1633噸,與SpaceX用于液體燃料的猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)相比各有千秋。2022年,推遲16次首飛時(shí)間的SLS火箭終于發(fā)射成功。

        國(guó)防導(dǎo)彈方面,2016年的軌道ATK仍獲美國(guó)導(dǎo)彈防御局青睞,贏得提供中程目標(biāo)火箭新合同,支持導(dǎo)彈防御系統(tǒng)測(cè)試,總價(jià)值4億美元。

        綜合來(lái)看,盡管軌道ATK雖有軍方和NASA合同養(yǎng)著,后期也在更新天鵝座貨運(yùn)能力,但太空系統(tǒng)是其關(guān)鍵業(yè)務(wù),一次性運(yùn)載火箭發(fā)射價(jià)格居高不下,它需要一支更強(qiáng)的支撐力量來(lái)越過(guò)挫折。

        不久后的軌道ATK,宣布被諾格公司收購(gòu)。2017年9月,諾格宣布將以92美元的價(jià)格收購(gòu)軌道ATK,按照交易條件,諾格將支付78億美元現(xiàn)金,并承擔(dān)對(duì)方14億美元的債務(wù),2018年6月完成溢價(jià)收購(gòu)。

        這開(kāi)了個(gè)頭,美國(guó)的航天工業(yè)迎來(lái)大型并購(gòu)潮,多的是軍工巨頭與航天航空公司的合并。2019年中,L3和Harris完成并購(gòu),2020年洛克希德·馬丁斥資44億美元收購(gòu)Aerojet Rocketdyne(洛克達(dá)因)。聯(lián)合技術(shù)220億美元收購(gòu)Rockwell Collins后拆分重組,后又與雷神談成了并購(gòu)交易。

        收購(gòu)?fù)瓿珊?,兩者?qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。軌道ATK成為諾格公司的創(chuàng)新系統(tǒng)公司(NGIS),作為第四個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén),銷(xiāo)售額約為300億美元,補(bǔ)齊了諾格航天資產(chǎn)。

        而且這讓諾格成為美國(guó)大型固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的主要供應(yīng)商,在該市場(chǎng)占有絕對(duì)的主導(dǎo)地位。2020年9月,美國(guó)空軍授予諾格一份133億美元的合同,用于研發(fā)地基戰(zhàn)略威懾(GBSD)洲際彈道導(dǎo)彈。這份競(jìng)標(biāo)沒(méi)有敵手,波音都主動(dòng)退出。

        圖源:SpaceNews,諾格固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線

        雖然已有諾格做背后勢(shì)力,可天不遂人愿,軌道ATK在SpaceX的競(jìng)爭(zhēng)中栽了跟頭。

        為實(shí)現(xiàn)幫助美國(guó)軍方發(fā)射衛(wèi)星的計(jì)劃,軌道ATK在2018年宣布正在開(kāi)發(fā)固體燃料OmegA火箭,旨在與ULA Vulcan和SpaceX獵鷹9號(hào)爭(zhēng)搶美國(guó)空軍的發(fā)射合同。

        圖源:Twitter

        那時(shí)軌道ATK沒(méi)有現(xiàn)成的EELV級(jí)性能火箭,手上有很多頂配硬件,如德?tīng)査?增壓器的升級(jí)版。他們開(kāi)發(fā)多年,加大利用資源投入,但這場(chǎng)“拼裝”沒(méi)有飛馬座那么幸運(yùn),在2020年,軌道ATK沒(méi)能獲得NSSL-2合同,敗績(jī)之下,諾格停止了OmegA火箭的研發(fā)。

        圖源:NSF,第四支火箭是軌道-ATK NGL(OmegA)

        飛船方面,大家調(diào)侃其是一只比“龍”稍遜的“天鵝”。

        2015年6月發(fā)射的獵鷹9號(hào)也慘,不到2分鐘時(shí)間出門(mén)即爆炸,好在同年年底實(shí)現(xiàn)了助推器的首次成功著陸,開(kāi)啟火箭回收計(jì)劃。同時(shí),從2015年底開(kāi)始,軌道ATK推出增強(qiáng)型天鵝座,內(nèi)部容積增加50%,可以運(yùn)載更多貨物。

        在2016年新型運(yùn)載火箭的計(jì)劃里,軌道ATK的湯普森表示:“現(xiàn)在討論可重復(fù)使用能力還為時(shí)過(guò)早”,相反他們更多地在改進(jìn)運(yùn)載能力。他們?yōu)锳ntares火箭選中了成熟的俄制發(fā)動(dòng)機(jī)RD-181(Atlas V用的是RD-180),讓Antares -230火箭的近地軌道運(yùn)力達(dá)到6.5噸。

        SpaceX助推器實(shí)現(xiàn)可回收后,明顯比軌道ATK更“厚道”了,不僅成本低還實(shí)現(xiàn)了運(yùn)載貨物返回,龍飛船可復(fù)用且上行3噸下行2噸。

        從發(fā)射記錄來(lái)看,改進(jìn)后的Antares -230火箭發(fā)射沒(méi)有再失誤,而無(wú)論是Antares100還是Antares200系列,發(fā)射成本都昂貴,除政府合同外沒(méi)有接過(guò)商業(yè)發(fā)射訂單。

        據(jù)消息,2016年軌道ATK結(jié)束“旋風(fēng)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”(CYGBSS)8顆衛(wèi)星的發(fā)射后,飛馬座火箭也基本上沒(méi)有攬到其他業(yè)務(wù)。在2019年NASA甚至將“成像X射線偏振測(cè)量器”(IXPE)的發(fā)射合同交給了獵鷹9號(hào),這個(gè)合同與由飛馬座發(fā)射的ICON項(xiàng)目體量相當(dāng)。

        雪上加霜的是,因地緣政治影響,美國(guó)想擺脫俄制發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴。尤其是在俄烏沖突爆發(fā)后,諾格決定不再采購(gòu)俄制火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。2023年,Antares火箭230系列謝幕退出,天鵝座飛船送別最后一枚Antares火箭230+火箭。

        因與330火箭研制的空窗期,諾格需外包發(fā)射服務(wù),后期天鵝座飛船的發(fā)射將由獵鷹9號(hào)承運(yùn)。加上ULA的“宇宙神5”,天鵝座成為搭載火箭類(lèi)型最多的飛船。

        隨著商業(yè)航天公司在低成本發(fā)射上“卷”出新花樣,軌道ATK壓力不小。

        太空運(yùn)輸方面,諾格和軌道ATK的天鵝座飛船(上行3.5噸,無(wú)下行)可能將面臨如小型航天器的Sierra Space航天飛機(jī)(加壓艙5噸,下行1.85噸)的競(jìng)爭(zhēng)。衛(wèi)星發(fā)射方面敵不過(guò)SpaceX,星鏈Starlink及“拼車(chē)”任務(wù)的執(zhí)行,幾乎收攬了其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的發(fā)射生意。

        預(yù)計(jì)在8月3日,軌道ATK的天鵝座第21次飛行發(fā)射還將由SpaceX執(zhí)行。推進(jìn)工程師Jeffrey L. Smith表示:“未來(lái),天鵝座飛船將是NASA重返月球的計(jì)劃中的一部分,也就是地月空間的太空站Deep Space Gateway”。

             

        03
        商業(yè)航天學(xué)會(huì)賺錢(qián)

        軌道ATK是由NASA的訂單一手扶植起來(lái)的老牌航天公司,既有資源實(shí)力又能在發(fā)射服務(wù)、衛(wèi)星制造、衛(wèi)星服務(wù)上自主運(yùn)營(yíng),但發(fā)射服務(wù)缺少如同SpaceX打造商業(yè)創(chuàng)新、客戶需求為主的業(yè)務(wù)市場(chǎng)。其發(fā)射成本下不來(lái),小公司買(mǎi)不起,大公司很猶豫。

        通俗來(lái)講,不同于傳統(tǒng)航天發(fā)射或成功制造了“大國(guó)重器”,商業(yè)航天的價(jià)值導(dǎo)向還將指向賺錢(qián),降低成本努力創(chuàng)新,技術(shù)和利益兩手抓。

        以火箭復(fù)用技術(shù)為例,2015年前后,軌道ATK和SpaceX在貨運(yùn)任務(wù)中前后腳“爆炸”,SpaceX和ULA選擇將可重復(fù)使用能力集成到火箭中。軌道科學(xué)按履約標(biāo)準(zhǔn)將美國(guó)空軍投入的5000萬(wàn)美元和自己的3000萬(wàn)美元投入到新型運(yùn)載火箭中去,對(duì)火箭翻新、重復(fù)部件的經(jīng)濟(jì)意義存疑。

        圖源:《金融時(shí)報(bào)》,軌道科學(xué)第四次貨運(yùn)任務(wù)推遲

        軌道ATK認(rèn)為可復(fù)用的方式不止一種,消耗性火箭也能與新一代可復(fù)用火箭競(jìng)爭(zhēng)。據(jù)The Space Review,軌道科學(xué)花了數(shù)年時(shí)間研究NGL,一款不可復(fù)用的火箭。它從選擇最實(shí)惠的上級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)、節(jié)省推進(jìn)劑燃料、用一次性復(fù)合材料替換航天飛機(jī)SRB(固體火箭助推器)重復(fù)使用的鋼殼等方面降低總成本。

        NGL(后來(lái)的OmegA)是參與EELV(美國(guó)漸進(jìn)型一次性運(yùn)載火箭計(jì)劃)的積極參與者。軌道ATK為此與美國(guó)空軍空間和導(dǎo)彈系統(tǒng)中心簽署了合作研發(fā)協(xié)議,連發(fā)射場(chǎng)都定好了,堅(jiān)信能拿下合同,但最終慘敗被遺憾取消。

        圖源:維基百科,OmegA概念圖

        對(duì)兩家公司而言,解決火箭復(fù)用技術(shù)水平也許相當(dāng),而SpaceX選擇了先進(jìn)技術(shù)為賺錢(qián)服務(wù)。

        近年,穩(wěn)定的國(guó)防訂單外,軌道ATK逐步在應(yīng)用端上打開(kāi)新思路。它是近年軌道服務(wù)和納米衛(wèi)星的市場(chǎng)中主要參與者,2018年,軌道ATK獲得了國(guó)際通信衛(wèi)星的第二份合同,讓MEV-2繼續(xù)做延壽服務(wù)。

        圖源:科學(xué)空間,2021年4月MEV-2與用戶衛(wèi)星成功對(duì)接

        NASA以COTS、CRS等一攬子計(jì)劃以近地軌道的競(jìng)爭(zhēng)讓軌道ATK、藍(lán)色起源、SpaceX、內(nèi)華達(dá)山脈等公司為了賺錢(qián)“卷”出技術(shù)新水平,為完成“重返月球”、“星際探索”等大目標(biāo)服務(wù)。

        在有明確的政策扶持和市場(chǎng)需求后,我國(guó)的商業(yè)航天這兩年不遑多讓?zhuān)言谏虡I(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈的材料組件、衛(wèi)星制造、火箭制造、衛(wèi)星發(fā)射、地面設(shè)備、衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)、衛(wèi)星服務(wù)等領(lǐng)域遍地開(kāi)花。

        我國(guó)在衛(wèi)星制造、火箭發(fā)射、衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)、衛(wèi)星應(yīng)用等方面由國(guó)家隊(duì)領(lǐng)航,其中民營(yíng)火箭發(fā)射將成為重要力量。2024年規(guī)劃發(fā)射100次,民營(yíng)商業(yè)公司預(yù)計(jì)將達(dá)到24次。

        據(jù)美國(guó)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SIA)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,地面設(shè)備及衛(wèi)星服務(wù)是航天產(chǎn)業(yè)率先商業(yè)化的環(huán)節(jié)。其中,主要面向C端用戶的地面設(shè)備領(lǐng)域是我國(guó)民企積極參與的場(chǎng)景,有震有科技、中通國(guó)脈、海格通信、華力創(chuàng)通等。

        不過(guò)現(xiàn)狀距離商業(yè)航天2.0還有一定差距。據(jù)睿獸分析數(shù)據(jù)顯示,2021—2024年Q1商業(yè)航天完成331個(gè)融資事件,已披露融資金額360.48億元,早期投資事件占62%,大量商業(yè)航天企業(yè)還處于行業(yè)發(fā)展早期。

        盡管我國(guó)商業(yè)航天起步較晚,從2015年成立第一批商業(yè)航天企業(yè)至今未滿10年,但已有步履不停的進(jìn)步和技術(shù)突破。

        正如我們的目標(biāo):“讓商業(yè)航天成為傳統(tǒng)航天破局新引擎?!?/span>

        >End


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        本文轉(zhuǎn)載自“創(chuàng)業(yè)邦”,原標(biāo)題《轟炸機(jī)公司的航天部門(mén),正在給國(guó)際空間站運(yùn)送物資》。
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        充滿激情的新時(shí)代,

        充滿挑戰(zhàn)的新疆域,

        與踔厲奮發(fā)的引領(lǐng)者,

        卓爾不群的企業(yè)家,

        一起開(kāi)拓,

        一起體驗(yàn),

        一起感悟,

        共同打造更真品質(zhì),

        共同實(shí)現(xiàn)更高價(jià)值,

        共同見(jiàn)證商業(yè)航天更大的跨越!

        ——《太空與網(wǎng)絡(luò)》,觀察,記錄,傳播,引領(lǐng)。

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