[비즈한국] 回顾火箭发展的历史，可以发现一个奇特的共同点：那些将人类推向太空的决定性创意，往往并非诞生于体制的核心。相反，那些处于主流边缘的怪才、局外人，以及那些太早开始仰望星空的人们，往往才是推动火箭历史向前发展的关键人物。
如今，最有趣地延续这一传统的代表人物之一，正是领导火箭实验室（Rocket Lab）的彼得·贝克（Peter Beck）。
彼得·贝克并没有大学学历。他既不是出身于NASA、波音或洛克希德·马丁等传统航天企业的火箭科学家，也不是什么背景显赫的精英。他曾是一名在新西兰家电公司制作洗碗机和工业设备的精密机械师。白天在工厂干活，晚上则钻研、组装、测试、炸毁并重新制造火箭零部件。他是一个名副其实通过自学掌握火箭技术的行家。
有趣的是，火箭的历史向来充斥着这样的人物。为现代火箭方程奠定基础的康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基是如此，德国的赫尔曼·奥伯特也如出一辙。他们在那时都被视为超越时代的“怪胎”，但随着时间推移，他们的幻想终究成为了现实。
象征当今“新航天”时代的SpaceX的埃隆·马斯克（Elon Musk）和蓝色起源（Blue Origin）的杰夫·贝佐斯（Jeff Bezos），也继承了这些航天梦想家的谱系。但彼得·贝克与他们略有不同。贝克并非依靠亿万富翁的资本起家，也没有硅谷的资源网络。他是个真正意义上的“太空狂人”，曾给家人的Mini Cooper改装涡轮增压器，还自己制作过火箭助推自行车。
火箭实验室并非像SpaceX那样从大型火箭起家，而是瞄准了一个非常具体的问题：将小卫星在需要的时间送到需要的轨道上。为解决这一需求而诞生的火箭，就是“电子号”（Electron）。
电子号乍看之下可能显得有些简陋。因为它是一枚高约18米的细长小火箭，不像“猎鹰9号”那样能将数十吨载荷送入近地轨道，而是专注于将数百公斤级的小型载荷精准送入轨道。
这正是火箭实验室的战略所在。当SpaceX面向大型卫星、载人飞船、政府大订单和星链（Starlink）等庞大市场进军时，火箭实验室瞄准了小型卫星专用发射市场的空白地带。
对于小型卫星运营商而言，成本并不是唯一的考量因素。当前的大型火箭通常采用“拼车”模式，虽然能降低成本，但在发射时间和轨道选择上受限，因为必须配合主载荷的行程与目的地。电子号恰恰抓住了这个缝隙，让小卫星客户也能拥有专属的发射时间表和轨道选择权。
电子号最独特的技术在于卢瑟福（Rutherford）发动机。据悉，卢瑟福是轨道运载工具中首款使用电动泵的火箭发动机。传统的液体火箭发动机通常依靠燃气发生器或分级燃烧循环来驱动涡轮泵，通过在小燃烧室燃烧推进剂来推动涡轮，进而带动泵将燃料和氧化剂高压注入。
然而，卢瑟福用电动机和电池替代了这一复杂的传动系统，使得结构大幅简化，控制更加容易，开发难度也随之降低。此外，他们还积极利用3D打印技术快速制造燃烧室、泵和阀门等核心部件。对于小型火箭来说，这是一种非常合理的战略。
不过，这种方式也存在明显局限。电池的能量密度远低于化学推进剂。随着火箭增大，驱动泵所需的功率呈指数级增长，电池质量也会随之增加。因此，虽然电动泵式发动机在电子号这类小型运载工具上具有革命性，但要将其扩展到大型火箭则困难重重。
在这里，与SpaceX的差距显现出来。猎鹰9号从设计之初就以垂直着陆和重复使用为目标，通过发动机重燃、栅格舵控制姿态，并展开着陆腿降落在无人回收船或陆地平台上。反观电子号，因尺寸太小难以采用同样方式。一旦在小火箭上搭载着陆所需的燃料和设备，其原有的运载能力会大幅缩水。他们曾一度构思用直升机在空中捕获火箭，但最终以失败告终。
因此，火箭实验室现在迈向了更大的挑战，其主角正是“中子号”（Neutron）。
按照计划，中子号是一枚高约43米的重复使用火箭，可将约13吨重的载荷送入近地轨道。这一市场目前已被SpaceX的猎鹰9号所垄断。因此，中子号不仅仅是一款新型火箭，更是衡量火箭实验室能否正式进入主流发射市场的试金石。
中子号的发动机名为“阿基米德”（Archimedes）。它并非简单地放大电子号的卢瑟福发动机，而是使用液氧和液甲烷的下一代发动机。甲烷比煤油燃烧更清洁。若使用像猎鹰9号“梅林”发动机那样的RP-1煤油，容易留下积碳和残留物，在重复使用过程中需要频繁清理和检修。反之，甲烷发动机污染较少，能更快速地重新使用。这也正是“星舰”的猛禽发动机、新格伦火箭的BE-4以及中子号的阿基米德发动机都转向甲烷路线的原因。
不过，中子号的开发并不顺利。原定首飞目标是2025年，目前已推迟至2026年以后。同时开发大型碳纤维复合材料结构、新型发动机、新型整流罩和新型回收系统，绝非易事。火箭实验室的执着最终会转化为创新，还是成为过于沉重的技术负担，仍需时间验证。
那么，火箭实验室能击败SpaceX吗？
前景并不简单。猎鹰9号已是经过数百次发射和着陆验证的火箭。在发射频率、重复使用经验、地面基础设施以及客户信任度方面，SpaceX都拥有压倒性优势。但火箭实验室依然有机会。未来的太空发射将更加频繁，政府、企业、大学、科研机构及小型卫星初创公司等各种客户层出不穷。SpaceX一家无法完全消化如此巨大的需求，特别是在期望的日期、轨道将相对较小的载荷送入太空的市场，依然非常重要。
打个比方，SpaceX的大型火箭就像前往太空的大型公交车。虽然便宜且强大，但无法在你想要的时间和地点精准停靠。相比之下，火箭实验室则更像“太空出租车”，虽然价格可能稍贵，但能更精准地将客户送到目的地。
火箭实验室的故事并不止步于近地轨道。该公司已将触角延伸至太阳系探测市场。
代表案例就是火星探测任务ESCAPADE。该任务旨在研究太阳风如何导致火星大气的流失，由NASA派遣两颗名为“蓝色（Blue）”和“金色（Gold）”的探测器前往火星。这些探测器正是由火箭实验室制造。然而讽刺的是，执行这次发射任务的并非火箭实验室自家的火箭，而是蓝色起源的新格伦火箭。从某种意义上说，火箭实验室将自家的火星探测器送上了竞争对手的大型火箭。
下一站是金星。火箭实验室正与麻省理工学院（MIT）的研究团队准备“金星生命探测”任务。该任务旨在寻找金星大气中可能与生命相关的化学痕迹。金星表面虽然极度炎热且压力巨大，但在云层中的某些区域，仅就温度和压力而言，具备讨论生命可能性的空间。探测器将进入金星大气，在穿过云层约5分钟的过程中分析其化学成分。
这种方法非常具有“火箭实验室”风格。传统的行星探测通常是耗资数万亿韩元的大型任务，开发周期长达10年以上。相反，火箭实验室试图通过小型、快速的探测器来回答特定的科学问题。并非所有的行星探测都需要庞大的旗舰任务，只要瞄准特定的高度、时间和成分，小型探测器也足以成为精锐的科学工具。
火星样本取回任务也是同理。NASA原有的火星样本取回计划因成本和进度问题陷入巨大危机。尽管“毅力号”火星车已在火星表面收集了关键样本，但将其带回地球的过程比预想的更加困难且昂贵。在此背景下，火箭实验室提出了一种更简单、更经济的替代方案，并声称他们有能力重新设计火星样本取回的架构。
这或许正是与彼得·贝克这一人物最契合的方式。他从一开始就不是中心圈层的人。他从新西兰这一地理边缘、大学之外这一体制边缘，以及大型火箭市场之外这一产业边缘起步。但正如火箭历史所昭示的，新的创新往往正是在那些边缘地带悄然绽放。
正如齐奥尔科夫斯基在小村庄写下宇航方程式，戈达德在嘲讽声中发射液体燃料火箭一样，彼得·贝克的火箭实验室也在非世界中心的地方，开辟着通往太阳系的新路径。
火箭实验室能否击败SpaceX尚不可知。或许这个问题本身就是错误的。火箭实验室真正的价值可能不在于夺取他人的王座，而在于为更多的科学家、更小的机构、更快的任务打开通往太空的道路。
作者池雄培（Ji Woong-bae）是谁？热爱猫咪与宇宙。童年因观看《银河铁道999》而立志传播宇宙之美。目前担任世宗大学自由专业学部助理教授，积极从事演讲、写作等多种科学普及活动。著有《关于天文学者的无用》、《我们都是作为天文学家出生的》、《观看宇宙时浮现的奇怪问题》等书，并翻译了《我是如何杀掉冥王星的》、《量子人生》、《UFO》等作品。