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十年黑店的自我救赎~ULA:我们要做像SpaceX一样酷的企业(上)

2016-12-12 跆拳道大灰狼 航天爱好者

主页菌说

首先热烈祝贺昨天风云四号的成功发射,本号已专门撰文,因此不再详述。此外再唠叨两句SpaceX的复飞,本来定于17日的恢复发射推迟到明年1月,具体时间待定。此外,据线报称的德州测试场的爆炸声还在继续,这个爆炸正是不停进行事故复现的证明,之前有网友发布了一张被炸坏的储箱图片,很有可能就是事故复现过程中“英勇牺牲”的试验用储箱。而既然爆炸声还在继续,那么就证明事故调查还没最后结束,此外FAA(美国联邦航空管理局)也没有批准放行,那么FAA不批准的原因很可能是认为SpaceX对事故机理的梳理还不够彻底,复飞方案也还不够稳妥和安全。除此之外,也不排除SpaceX在碳纤维氦气储罐上做设计变更,总之,推迟后的一月的复飞依旧是暂定时间。书归正传,借着十岁生日,今天我们来聊聊十年黑店ULA的前生、今世与未来,还有他与SpaceX的那些轶闻趣事。

十岁生日的“老牌”发射承包商


2016年12月1日,正好是美国发射承包商联合发射联盟(United Launch Alliance,简称ULA)的十岁生日(以正式合并算起),作为美国的老牌(也可以叫金牌)发射承包商,相对于那个诞生仅14年且稳定维持一年一炸的竞争对手SpaceX,ULA在2016年又交上了一份近乎完美的答卷,已经执行了10次发射,其中7次宇宙神5、1次重型德尔塔4、2次德尔塔4发射,除一次发射稍有瑕疵外,其余发射均相当完美,仅剩下一次封箱演出留待给本年画上圆满的句号。


年内最后一发宇宙神5,也是ULA的封箱演出,表中的国内发射任务时间仅供参考!

请记住这个标志,和中国航天一样,这个标志就是发射成功的保证


球豆麻袋,等一下!上文好像有点儿不对劲儿的地方!

这画风好像不对啊,SpaceX都14岁了,ULA才10岁,怎么ULA成“老资格”了?这要从ULA的出身说起了,其实ULA并不是一个白手起家的企业,他是由军迷和航天迷都耳熟能详的洛克希德·马丁和波音两家美国军工巨头于2006年联合组成的。ULA基本继承了原有发射业务的全部技术资源和人力,即可以称得上是美国的火箭发射梦之队,也可以叫做是“群英荟萃”(不是萝卜开会)。所以ULA的历史如果从波音诞生算起,甚至可以称得上是“百年老字号”了,但这其实属于耍流氓,ULA主要是继承了原有两家公司的德尔塔(Detla,少数港台媒体意译为三角洲火箭)和宇宙神(Atlas,音译阿特拉斯,也有译为擎天神的)两个系列运载火箭,而这两款运载火箭系列在合并之前就已经如雷贯耳,战功赫赫,因此ULA甫一诞生就霸气十足,颇有王者之气。反观SpaceX,在诞生之时就是个纯屌丝,有一个梗最近刚被证实,就是马斯克在早年前往俄罗斯购买现成的火箭时,曾被一位俄罗斯总师狠狠的啐了一口吐沫在鞋上,以表示一种不屑和鄙视。但是在ULA诞生那个时候,如果谁敢啐ULA一口,那么在美国的发射行业里,基本上就是别想混了。


 所谓“百年历史”可不是笔者吹牛,ULA自己说的,不信你看

说起有瑕疵的这次发射,正是我们上篇文章中的评论中提到过的,就是在今年3月23日宇宙神5火箭替代迟迟不能恢复发射的安塔芮斯火箭来执行第6次天鹅座飞船任务时,宇宙神5一级的RD-180发动机提前五秒钟关机,后通过半人马座上面级额外工作了长达67秒才弥补了提前关机造成的错误,最后发射圆满成功。事后,宇宙神5的发射经历了一段停滞,用以调查这次事故。


半人马上面级的设计台词:RD-180你个王八犊子,你特么偷懒5秒,老子要多忙活一分钟给你填坑,你再多偷会儿懒,大罗神仙也救不了你了。(事实的确如此,因为上面级的燃料富余量都是有限的,因此这种“补救”也是有限度的,事后调查报告显示,只要RD-180再早关机一秒,此次发射就会失败)


像发快递一样购买发射服务


书归正传,为什么题目里说ULA是“自我救赎”呢,因为ULA相对于SpaceX就像一个古板的大叔,一板一眼的准时执行每次发射。但是,未来的ULA也要“酷”起来了。


最近ULA推出了一个新的网站:www.rocketbuilder.com,这是一个基于宇宙神5火箭的商业发射报价网站。


网站主页,请注意左下角那句话,这也是ULA在商业服务上一直在强调的,我们的发射很贵,但是它物有所值!右上角清晰可见洛马的标志,这是因为宇宙神系列火箭原属于洛马所有,而德尔塔则是波音的得意之作

发射服务的订制画面,你可以自由选择发射档期、目标轨道(从普通的LEO到高大上的直送GEO应有尽有),发射重量,对应的火箭构型,最后是附加的服务条款。

比如我们最后生成了411构型在2018年4季度的一次发射,直接报价是1.25亿美元,根据411构型近地轨道(LEO)12.1吨,同步转移轨道(GTO)5.95吨的运力,完全可以采用SpaceX的猎鹰9火箭发射(其实猎鹰9打不了GEO直送,这个后面会细说),而且光从公开报价上来看价格仅为ULA的一半。


图中28.8吨的运力指标是个乌龙,应为22.8吨,但是报价没问题,你没看错,6200万美元,一次宇宙神5的411构型发射比两发猎鹰9还贵100万美元


事实上,28.8吨这个现役最强火箭运力的桂冠就在ULA手上,由原波音旗下的重型德尔塔4型火箭把持着,而它也正是长征五号25吨运力几乎唯一的一个对手

便宜就是王道,看起来傻子都会选择SpaceX,ULA坐等关门好了。但是事实并非如此,ULA凭借其近乎完美的发射成功率,给你算了一笔账。

  1. 首先由于百发百中的优异表现,发射保险费率会降低,而且是载荷越贵这个保费节约就越明显(这就是所谓的发射报价敏感性)。反观SpaceX,基本上一直都在和发射保险商做着艰苦的费率谈判,二手火箭更是如此,我们有过专门报道——SpaceX复用火箭的新挑战——折扣、保险和竞争对手

  2. 宇宙神5基本上都是准时发射,最多只会推迟两周时间(今年World View-4发射因山火一推再推这事儿估计他们是当成不可抗力了),相比于其他发射商就会节约很大的时间成本。反观SpaceX,因为事故和每年都乱许愿(每年都许诺进入两周一发的高频率发射),公司积压了大量的订单(据称超过70次发射),比如我国台湾的福卫5任务,本来是15年秋的一次任务,结果一炸推到了16年秋,结果16年秋又炸了,17年上半年能上天已是万幸;还有苦等复飞二代铱星,还有本周刚刚叛逃的海事卫星,还有原定复飞的EchoStar-23任务,之所以一月必须要发射,也是因为档期原因已经不能再推迟了。

  3. 宇宙神5火箭对载荷的冲击小,不管是发射过程中的震动,火箭分离环境,还是入轨精度等等在行业内都首屈一指,都可以保证卫星的安全可靠,实现卫星寿命的最大化,也就意味着运营商效益的最大化。事实的确如此,ULA早期利用宇宙神5执飞了不少军用载荷,而其中有些载荷相当“娇贵”,而ULA都圆满的完成了任务,个中实力可见一斑。(具体发射清单详见http://space.skyrocket.de/doc_lau/atlas-5.htm)

以上都是选择ULA的好处,而ULA认为选择我们的火箭的种种好处可以为你无形减免6500万美元的费用,所以在ULA的眼里,这次发射其实只用6000万美元,嗯,比猎鹰9还便宜200万美元,这帐算的好,大写的服!

其实这种网站并不稀奇,尤其是对于一些新锐的小型运载火箭,预订火箭发射做的就像发快递一样,选个重量,选个目的地,然后就蹦出一个报价,行你就交钱,不行就拉倒,比如有代表性的RocketLab

比如我们在RocketLab尝试预定2017年4季度的一次发射,卫星体积为1U(10cm x 10cm x 10cm),费用为77000美元,很便宜是不是?

这个。。。好吧,充数的。。。驭龙航天的DD1火箭预订画面,其实只能算是个联系方式

事实上由于火箭发射是一个相当复杂的活动,对于宇宙神5这个级别的大型运载火箭,这种网站更多的只是一个报价参考,展示一种亲民开放和商业化的姿态,便于客户快速分析和获得报价。因为没有谁会像在顺丰发快递一样直接下单,然后坐等卫星上天的。尤其是对于传统的大型商业卫星,发射还会涉及到载荷分布,保险条款,发射档期,是否允许拼车搭车,入轨时间,卫星整备,星箭链路,测控等等一系列杂七杂八的事情,所以漫长的商业谈判和签约环节都是必不可少的。但是无论如何,相对于往日的那个ULA来说,真已经是算得上洗心革面了,因为以往的那个ULA——基本是不太屑于打价格战来抢订单的(也就是商业发射订单的争夺)。而且现在的ULA不仅姿态亲民,更是有实际行动,ULA在其发射中已经开始利用半人马座上面级搭载各种立方星入轨,这在一般的发射承包商眼里可能真的是再平常不过了,但是在ULA这里,相较以往来说,这绝对是活久见的事情


随同“商遥一哥”World View-4卫星一同上天的立方星的释放器,就安装在半人马座上面级的过渡段上,在完成主线任务后,一共释放了7颗共12U的立方星

霸主的危机感


往日的ULA很大一部分发射订单都来自美国政府(下期详述),这些订单的报价都相当昂贵,但是客户都只能无奈接受。因为ULA在政府载荷的发射领域基本处于垄断地位,但这又是为什么呢?难道ULA是中国石油和中国移动么?依靠行政垄断,只此一家别无分号?事实并不是这样,当然并不排除ULA在国会和军方有政治说客在游走活动,但是以往ULA本质上还是凭借在发射领域高超的技术水平,取得的事实垄断地位的。因为政府载荷,尤其是军用载荷,是严禁由外国发射承包商发射的,而在美国国内ULA又几乎是唯一具有这种能力的企业


此图极具代表性,ULA的火箭在运力上从大到小,从轨道上从低到高,覆盖范围非常全面

请注意图中左上角猎鹰9 1.1版的那个红叉,这代表猎鹰9无法将载荷送入这条轨道,也就是猎鹰9无法将载荷直接送入GSO轨道,但是SpaceX正在试图get这项技能,因为这是发射部分特殊载荷的必备技能,详见我们往期文章:SpaceX低调实施了一项秘密试验,未来将挑战ULA垄断霸权

此外,请注意图中的宇宙神5火箭,通过简单的增减固体助推器数量,改变整流罩尺寸和型号,改变半人马座上面级发动机数量(双发上面级在宇宙神5上尚未实装,以前用过),宇宙神5的运力从9.8吨LEO到18.8吨LEO灵活可调,避免出现大马拉小车的情况,节省成本和工时的同时也能为客户节省不少的发射费用(虽然还是很贵)。


当然最有趣的是宇宙神5火箭所采用的洛克达因AJ-60A固体助推器,从光杆到5助推,各种构型应有尽有,但是所有构型助推器全都是不对称的,堪称逼死强迫症和处女座的一款火箭,图中HLV的构型已经取消


没有对比就没有好坏,相对于宇宙神5的灵活可调,质子-M火箭的6台RD-275M发动机少一台都飞不起来,发射模式相当呆板,所以有些较轻又不便于拼车的载荷就无缘该型火箭了,这也是俄国人宣布推出“缩水版”的原因所在

今年ILS宣布了新的质子火箭“缩水”计划,通过砍掉火箭二级,减少一级发动机等方式,打造系列化的不同运力水平的质子火箭

运力覆盖范围将大幅度扩展,对于较轻载荷,由于火箭减配,发射费用也可以进一步降低,维持相对猎鹰9这种低价火箭的竞争优势,其实图中的阿丽亚娜5火箭也存在运力过大,构型少,不便于调节的问题,所以现在发射多采用一箭双星的方式,但拼车这事儿不是总能找到队友的,欧洲人在阿6上正在模仿宇宙神5的思路

当然了,除了这些变革之外,最关键的还是发射报价的直线下降,刚才在RocketBuilder网站生成的报价并非最低价格,ULA目前提供的实际发射报价可以低至1.09亿美元,看起来好像还是比猎鹰9贵啊,但事实上相对于以往的ULA的发射报价,这已经是一个十足的跳楼价了。而ULA往日那个坑爹的发射报价,加上只能无奈忍受这个报价的大头“客户”,也正是“黑店”这个外号的来由。

话说回来,ULA现在的这些改变是因为技不如人么?从上面的介绍来看,显然不是,在笔者看来,这很可能是在垄断被破除之后的一种危机意识,也可以叫做面对挑战的自我救赎,但是具体这个“救赎”是如何开展的,未来的ULA究竟如何变酷,还要等下期分解。

(未完待续)


下期预告:

  1. ULA那些躺着赚钱的往日美好时光;

  2. ULA在面对商业航天大潮和横空出世的新对手时经历的阵痛;

  3. “光头哥”是如何“搞笑的”带领ULA“洗心革面”的;

  4. ULA未来如何用“火神”做一个“像SpaceX一样酷的企业”。



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