发布时间:2024-11-07 19:12:08    次浏览
未来,当地球逛腻了,你想去一趟太空。此时,你需要一张去太空的“船票”,事先定好太空酒店,以及一套能在太空行动自如的宇航服。
这科幻电影一般的业务,正由美国一家叫Axiom Space的私营公司变成现实。
Axiom Space是美国一家私人太空基础设施开发商,其愿景是“世界上第一个商业太空站”,专为私人和国家宇航员设计,重新构想了人类在低地球轨道上的生活和工作方式。
Axiom Space最为出名的是商业空间站的建设,也就是在太空供以人类栖息的“商务酒店”。
2020年1月,Axiom获得了NASA的合同,给国际空间站建造第一个商业模块。
据透露,Axiom第一个空间站组件将连接到国际空间站Harmony模块的前端口,作为该公司其他架构的跳板。预计2026年推出第一个模块,2030年之前完成最后的热动力模块安装。
他们还打造下一代宇航服,用于近地轨道、月球及更远的探索任务。2023年其完成C轮融资时,Axiom表示其拥有超过22亿美元的客户合同,其中价值最高的是宇航服舱外机动装置 (AxEMU) 的开发合同。
此外,Axiom还提供“出行”服务。Axiom Space使用SpaceX的龙飞船执行私人宇航员任务,在2024年2月9日, Ax-3的4名宇航员安全离舱后,Axiom Space已完成3次私人太空飞行任务。同时,NASA宣布已和Axiom Space签署订单,将第4次派遣私人宇航员前往国际空间站。
Axiom的创始团队一半以上是NASA资历深厚的员工,且与国际空间站任务关系紧密。它与NASA的公私合作具有天然优势,签下商业空间站、私人宇航员、舱外宇航服订单。
8月9日,任职8年的Mike Suffredini卸任CEO一职转至董事会,由Kam Ghaffarian担任下一轮CEO直到新的替代者出现。这是一个有趣的转折点,科技记者Tim Fernholz评价,47年前Ghaffarian从伊朗移民至美国,多次创业推动美国商业航天创新,现年66岁的他仍具有太空热情。
Real Engineering分析表示,为了让商业航天工业在近地轨道蓬勃发展,就必须有可行的经济存在,而NASA研究并确定的最有前途的行业是娱乐业和微重力制造业,以及其他潜在盈利空间。
打地基是首要任务,蓝色起源的轨道礁、Nanoracks等研发的Starlab、诺格主导的自由飞行商业目的地,这三项是NASA资助的开发商业空间站和太空商业“目标地”的计划。
NASA的计划把钱省在了刀刃上。2025年前,私企和NASA协调和设计“目的地”,满足政府和私营部门潜在的商业近地轨道潜在需求。和美国私企合作,让他们来建造商业太空站,NASA省下来的钱可以用于登月计划、火星计划。与此同时,NASA计划购买太空站的商业服务,拿来作为宇航员的训练基地。
他们的目的很直接,“和私营企业合作,我们向ISS运送货物,护送美国宇航员。
在这个基础上,我们想要开发供人类在太空参观、生活、工作的‘目标地’,引领太空的商业化活动”,NASA的局长Bill Nelson说。
在他们的设想中,空间站的共享基础设施可以接待学术、政府、商业客户,满足住宿、公用设施、“停车场”(交通对接口)的需要。
NASA每年要花约30亿美元在国际空间站国际空间站,包括运输宇航员、系统运行和空间站维护。随着设备老化和关键部件受损,每年的维护费用在逐年攀升,让其“退休”是NASA节省预算的方案,对此有充分的计划。
例如商业公司用充气类的模块代替金属制造的空间,建造成本将大幅降低。蓝色起源与Sierra Space就用了这个概念,合作开发轨道礁空间站充气式舱段。
实际上,NASA早已使用过私营企业的充气式太空舱。美国平价套房连锁店老板创办的航空公司Bigelow早在2006年、2007年搭载俄罗斯Dnepr火箭发射了可充气原型飞船 Genesis 1、 Genesis 2进入太空,其设计目的是给空间站提供额外的存储空间。
这两艘原型船是BEAM(Bigelow可扩展活动模块)的前身。BEAM的出现最初是回应2010年NASA的公告,目的是帮助国际空间站的美国舱段进行技术验证。
原本,Bigelow应是积极参与商业太空站模块建设的主要选手,而它计划部署的B330模块(更大的居住舱)迟迟没能发出。2019年时,NASA提出了NextSTEP-J计划。该项目公私合作,旨在刺激商业航天发展需求。可惜的是,Bigelow于2020年初裁掉所有员工,倒闭在新冠疫情的寒潮中。
于是,Axiom Space成为NextSTEP-J招标唯一入选的提案。国际空间站将在2030年左右脱离轨道,NASA计划将近地轨道的使用权移交到私营手中,乔治华盛顿大学教授John Logsdon表示:“Axiom Space是第一个为这一转型做好准备的私营企业。”
Axiom Space的商业空间站不是充气式,但也主打降低成本。据《福布斯》消息,他们希望更多地使用现有的太空设备制作原型舱,预计打造该商业空间站的成本约15亿美元,低于NASA维护国际空间站的费用。
2020年2月,NASA授予Axiom一份固定价格合同,最高潜在价值1.4亿美元,订购期最长7年,要Axiom至少提供一个可居住的商业舱,以连接到ISS。
与前述蓝色起源、诺格的空间站不同,Axiom空间站有自己的“特权”。据官网,Axiom Space是目前唯一一家有权将模块连接到国际空间站的公司。按计划,Axiom的模块将连接到供给商业舱使用的Harmony对接端口。NASA将继续开放该空间站用于商业用途。
官网显示,Axiom Station由四个步骤组成,Ax-H1、Ax-H2、Ax-RMF、Ax-PTM,H1是具备科学研究和居住功能的区域,能容纳4名宇航员。H2与H1功能一致,大小是H1的2倍。后两者分别是先进的研究制造区和环境扩展(环境控制、生命维持、存储和有效载荷等),连接到Axiom专用的太阳能电池板阵列。
Axiom空间站设置了很酷的“地球观测台”,安装在H2底部。它是一个全玻璃的圆顶,容纳约1人去360°观赏地球和外太空。
值得一提的是,空间站内乘员住宿部分的设计非常温馨,设计师Philippe Starck表示,这是蛋形结构,象征鸟巢一般舒适。ng28登录墙上数百个颜色不断变化的纳米LED将像白天和夜晚的颜色变换,调节乘员生物节律。
在Axiom Station中,NASA看好的娱乐业、微重力制造都有机会施展。
电影摄影棚搭上太空。据The verge,2022年1月,一家名为Space Entertainment Enterprise(简称SEE)宣布与Axiom合作,声称将制作Tom Cruise的未命名电影,SEE的计划建立首个太空电影工作室和体育馆,将自己的模块SEE-1连接到Axiom Station上,提供给想要在太空拍电影或者直播的人。
Axiom Station的研究区便提供近地轨道独特的微重力环境。“微重力代表了珍贵的资源,在这里可能有医学突破和材料突破”,Axiom Space总裁Matt Ondler介绍Axiom空间站时表示。据了解,在ISS中,消除沉淀、对流的影响,制作高难度密度元素的合金有巨大潜力。
据悉,Axiom空间站计划是将航天器模块单独发射到轨道上组装,先连接到ISS,再在ISS退役之前拆卸其模块作为Axiom Station独立运行。
目前Axiom正在与ISS的主要供应商之一,泰雷兹阿莱尼亚宇航公司(Thales Alenia Space)合作,Axiom 空间站的第一个模块的主要结构正在进行焊接和加工,为2026年发射第一部分做准备,之后每年Axiom都会交付一个新的模块,预计在2020年代后期完成空间站建设。
美国参与商业空间站项目竞标的公司并不少,Axiom Station却能成为唯一一个有权限连接在ISS上的商业空间站。YouTube的The Space Race频道将Axiom Space描述为“Nepo baby”,也就是俗语中的“关系户”。
Michael T. Suffredini,获得过美国总统功勋奖章等荣誉,这位为NASA工作30余年的“老伙计”,是2005年至2015年期间的国际空间站项目经理,亲自监督了国际轨道实验室的开发和运行,并领导了国际空间站项目从组装、投入研究再到商业化的过程。
联合创始人Kam Ghaffarian则是NASA商务合作的老朋友了,他是一位航天企业家,活动轨迹遍布行业。其1994年创立的SGT是NASA第二大工程服务承包商,今年他手下的Intuitive Machines成为第一家登录月球表面的私营企业。
团队的其他成员无一例外是来自NASA、波音、Quantum的前高管,几乎都在美国商业航天领域有丰厚工作经验。其中还包括美国宇航学会和国家研究学会的会员Mary Lynne Dittmar博士,以及3名宇航员。
而且,Axiom的领导班子与国际空间站关系匪浅。除了Michael外,Axiom内部还有几个ISS项目的骨干,如曾领导ISS、猎户座飞船、波音星际客机等项目载人航天任务的Allen Flynt,前NASA宇航员办公室主任、ISS首位女性指挥官Peggy Whitson,以及负责ISS所有战略规划研究的Christian Maender。今年3月刚从JAXA退休的国际空间站项目经理、资深宇航员若田光一也加入了Axiom Space,担任亚太区CTO。
“在过去十年中负责国际空间站的那批人,放弃了公共部门职位转向商业化公司,以便将专业知识延续到下一个十年”,The Space Race评价,NASA和Axiom的合作状态将会非常自然。
由于背景实力过硬,Axiom成为将私人宇航员送到国际空间站的首家私营企业,为私人宇航员(包括个人和政府资助的宇航员)执行端到端的载人任务。截至目前,Axiom已完成3次私人飞行任务,每次送4名机组成员登上空间站,第四次任务Ax-4已经发布公告。
去一次太空不便宜,NASA的CCP合同里,SpaceX载人是5500万美元的价格。
据CNN,Ax-1的Larry和Mark支付了约5500万美元的“车费”以进入轨道。虽然Axiom未透露任务价格细节,但其与NASA、SpaceX达成合作提供培训服务、使用培训设施,教练、硬件和安全认证等服务也是收费项目。如,Ax-1乘员去之前还要进行为期17周的培训和行程规划。
在Ax-1任务执行前,《》指出,NASA向每位乘客收取预计350万美元(2019年)访问费,用于轨道实验室停留期间的食物、储存和通信。这其中,还不包含特殊设备使用的花销。
据《》,维珍银河、蓝色起源等公司也有载人飞行的太空收费项目,其中维珍开的价格是约25万美元。只不过,他们不将人送入轨道,而是进入太空边缘,在乘客感受几分钟失重感后返回。
Axiom提供能登上国际空间站的太空旅行,SpaceX是它雇好的“出租车”。据CNBC,2021年6月,Axiom Space宣布与SpaceX达成协议增加3次国际空间站载人飞行,Ax-1至Ax-4共计4次任务由猎鹰9号火箭和载人龙飞船发射。
第一次任务Ax-1对Axiom来说意义重大,同时,这代表着第一次真正意义上的“私人宇航员任务”。NASA定义“私人宇航员任务”是完全由私人赞助的、完全商业化的、在商业运载火箭上进行的太空任务,送人到太空站旅游、商业研究或进行经批准的商业活动。
参加Ax-1由4名机组成员组成,一位前NASA宇航员担任专业的指挥官,带着3个付费乘客。这位专业人士便是Michael López-Alegría,Axiom的首席宇航员,保持着NASA舱外活动(EVA)累积活动时间最多的记录。同时,他当时也担任着Axiom的发展副总裁的头衔。
其他3人完全是私人公民,但都非常有钱,对太空有毕生的热情。一个是美国房地产康纳集团的合伙人Larry Connor,一个是加拿大投资机构Mavrik Corp的CEO Mark Pathy,还有一位是以色列商人兼战斗机飞行员Eytan Stibbe,他是以色列第一位宇航员Ilan Ramon的挚友,后者在2003年哥伦比亚号航天飞机失事中去世。
Ax-1于2022年4月8日发射,实际逗留时间达到17天,在国际空间站协助进行二十多项科学实验,于同年4月25日在大西洋顺利着陆返航。
“实际上,Axiom机组成员的到来对ISS专业机组人员的日常工作产生了比预期更大的影响”,Ax-1结束后,航空安全咨询小组Helms在会议上透露。
因此,每次任务都会有一位经验丰富的前NASA宇航员带队,这是Axiom提供的专有配置。一是保障私人任务的安全性,二是在太空中指导经验不足的私人宇航员在精确的时间表里完成任务。“首先,客户肯定不想和没上过飞船的人同行,其次,NASA更愿意让熟手驾驶飞船。”,Michael说。
后来,NASA借鉴Ax-1的任务经验,在2022年8月的招标通知里表示,要求所有前往ISS的私人载人任务都有一名退休的NASA宇航员领导。
Ax-1任务的成功也具有商业价值。Axiom在2021年1月宣布将执行第一次私人宇航员任务时,就收到了来自C5 Capital领投,Alumni Ventures、Prime Movers Lab等众多医疗VC、生物机构的1.3亿美元融资,估值达到10亿美元,成为独角兽。任务成功后,Boryung Pharmaceutical,韩国的医疗保健公司领投了5000万美元。
Ax-2是去年5月21日发射的私人宇航员任务,由Axiom当时的载人航天飞行主管Peggy Whitson带领1名飞行员、2名任务专家进行,Peggy也成为首位私人宇航员任务的女性指挥官。
相较Ax-1,NASA汲取了前一次的经验教训,更新规则以免私人宇航员妨碍常规宇航员。Ax-2的机组成员进行了微重力条件下的科学实验,并于2023年5月31日返回着陆。
Ax-3的消息接踵而至。2023年9月,Axiom宣布了Ax-3的消息,这一次任务是欧空局赞助的首次商业航天任务,也是有史以来第一次全欧洲商业宇航员前往国际空间站。2024年1月18日,Ax-3发射,意大利、土耳其和瑞典在欧空局(ESA)的支持下联合开展Ax-3任务。
这次的任务机组成员都有军事飞行员的背景,指挥官是Ax-1的Michael。这次的乘员较上次更专业,有已经进行过太空飞行的意大利空军Walter Villadei、首位土耳其私人宇航员Alper,及瑞典项目宇航员Marcus Wandt,他们在ISS上进行了30多项科学实验,实际持续时间21天,2月9日溅落大西洋返航。
“在我看来,让外国宇航员执行商业任务是新的开始,由美国私营部门扩大这一机会,与美国外交利益非常互补”,乔治华盛顿大学太空政策研究所所长Scott Pace表示。
8月5日,Axiom Space正式预告了Ax-4任务,将与印度(印度空间研究组织ISRO)、波兰(欧洲航天局ESA)以及匈牙利合作,在Axiom任务4(Ax-4)中,将三名国家宇航员送往空间站轨道实验室。这次带队的是Peggy,她将带领印度飞行员Shukla、波兰任务专家Uznański和匈牙利任务专家Kapu登上空间站。
Axiom Space有合同的权限,它能带客户去国际空间站“旅游”,而其他公司能送达的地方也许就是大气层外。国际空间站这一块,Axiom Space几乎垄断。
从历次商业载人项目来看,Axiom Space被NASA选中承接PAM(私人宇航员)任务时基本上没有敌手,获得了目前所有四项PAM机会,用于执行前往国际空间站的短期任务。据报道,Axiom还是第二个PAM的唯一竞标者。
在PAM项目中,双方互利。Axiom通过特定任务订单从NASA获得日常在轨资源、存货和机组人员补给等。对此NASA有个明确的价目表,例如食品2000美元/每人每天,乘员物资40-1500美元/每人每天(2021年价格)。另外,Axiom还需在规定时间内完成NASA规定的科学研究,带回科学样本等。
而Axiom从任务合作中能扩大与国家、学术界、实体商业和新兴产业的接触范围,以展示和测试微重力新技术。做近地轨道的太空旅游,没有比NASA更好的招牌效益。
商业载人航天是一块香“饼”,不是完全没有公司来抢。据SpaceNews,今年2月,同样在开发单模块空间站的Vast Space公司计划竞标未来第五次和第六次的PAM任务。
此外,Vast还打算竞标CLD(商业低地球轨道目的地)第二阶段任务,与Axiom正面刚。Vast有一定的底气,它在去年获得了NASA的 CCSC-2(商业太空能力合作-2)协议,与其同期的有蓝色起源、SpaceX、诺格等。
在太空想出舱旅游还有一项必要基础设备,舱外太空服。据《中国航天报》描述,舱外航天服可以被看作是一艘小的宇宙飞船,一件衣服里有温度控制、供氧、宇宙射线防护层等设备。这类航天服价格昂贵,20世纪70年代的NASA宇航服每件约1.5亿美元,而美国xEMU(EMU,舱外机动单元)造价可能达到5亿美元。
据分析,美国的EMU舱外航天服已是“老古董”,设计寿命15年,累计使用25次后回地面维修一次,如今已经在超期使用,缝缝补补又一年。在2022年,NASA暂停所有出舱任务并对舱外航天服翻新维修。
早在21世纪初,NASA就有计划研发新一代舱外宇航服,然而进度太慢,其2024年11月之前交付2套舱外服的目标还将继续推迟,迫于压力外包给商业公司。因开发商业空间站涉及太空行走,Axiom也有计划给商业客户打造太空服,这与NASA打造新一代太空服的计划一致。
图源:SpaceX,Ax-1到Ax-3的任务,机组成员穿的都是SpaceX的宇航服
Axiom在2022年9月顺理成章地获得NASA舱外活动服务(xEVAS)合同12.6亿美元的首个订单。据公告,这份订单价值2.28亿美元,订购期为10年,要求Axiom开发下一代宇航员太空服,支持Artemis登月计划。在这个计划里,NASA还选择了老牌航天Collins Aerospace开发国际空间站宇航服,价值9720万美元。
图源:Space News,图一为Collins月球宇航服概念,图二是Axiom宇航服原型照片
考虑到双方宇航服出现性能风险,2023年7月,NASA为两家公司宇航服的研发下了“交叉订单”,它分别向Axiom和Collins派发了500万美元的订单,要求Axiom设计国际空间站舱外活动太空服,Collins则设计月球行走版本的宇航服。
NASA将在两家完成初步设计工作后,将考虑行使下一步宇航服开发的选择权。Axiom曾表示,如果选择权得到行使,他们新任务的总价值将为1.42亿美元。
这样一来,两家公司互为竞争,都为ISS和Artemis提供备用航天服。据称,如果开发成功,NASA将租用宇航服获得服务,而不会占有,Axiom可以为其他商业客户提供服务。
而最近,Axiom的竞争对手主动退出了竞争。今年6月,据路透社消息,Collins正在与NASA谈判放弃国际空间站宇航服合同。
另一边,Axiom的产品在稳步推进。根据Artemis计划,NASA将把第一位女性宇航员送上月球。为改变宇航服初版为男性设计的框架,Axiom宇航服的设计难度增加,需要更具灵活性。ng28登录曾有女性科研人员穿着NASA新的舱外宇航服xEMU在现场演示中行走和运动。
Axiom便是在xEMU原型的基础上开发,“设计中,我们有很多部分是从xEMU中拿来的,并做了大量的完善工作”,Axiom介绍。
Axiom为月球行走开发的宇航服被称为Axiom舱外机动装置(AxEMU)。这套宇航服的原型在2023年3月进行了展示,该宇航服由《For All Mankind》的宇航服设计师Esther Marquis辅助设计,深色材料覆盖,整体比传统宇航服更轻便。展示中,宇航员可以做深蹲和压腿动作。AxEMU的登月版本将会把暗色材料完全替换为白色外料。
今年5月,YouTube博主Cleo Abram女士去亲身试穿了Axiom宇航服,据她的介绍,Axiom宇航服是模块化的,头盔、躯干部分有定制替换,四肢等配件按S/M/L选择,适应不同体型。Axiom以制造更多套装来降低每件宇航服的成本。
出人意料的是,设计方面Axiom选择了行业外的普拉达(Prada)合作研发Artemis计划版本的宇航服。Axiom的前CEO Michael Suffredini认为普拉达在复合材料的运用上有专业优势。普拉达协助Axiom研发宇航服的外层,保护内层免受太空环境的影响,同时不影响机动性。
去年底,Axiom的宇航服研发仍处于早期阶段。Axiom的订单在2024年3月完成了初步的设计审查。ng28登录
尽管各项业务都有延期,但Axiom Space的进展还算顺利。NASA局长Bill Nelson表示:“我们希望一个或多个商业空间站成功,满足NASA和商业客户需求,这样NASA就可以专注于月球和火星的探索。”