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那福忠,知名電子出版專家、網路作家。
   
  從網路飛到太空
 

那福忠 December 10, 2005

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   在美國矽谷,有一個年輕人叫 Elon Musk,與人合夥創辦了 PayPal 網上付費機制,讓網上消費者既容易又安全的付費,頗受人歡迎,於是在 2002 年轉賣給 eBay 賺了一筆錢,1 億 5000 千萬美元。如果拿這筆錢滾房地產,這幾年恐怕賺了一倍,但創業家畢竟有用不完的創意,他拿出一億美元發展火箭,要成為一家私人的太空發射中心,作太空貨運的生意,直接與美國太空總署 NASA 與全球各國太空發射中心競爭。

   Musk 的太空公司位於洛杉磯,稱為 SpaceX,首度升空的火箭取名老鷹(Falcon)一號(左圖、點選放大),原訂 11 月 24 日感恩節當天在南太平洋 Marshall 群島發射,後與美國軍方發射衝突,改為 26 日,當天又因技術、燃料問題,再度延期到 12 月。如果發射成功,把貨物:美國空軍官校學生自製的一顆衛星,能送到太空,就成為多年來私人發射火箭到地球軌道的第一人。

   SpzceX 所以能與 NASA 等各國家級的太空機構競爭,主要在價格。老鷹一號是輕型兩節火箭,重 6 萬磅(2 萬 7200 公斤),可產生 7 萬 7000 磅的推力,載重量 1254 磅(約 570 公斤),與其餘類型火箭等重升空費用比較,美製的在 1520 - 2690 萬美元之間、俄製的在 840 - 1460 萬美元之間,老鷹一號僅需 670 萬美元。至於陸續發展的中載重量與高載重量的老鷹 5 號與老鷹 9 號,載重可高達 2 萬 4000 餘公斤,單位重量價格越來越便宜便宜。各型號火箭的尺寸、載重、與升空價格,請參看資料圖

   價格便宜無疑是競爭的優勢,所以便宜,是火箭的設計。據 SpaceX 說,他們的火箭是十多年來最先進的設計,用液體氧與洋油作燃料,附加二十一世紀電子裝置,而且是全球除太空梭以外,唯一可部分重複使用的升空設備,太空梭升空之後僅有太空梭可返回地球重覆使用,但升空的三節火箭全部墬海報銷,至於別的如衛星發射,升空的火箭也是全部銷毀。但老鷹一號的兩節火箭,上半截裝有貨物,到達一定高度把貨物釋出後銷毀,但負責推動主力的下半截火箭,燃料用盡之後與上半截分離,然後靠降落傘下降,回收後可以再用。至於中型的老鷹 5 號、以及有多節火箭的重量級老鷹 9 號,上下每一節火箭都能回收重覆使用,這就是價格便宜的原因了。

   除了價格,SpaceX 更把重點放在作業的高可靠度上,發射的費用再便宜,發射到太空的貨物可不便宜,一顆衛星幾億美元,發射不成功也多跟著泡湯。根據統計分析,1980 - 1999 二十年間發射失敗的原因,有 91% 發生於火箭引擎、火箭分離、與機電系統的故障,SpaceX 就針對這幾點作了特殊的設計。機件越簡單、可壞的地方就越少、可靠性就越高,老鷹火箭就把傳統的三節改為兩節,三節有兩次分離,兩節僅有一次分離,減少了分離的故障。

   老鷹 1 號設計最簡單,每節火箭僅有一具引擎;老鷹 5 號第一節火箭雖有五具引擎(老鷹 9 號第一節火箭有九具引擎),但都串連在一起,一、兩具引擎故障,還能繼續飛行,而且在機電控制上特別加強,測試到每具引擎都能正常運轉之後,老鷹才離地起飛。SpaceX 自稱用了許多殺雞用牛刀的設計,像是多份備的飛行用電腦,附加 GPS 衛星導航設備,原是用在數以億計美元超大型升空火箭用的,現在用在老鷹上,加重老鷹的安全與精準。

   縱使接近完美的工程設計,在起飛之前倒數計時 10 分鐘,還是終止了起飛程序。起先是發現一台電腦有問題,以後又發現備用液體氧的入口設定錯誤,校正的時候揮發了不少燃料,補充的燃料在當地製造有限,要從夏威夷運送,只好把升空時間延後,可能是 12 月中旬,老鷹 1 號現在還停在南太平洋美軍基地發射台(如圖、點選放大)。

   SpaceX 老闆 Elon Musk(照片如右)今年僅有 33 歲,為了一個理想,用自己的一億美元來冒險。他的理想很單純,要開拓太空,就必得把貨物運到地球軌道,但現有航線的運費太貴,所以自己要開闢一條便宜的太空航線,運費僅有十分之一。幾十年來,多家私人太空公司試圖這樣的生意,只是沒有一家上軌,他分析他們失敗的原因:一是技術不足、遇到技術瓶頸,二是資金不足、成功在即資金耗盡,三是一連串的相關技術沒能突破、單一技術不能成事。這位冒險家顯然信心十足,即使這一次升空失敗,不難看到第二次、第三次嘗試,直到把貨物安全的用到地球軌道。


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