陳允宗 楊開 才滿瑞(北京航天長征科技信息研究所)
藍(lán)色起源公司(Blue Origin)由美國亞馬遜公司(Amazon)創(chuàng)始人杰弗·貝索斯(Jeffrey Bezos)于2000年9月創(chuàng)建,總部位于美國西北部華盛頓州的肯特(Kent),在佛羅里達(dá)州、德克薩斯州和阿拉巴馬州設(shè)有分部。藍(lán)色起源公司自成立后一直低調(diào)運(yùn)營,直到2006年貝索斯在德克薩斯州購買大片土地用于航天飛行器的發(fā)射和試驗,才逐步引起公眾注意。該公司最初專注于亞軌道飛行,在德克薩斯州制造和試驗了多個亞軌道飛行器技術(shù)驗證機(jī)。藍(lán)色起源公司從2014開始進(jìn)入軌道飛行領(lǐng)域,同聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司(ULA)簽訂合作協(xié)議,為后者在研火箭“火神”(Vulcan)研制BE-4火箭發(fā)動機(jī);隨后在2016年對外公布其早在2012年就起步研制的“新格倫”(New Glenn)火箭項目。此外,藍(lán)色起源公司還積極參與美國國家航空航天局(NASA)“商業(yè)乘員開發(fā)”(CCDev)計劃和商業(yè)航天探索技術(shù)研發(fā)項目,與波音公司(Boeing)在美國國防高級研究計劃局(DARPA)空間飛機(jī)計劃—試驗性太空飛機(jī)-1(XS-1)階段開展合作。
杰弗·貝索斯,全名杰弗里·普雷斯頓·貝索斯(Jeffrey Preston Bezos),于1964年1月12日在美國新墨西哥州阿爾伯克基(Albuquerque)出生,是美國在線零售公司亞馬遜公司的創(chuàng)始人、董事長和首席執(zhí)行官。貝索斯在德克薩斯州休斯敦(Houston)長大,于1986年畢業(yè)于普林斯頓大學(xué),擁有電氣工程和計算機(jī)科學(xué)學(xué)位。貝索斯的外祖父,勞倫斯·普雷斯頓·吉斯(Lawrence Preston Gise),曾是美國原子能委員會(AEC)阿爾伯克基負(fù)責(zé)人,晚年退休在德克薩斯州科圖拉(Cotulla)附近的家庭牧場生活。貝索斯年少時暑假常在此陪伴外祖父,并深受其影響,對科技產(chǎn)生了濃厚興趣。
貝索斯大學(xué)畢業(yè)后,曾在英特爾公司(Intel)、貝爾實驗室(Bell Laboratory)和安達(dá)信咨詢公司(Andersen)工作,隨后在金融電信初創(chuàng)公司Fitel工作,負(fù)責(zé)建立國際貿(mào)易網(wǎng)絡(luò);1988-1990年,在美國信孚銀行(Bankers Trust)工作;1990-1994年,在新成立的對沖基金德劭集團(tuán)(D. E. Shaw&Co)工作,并在30歲時擔(dān)任高級副總裁。1994年7月,貝索斯離開德劭集團(tuán),并創(chuàng)辦亞馬遜公司。目前,亞馬遜公司已成為美國最大的在線零售公司。2017年,貝索斯成為世界首富,擁有凈資產(chǎn)900億美元。2018年3月6日,他的注冊資產(chǎn)達(dá)到1120億美元,成為世界首位千億美元富翁。
貝索斯從小就對太空旅行和太陽系人類生活的發(fā)展表現(xiàn)出興趣。1982年,他在高中畢業(yè)演講中就提出人類在軌酒店、游樂園和星際移民的構(gòu)想。當(dāng)時,年僅18歲的貝索斯表示希望通過星際移民來保護(hù)地球。正是因為少年時的夢想,貝索斯在2000年創(chuàng)建了藍(lán)色起源公司。他把經(jīng)營亞馬遜公司的理念用在藍(lán)色起源公司,首先,顧客至上,關(guān)注用戶而非競爭者,為用戶提供安全舒適的太空旅游服務(wù);第二,創(chuàng)造,再創(chuàng)造,直到做出滿意的產(chǎn)品,不降低要求;第三,著眼長遠(yuǎn)未來,擔(dān)當(dāng)市場引領(lǐng)者;第四,每一天都是新的一天,求新求變。目前,貝索斯在擔(dān)任亞馬遜公司首席執(zhí)行官的同時,每周會到藍(lán)色起源公司工作一天,處理相關(guān)事務(wù)。
藍(lán)色起源公司在高層管理團(tuán)隊建設(shè)中采取了直接從其他航天公司引進(jìn)成熟人才的策略。這種策略幫助該公司獲得快速發(fā)展,實現(xiàn)技術(shù)從無到有的飛越。藍(lán)色起源公司對雇員采取工資、股權(quán)加補(bǔ)助的綜合薪酬方式,其雇員對公司環(huán)境與發(fā)展相對滿意度較高。但是部分雇員反映該公司近年發(fā)展過快,在短時間內(nèi)從數(shù)百人擴(kuò)張到上千人,部分業(yè)務(wù)方向和領(lǐng)域劃分混亂,缺少有經(jīng)驗的管理團(tuán)隊。藍(lán)色起源公司高層管理團(tuán)隊將該問題視為公司的成長之痛。
現(xiàn)任藍(lán)色起源公司高級副總裁羅伯·梅爾森(Rob Meyerson),負(fù)責(zé)公司研發(fā)項目。他于2003年加入藍(lán)色起源公司,初為項目經(jīng)理,不久出任該公司首位總裁,直至2017年12月卸任。期間,他全面負(fù)責(zé)公司業(yè)務(wù),直接向貝索斯報告,與貝索斯一起將10人組成的研究型組織發(fā)展成為一家擁有上千名員工的商業(yè)航天公司。2018年1月,梅爾森擔(dān)任藍(lán)色起源公司高級副總裁。
在加入藍(lán)色起源公司之前,梅爾森于1997-2003年擔(dān)任吉斯特勒航天公司(Kistler Aerospace)高級項目經(jīng)理,負(fù)責(zé)K-1可重復(fù)使用火箭的研制;1985-1997年,在NASA約翰遜航天中心(JSC)擔(dān)任航天工程師,從事航天飛機(jī)軌道飛行器降落傘的空氣動力學(xué)設(shè)計,以及X-38滑翔降落傘的集成和飛行試驗。
2017年8月,鮑勃·史密斯(Bob Smith)加入藍(lán)色起源公司擔(dān)任首席執(zhí)行官,負(fù)責(zé)火箭、發(fā)動機(jī)項目以及新興業(yè)務(wù),并直接向貝索斯報告。在加入藍(lán)色起源公司之前,史密斯于2004年7月-2017年8月在霍尼韋爾航天公司(Honeywell Aerospace)工作,先后擔(dān)任預(yù)研技術(shù)副主任、首席執(zhí)行官和工程技術(shù)副主任,最終成為機(jī)械系統(tǒng)與組件業(yè)務(wù)部主任,主要負(fù)責(zé)基礎(chǔ)研究、系統(tǒng)研發(fā)、制造和業(yè)務(wù)運(yùn)營。2000年1月-2004年7月,史密斯在聯(lián)合航天聯(lián)盟公司(United Space Alliance)擔(dān)任航天飛機(jī)升級計劃主任,負(fù)責(zé)軌道器液壓動力源和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)改造等。1991年8月-2000年1月,他在美國航天公司(U.S Space)任系統(tǒng)主任,負(fù)責(zé)NASA項目和休斯敦辦公室。
藍(lán)色起源公司遵循貝索斯提出的“循序漸進(jìn),永不停步”的發(fā)展口號,從亞軌道飛行器開始,研制了“卡戎”(Charon)、動力模塊-1和2(Propulsion Module-1和2)技術(shù)驗證機(jī)、“新謝潑德”(New Shepard)亞軌道火箭等型號,攻克垂直起降技術(shù)難關(guān);打造BE-2、3和4火箭發(fā)動機(jī),逐步增大推力水平,探索液氧/甲烷發(fā)動機(jī)技術(shù),并實現(xiàn)BE-4發(fā)動機(jī)成功點火試車;著手研制“新格倫”運(yùn)載火箭,試圖大幅降低發(fā)射成本來拉動市場需求;規(guī)劃研制“新阿姆斯特朗”(New Amstrong)重型火箭,準(zhǔn)備探索月球。
2005年3月5日,藍(lán)色起源公司在華盛頓摩西對“卡戎”試驗飛行器進(jìn)行了唯一一次試飛,飛行高度達(dá)到96m,隨后返回起飛點附近?!翱ㄈ帧睘樗{(lán)色起源公司首個試驗飛行器,采用4臺羅羅公司(Rolls-Royce)的蝰蛇-MK301(Viper-MK301)航空噴氣發(fā)動機(jī)驅(qū)動,設(shè)計用于試驗自主制導(dǎo)與控制技術(shù)。藍(lán)色起源公司利用“卡戎”初步了解了垂直返回著陸技術(shù)的設(shè)計、制造和操作流程。
2006年11月13日,藍(lán)色起源公司對動力模塊-1技術(shù)驗證機(jī)進(jìn)行飛行試驗并取得成功,飛行高度達(dá)到85m。動力模塊-1技術(shù)驗證機(jī)又名“戈達(dá)德”(Goddard),采用9臺BE-1火箭發(fā)動機(jī)提供動力。
2011年5月6日,藍(lán)色起源公司對動力模塊-2技術(shù)驗證機(jī)進(jìn)行首飛試驗,飛行高度達(dá)到167m,完成低空垂直返回。動力模塊-2采用5臺BE-2火箭發(fā)動機(jī),其外形接近“新謝潑德”飛行器。
2015年4月29日,藍(lán)色起源公司對首個“新謝潑德”飛行器進(jìn)行飛行試驗,其乘員艙利用降落傘成功著陸,但其“動力模塊”在返回過程中失控墜毀。藍(lán)色起源公司迄今已研制了3個“新謝潑德”飛行器,累計進(jìn)行了9次飛行試驗,除首飛試驗中“動力模塊”失控墜毀外,其余均實現(xiàn)成功回收。藍(lán)色起源公司計劃在2018年研制第4個“新謝潑德”飛行器并開展載人飛行。
2013年1月,藍(lán)色起源公司對外宣布BE-3發(fā)動機(jī)研制項目。BE-3發(fā)動機(jī)采用抽氣循環(huán)方式,結(jié)構(gòu)簡單,推力達(dá)到50t,具有多次點火啟動能力,推力調(diào)節(jié)范圍18%~100%。其設(shè)計方案符合垂直返回著陸技術(shù)的要求,可用于控制垂直著陸,自2015年起,BE-3氫氧發(fā)動機(jī)主要用于“新謝潑德”亞軌道飛行器。
2011年,藍(lán)色起源公司開始研制BE-4發(fā)動機(jī)。2014年9月,該公司對外公布BE-4發(fā)動機(jī)研制項目。同月,聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司將BE-4發(fā)動機(jī)列為“火神”火箭一子級發(fā)動機(jī)的首選方案。該發(fā)動機(jī)采用富氧分級燃燒循環(huán),以液氧/甲烷為推進(jìn)劑,推力250t。藍(lán)色起源公司在研可重復(fù)使用火箭“新格倫”一子級設(shè)計采用BE-4。目前,BE-4發(fā)動機(jī)正在開展試車,預(yù)計2019年試飛。
2012年起,藍(lán)色起源公司開始研制“新格倫”火箭,但直到2016年才對外公布該項目?!靶赂駛悺被鸺捎脙杉壗Y(jié)構(gòu),一子級采用7臺BE-4發(fā)動機(jī),二子級采用2臺BE-3U發(fā)動機(jī),火箭全長86m,整流罩直徑7m,近地軌道運(yùn)載能力45t,地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力13t,預(yù)計2020年以后首飛。該火箭可根據(jù)任務(wù)需求選裝三子級,三子級設(shè)計采用1臺BE-3U發(fā)動機(jī),三級構(gòu)型火箭全長99m。其一子級利用海上平臺回收,設(shè)計可重復(fù)使用100次。
“新格倫”火箭
“新格倫”火箭未來將執(zhí)行商業(yè)和政府發(fā)射任務(wù),一旦實現(xiàn)首飛,必將與美國太空探索技術(shù)公司(SpaceX)、聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司、阿里安航天公司(Arianespace)等競爭大型衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)。目前,“新格倫”火箭已經(jīng)贏得日本天空完美日星公司(JCSAT)、泰國穆航天公司(Mu Space)、歐洲衛(wèi)星通信公司(EUTELSAT)以及美國一網(wǎng)公司(ONEWEB)等4家客戶的訂單。其中,一網(wǎng)公司一家就預(yù)定了5次發(fā)射。媒體估算,“新格倫”火箭現(xiàn)已拿到8次商業(yè)發(fā)射任務(wù)。貝索斯在公布“新格倫”火箭方案時表示,“新格倫”只是開始,未來還將研制運(yùn)載能力更大的“新阿姆斯特朗”運(yùn)載火箭。
藍(lán)色起源公司主要設(shè)施包括:位于美國華盛頓州肯特的管理與研發(fā)總部;位于美國佛羅里達(dá)州的火箭生產(chǎn)制造和發(fā)射基地;位于德克薩斯州的火箭發(fā)動機(jī)試驗設(shè)施和亞軌道飛行器發(fā)射設(shè)施;位于阿拉巴馬州的BE-4發(fā)動機(jī)制造廠。該公司在發(fā)射基地、制造基地和發(fā)動機(jī)制造廠的布局上,兼顧成本和效益:將火箭制造、測試、發(fā)射和測控的主要設(shè)施都布置在卡納維拉爾角,這種集中布局將節(jié)省周轉(zhuǎn)周期和提高效率,有助于進(jìn)一步降低成本;BE-4發(fā)動機(jī)制造廠選址阿拉巴馬州的亨茲維爾,則是因為看中了這里豐富的航天技術(shù)資源。
藍(lán)色起源公司管理與研發(fā)總部位于美國西北部華盛頓州肯特,2015年總部的面積為24000m2;2016年3月,藍(lán)色起源公司租下附近辦公樓,把總部面積增加到28000m2;2016-2017年,總部在原基礎(chǔ)上又增加了42630m2的辦公區(qū)、制造廠房和庫房。
2015年9月,藍(lán)色起源公司選中佛羅里達(dá)州作為其火箭制造與發(fā)射基地,佛羅里達(dá)州政府承諾為其提供4000萬美元的一攬子優(yōu)惠政策。藍(lán)色起源公司表示計劃投資2億美元改造卡納維拉爾角空軍基地的第36號和第11號發(fā)射設(shè)施,以及建設(shè)火箭制造廠房。2018年6月,美國佛羅里達(dá)州專門負(fù)責(zé)航天發(fā)展事務(wù)的政府組織機(jī)構(gòu)—“佛羅里達(dá)航天”(Space Florida)提出向該公司提供340萬美元,用于支持后者在肯尼迪航天中心的基礎(chǔ)設(shè)施改擴(kuò)建工程。藍(lán)色起源公司也承諾將為相關(guān)建設(shè)投資3000萬美元。
“新格倫”火箭計劃在2020年從卡納維拉爾角空軍基地的36號綜合發(fā)射設(shè)施首飛。該設(shè)施于2016年6月開始動工改造,將建設(shè)一座發(fā)射臺和一座火箭組裝大樓,并設(shè)有BE-4發(fā)動機(jī)驗收試驗用的試車臺。
藍(lán)色起源火箭制造廠設(shè)在與肯尼迪航天中心相鄰的“探索園”園區(qū)內(nèi),采用定制建設(shè)方式,涵蓋制造、處理、總裝和試驗。該廠計劃裝備大型摩擦攪拌焊和自動化復(fù)合材料處理設(shè)備?;鸺圃鞆S面積達(dá)67677m2。貝索斯說,該工廠將不只是完成火箭總裝,而將從最基本的零件加工、成型和焊接等工序做起。未來,火箭將由卡車運(yùn)往第36號綜合發(fā)射設(shè)施。
藍(lán)色起源公司在德克薩斯州擁有一處亞軌道發(fā)射設(shè)施,“新謝潑德”就在此發(fā)射。2015年5月,該公司在德克薩斯州約有員工50名。發(fā)射工位處于31.422927°(N)、104.757152°(W),著陸場處于31.4517°(N)、104.7628°(W),南部6.1km處為檢測大樓,南部3.2km處為發(fā)射工位。藍(lán)色起源公司在德克薩斯州還建有包括3個BE-4發(fā)動機(jī)試車臺在內(nèi)的發(fā)動機(jī)試驗設(shè)施。在3個BE-4試車臺中:2個用于全推力和全工況試車;1個用于短工況、高壓預(yù)燃器試車,主要用于完善點火時序和摸索啟動瞬態(tài)。
BE-4發(fā)動機(jī)試驗設(shè)施
2016年6月,藍(lán)色起源公司宣布將在阿拉巴馬州亨茲維爾建設(shè)BE-4發(fā)動機(jī)制造廠,廠房面積18580m2,預(yù)計創(chuàng)造342個就業(yè)崗位。目前,BE-4發(fā)動機(jī)是在華盛頓州肯特制造,未來將轉(zhuǎn)移到亨茲維爾。
亨茲維爾擁有NASA馬歇爾航天飛行中心和大約300家航天與國防承包商,藍(lán)色起源公司正是看中這里深厚的航天技術(shù)積累和熟練技術(shù)工人資源而將BE-4發(fā)動機(jī)制造廠選在這里。
據(jù)媒體報道,2000-2014年7月,貝索斯累計為藍(lán)色起源公司投入了5億美元。藍(lán)色起源公司迄今所開展的技術(shù)研發(fā)經(jīng)費(fèi)大部分都來自于貝索斯私人投資。2017年4月,貝索斯公開表示每年將出售10億美元亞馬遜公司股票,用于支持藍(lán)色起源公司。藍(lán)色起源公司對外表示,“新格倫”火箭在2020年服役前大概需要25億美元的投資,而貝索斯將承擔(dān)該火箭全部研制費(fèi)用。
此外,藍(lán)色起源公司于2013年完成NASA“商業(yè)乘員開發(fā)”計劃研制合同,獲得2570萬美元經(jīng)費(fèi)資助;2018年8月,贏得NASA商業(yè)航天探索技術(shù)研發(fā)和近地軌道商業(yè)活動市場研究合同,合同金額約1400萬美元。2015年,藍(lán)色起源公司獲得佛羅里達(dá)州承諾為該公司提供的價值4000萬美元一攬子優(yōu)惠政策,支持其在肯尼迪航天中心的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。阿拉巴馬州因藍(lán)色起源公司計劃在亨茲維爾建設(shè)發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠也承諾為其提供補(bǔ)貼和稅收信貸。
未來幾年,貝索斯仍將為藍(lán)色起源公司提供充足的經(jīng)費(fèi)支持。貝索斯不指望藍(lán)色起源公司短期內(nèi)就實現(xiàn)盈利,他為公司制定的長遠(yuǎn)目標(biāo)是降低人類進(jìn)入太空的成本,讓數(shù)百萬人類在地球以外的太空中生活和工作。藍(lán)色起源公司在高層管理團(tuán)隊建設(shè)中采取了直接從其他航天公司引進(jìn)成熟人才的策略,這種策略幫助該公司獲得快速發(fā)展,實現(xiàn)技術(shù)從無到有的飛越和突破。
藍(lán)色起源公司“新謝潑德”飛行器即將開展載人試飛。2018年7月,該公司對外宣布該飛行器將在載人試飛成功后對外出售客票,售價在20萬~30萬美元/位?!靶轮x潑德”飛行器每次任務(wù)最多搭載6名乘客。此前媒體曾報道,該飛行器每次飛行任務(wù)成本為1000萬美元。因此,藍(lán)色起源公司短期內(nèi)從“新謝潑德”飛行器上獲利的希望渺茫。
BE-4發(fā)動機(jī)于2011年開始研制,預(yù)計2019年開展飛行試驗,目前價格待定。美國聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司將BE-4發(fā)動機(jī)列為其在研“火神”火箭一子級首選方案。其“新格倫”火箭一子級設(shè)計采用7臺BE-4發(fā)動機(jī)。如果BE-4發(fā)動機(jī)按計劃投產(chǎn)并應(yīng)用在“火神”和“新格倫”火箭上,那么該發(fā)動機(jī)的制造成本將因量產(chǎn)而得以降低,屆時BE-4發(fā)動機(jī)或?qū)⒊蔀樗{(lán)色起源公司盈利項目。
“新格倫”火箭的研制費(fèi)用預(yù)計25億美元。雖然該火箭尚處于研制階段,但已獲得8個商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射任務(wù),未來還有可能贏得利潤豐厚的美國國防安全有效載荷發(fā)射任務(wù)。“新格倫”火箭一子級設(shè)計具有可重復(fù)使用能力。該火箭一旦研制成功并投入商業(yè)發(fā)射服務(wù),可能會通過火箭一子級的回收再利用而將現(xiàn)行商業(yè)市場發(fā)射價格大幅拉低,這也契合了藍(lán)色起源公司“通過降低發(fā)射成本,來拉動需求”的商業(yè)營銷策略。