刚刚又发天舟飞船！可美国都流行民企送货唉？

脚踏实地，仰望星空

前言

你猜，这在中国也行吗？

今天，我国在海南文昌成功发射天舟三号货运飞船。飞船将与中国空间站对接，送去科研设备和补给物资，迎接下月出发的神舟十三号载人飞船乘组。

图自盆友圈

图自航空知识

图自央视直播信号

图自微博网友@Vony7

“国家队”的天舟是中国空间站目前唯一货运补给飞船。熟悉空间站的朋友或许已经知道，美国对国际空间站的货运补给乃至人员运输，已经开始通过民营企业进行，而大名鼎鼎的SpaceX龙飞船就是这项业务催生的成果 - 2006年前后开始，NASA根据进度向SpaceX分期支付了一共2.78亿美元，并以事成后将持续采购后者服务为承诺，支持SpaceX开发往来国际空间站的交通工具。大约5年后的2010年底，SpaceX龙飞船正式推出，NASA以比以往几乎低一个数量级的价钱获得了强大而可靠的天地交通工具，而SpaceX也在NASA助推下“由瘸腿前进变成跑步前进”，短时间内就掌握了先进飞船技术，奠定了今天美国商业航天领跑者的地位。

与国际空间站对接的龙飞船。该飞船的客运和货运版本均可复用，从而减少成本。图自SpaceX

既然以空间站补给需求可以牵引新型天地运输系统开发，我们国家有没有可能也利用中国空间站打造“航天新势力”，增强国家总体航天能力？今天咱就来简单算一算，中国空间站到底给“运输新势力”留出了多少业务量，以及这些业务是否足够支持新系统的发展。

其实早在今年年初，中国载人航天工程就已经公开向社会征集空间站补给新方案，但对于新方案能获得多少业务，通告并没有明说。今天咱就试着回答这个问题

天地运输，绝大多数货物都与工作相关，因此我们可以空间站能够完成的工作量来分析运力需求。

国际空间站常驻乘员6人，中国空间站3人，前者本世纪初即完成大部分构建，后者是全新站体。考虑到这20年时间内，人类自动化、能源、管理等技术都取得长足进步，新空间站上航天员的工作能力应该不会低于老空间站，因此不妨认为中国空间站可承担的工作量不应低于国际空间站的1/2；即，中国空间站所需物资补给的下限应为国际空间站的1/2。据统计，在过去几年间国际空间站平均每年“签收”约35吨物资，因此中国空间站所需运力下限约为17.5吨/年。

再看看上限。由于管理制度、空间站自动化水平不一致，从人的角度去计算工作量上限是比较困难的，但考虑到绝大多数工作都离不开电力供给，空间站供电能力给工作量划定了天花板。根据现有资料，中国空间站虽然体积小于国际空间站，但由于安装了新型太阳能板，整体供电能力与国际空间站相当，两者都达到100千瓦左右，因此可以认为中国空间站的工作能力上限与国际空间站正常水平相当，即中国空间站所需物资上限约为35吨/年。

天舟货运飞船每次可以运送6.5吨物资，目前每年发射2次，可以解决13吨运力，这意味着每年有4.5吨 - 22吨运力需求可以由“新势力”来满足。（暂不考虑天舟提高发射频率的情形）。

那么我国的“航天新势力”们准备得怎么样了？以纯民营企业为例，目前我国头部企业都已明确载荷较大的液体火箭研制计划。蓝箭航天的朱雀二号低轨载荷6吨，有望在不久将来首飞；星际荣耀的双曲线二号和星河动力的智神星号也已经启动研制，低轨载荷分别为1.9和5吨。这些火箭都具备与飞船配合执行空间站补给任务的潜力。

我国3家头部民营企业已进入实质性研发阶段的液体火箭，外形和数据整理自各公司官网

按照“货物补给能力相当于火箭低轨载荷40%”（其余载荷分配给飞船结构和推进剂等）的一般规律计算，中国空间站的需求足够支持民营火箭（发射飞船）每年进行不少于2次飞行，接近美国龙、天鹅座等商业飞船执行国际空间站补给任务的频次，这说明中国空间站确实为“航天新势力”留出了施展身手的空间。接下来，就看这些“新势力”们能否靠谱地研发出包括飞船和火箭在内的整套系统了。

这正是我国空间站一个重大意义所在 - 为航天新技术乃至新业务生态提供孵化平台。有了平台，我们才有条件实施一些管理和科技上的重大创新，从而探索出更强大、更高效、更具回报的天地运输方式。

中国空间站示意图。图自新华社

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