空客、三菱、洛马等巨头合造私营空间站，将搭乘星舰入轨

来源：创业邦

希尔顿将为其开发太空酒店

作者丨临风

编辑丨海腰

图源丨Starlab

有这样一个商业空间站公司，创始团队集齐了两大军工巨头Northrop Grumman（以下简称“诺格”）、Lockheed Martin（以下简称“洛马”），还有欧洲航空公司Air Bus（以下简称“空客”）、美国航天公司Voyager Space，另包含多国大厂如日本三菱、加拿大MDA Space、美国名牌旅馆希尔顿的战略合作。6月，Palantir也成为其中一员。

图源：Starlab官网

原本，Starlab是一项洛马与Nanoracks（Voyager Space旗下公司）之间的合作计划，造一个持续有人居住的自由飞行空间站，为NASA及全球的空间机构和研究人员提供服务。2024年1月，Voyager Space和空客还专门为此成立了一家跨大西洋合资企业Starlab Space来设计、建造和运营商业空间站。

几个月内，这家公司持续有巨头“入伙”。今年4月Starlab宣布，日本的三菱成为其新的战略合作伙伴并持股。5月，MDA Space也宣布成为其战略合作伙伴，收购其部分股权。6月，Palantir与其达成战略合作。官网显示，希尔顿酒店还为该空间站做酒店设计。

不同于单纯的美国企业，Starlab是美国、日本、欧洲、加拿大的大企业合资合力建造的商业空间站。尽管有多国厂商助力，Starlab的进展相较缓慢，或在年底进行初步设计评审（PDR）审查。

据介绍，Starlab空间站计划在最晚2028年之前使用SpaceX的Starship将空间站一次性发射入轨。相较Axiom Space、蓝色起源的轨道礁多次发射模块再拼装的计划，Starlab的方案可算得上是个“豪赌”。

图源：Starlab官网

诺格眼中的“梦之队”

国际空间站（ISS）退休时间延后到2030年，NASA准备过渡到由一个或多个商业公司运营的低地球轨道目的地，也就是CLD计划。它与Axiom签了对接国际空间站端口的商业模块，又签了三个自由飞行商业空间站的空间法案协议。

2021年12月，NASA宣布与三家美国公司签署协议，共同开发空间站和其他太空站的目的地设计，资助总额约为4.156亿美元，获得合同的单位包括蓝色起源（1.3亿美元），Nanoracks（1.6亿美元），诺格（1.256亿美元）。

而在这项协议签署约一年半后，诺格退出了单独的计划，转而和Voyager Space（旅行者）子公司Nanoracks合作名为“Starlab”商业空间站，诺格称将升级天鹅座飞船为此提供货物运输服务。

2023年10月，诺格在声明中表示，放弃独自做商业空间站项目，最佳策略是加入Nanoracks团队，NASA也尊重并支持这一决定。诺格终止NASA资助的协议，因它的航天器已通过一部分审查，还是获得了3660万美元的金额授予，其未用的资金以额外的方式重新分配给与NASA有协议的其他公司，包括Voyager Space。

原本，因为有天鹅座飞船的研发积累，单论造空间站而言，诺格是三家参与CLD计划中规模最大、经验最丰富的公司。

而有传言称，诺格在确保空间站业务可行性方面遇到问题。

据Spaceflightnow报道，2021年12月，NASA前商业空间主管Philip McAlister给所有自由飞行空间站提案进行了可信度排名，以颜色作为等级，分别为蓝色（非常高）、红色（非常低），绿白黄（中等）。诺格的提案在评级中的成绩一般偏下，其技术方法评为绿色（中等可信）、商业方法评为黄色（中等可信）。

图源：Spaceflightnow，诺格的商业空间站概念

而且2021年7月，诺格和NASA签订了另一笔更大的订单造缩小版的居住舱，更契合诺格的开发计划，即为Gatway开发居住地和物流前哨（HALO）的合同，作为Artemis计划的一部分。该固定价格合同价值9.35亿美元。加压模块HALO（直径2.99m，长7.5m）基于天鹅座设计，与日本、加拿大、欧洲三个航天局合作，将成为绕月轨道的关键中转站和前哨。据NASA，HALO模块在2024年年中已基本完工，进入压力测试阶段。

图源：诺格，HALO

刚好同时间，Starlab作为公司之间的联盟计划启动。

洛马新闻中心在2021年10月就公布，它和Nanoracks、Voyager Space组建了团队开发首个自由飞行的商业空间站，名为Starlab。洛马称，Starlab的基本要素包括洛马的大型充气居住舱、金属对接节点、动力和推进元件、用于维护货物和有效载荷的大型机械臂，以及用于科研的实验室系统。洛马在其中担任制造商和技术集成商。

图源：洛马新闻中心，Starlab概念图

而洛马的居住舱早已有原型舱的经验，理论上可以让Starlab更具成本效益。据资料，2017年，NASA公布了“深空之门”任务6个深空栖息地方案，洛马是其中进展最快的一家公司，被批准在肯尼迪航天中心建造全尺寸原型。第二年，洛马公布了用“多纳泰罗”货箱改装的深空栖息地，采用圆柱形设计，长22英尺（约6.7米），宽16.5英尺（约5米）。到2021年时，洛马已经完成了整个正常舱段的建造工作。

Nanoracks也有航天器建造经验，它的Bishop Airlock提供了安装在国际空间站上的首个空气锁定模块。洛马和Voyager的合作基本能保障商业空间站建造的基础框架能成立。于是，诺格加入了洛马和Voyager的合作战队。

“我们想把两个团队的最佳能力——我们的货运物流和Voyager Space的能力结合起来，打造一个‘梦之队’”，诺格民用和商用航天副总Steve Krein说。

因为诺格退出CLD协议，2024年1月，蓝色起源的轨道礁和Starlab分别获得了4200万美元、5750万美元的额外资金，其中Starlab的资金用于空间站开发，以及诺格天鹅座的飞船升级。

集齐多国巨头的合资企业

2023年8月，Voyager Space和空客宣布创建合资企业的计划，在2024年1月完成Starlab LLC的组建。三个月后，日本制造业巨头三菱也入股了Starlab，成为战略合作伙伴，称将利用太空研究助力多个行业的地面产品开发。

图源：Starlab新闻中心

不久后，加拿大机械臂Canadarm系列机器人开发商MDA加入Starlab，持股并成为战略合作伙伴。Starlab协议文件中展示，航天器设计有精确伸展能力的机械臂Arm放置有效载荷。MDA将为空间站提供全套外舱机械臂，及接口和操作技术，还包括其新一代产品线Skymaker。

图源：BC tech news，Skymaker

Canadarm“加拿大臂”的第一代曾服务于航天飞机，现已退役，第二代安装于国际空间站长期在轨飞行。用于Starlab的Skymaker结合了第一代和第二代的技术经验，能进行定制支持任务，模块化组成1m至15m以上的机械臂。

6月，Palantir也成为了Starlab的战略合作伙伴，类似Starlab与诺格的合作。官网显示，Starlab将利用Palantir的数据建模，通过数字孪生和AI技术增强空间站的运营。

这样的合作伙伴，Starlab还有一个，那就是希尔顿酒店。希尔顿将为Starlab开发太空酒店机组人员宿舍，包括公共区域和酒店套房等，两家共同合作太空旅游。

截至6月，Starlab的合作伙伴和股东已包含了美国、日本、欧洲、加拿大这几位合作过国际空间站的“老朋友”，并且与美国老牌军工洛马、诺格有实际合作。

现任的Starlab CEO是Tim Kopra。他拥有18年航天领域工作经验，是一名退休的NASA宇航员，也是一名退役的美国陆军上校，做过投资机构Blue Bear的联创，曾在MDA担任机器人和航天作战副总裁，其工作履历正适合领导Starlab这样一家合资企业。

Starlab的目的是在2030年前发射商业空间站，成为国际空间站的继任者，并为NASA和其他国家的航天机构及商业客户提供服务。据SpaceNews，Voyager Space总裁Matthew Kuta透露，Starlab合资公司由美国主导，至少51%的股份由美国实体拥有。

一次性发射入轨

作为一个商业空间站，Starlab的重点不放在旅游上，而是研究应用，这迎合了制药行业的研究需求。

Starlab主模块的直径约为26英尺（8米），是大多数国际空间站模块尺寸的2倍，居住空间相当于国际空间站的一半，可以容纳4名乘员长久居住。据空客介绍，Starlab的设计和价格旨在提供国际空间站100%的有效载荷能力，每年可进行400多次实验或技术研究。

图源：YouTube

Starlab主模块结构是圆柱形，被设计为一个小型科技园，及带有居住区的太空实验室。它带有一款机械臂，以及4块电池板为空间站的其余部分提供推进力和太阳能。

设计上，Starlab保持4人舱的容量设计。比起Axiom的空间站预计的8人空间，轨道礁预计的10人空间，Starlab的容量是最小的。有分析表示，4人舱反而能在短时内有旺盛的盛业需求，且能保持满载状态。

最初，Starlab拟定的空间站是由一个对接节点舱组成，环绕一块大的充气舱，还有一个服务舱。充气舱技术由Biglow公司（已倒闭）开发，洛马制造。

图源：Space

2023年1月，空客加入Starlab项目，带来了让空间站能在一次重型火箭中发射的技术。而且，在“首个商业空间站”的竞争队列里，Starlab是种子基金里唯一有欧洲基金的公司。

Reddit帖子指出，Starlab的空间站设计发生了重大变化，洛马的最初计划被空客取代。

图源：NASA Nanoracks Space Act Agreement（2021年）

从概念图来看，当前Starlab的设计更像是空客LOOP模块的改进版。2023年4月，空客公布了太空栖息地Airbus LOOP概念图，室内设计包含3个甲板，从上到下分别是居住甲板、科学甲板和一个轨道温室。LOOP的直径设计也是8米宽，刚好能装进一艘星舰中，计划2030年代初一次性发射入轨。

图源：Airbus、Factoriesinspace，Starlab的构造与Airbus LOOP相似

发射一次上天，也意味着失败结局是可能一次性丢掉所有成果。“所以它们如果能找到一家足够稳定的运载火箭公司，就值得一试”，YouTube栏目《太空竞赛》表示，“SpaceX的成功率很具有说服力。”

Voyager的CTO Marshall Smith认为，在太空组装和集成国际空间站花费的高成本是他们学到的教训。国际空间站的建造堪称人类历史上最贵的单体科研项目。据公开数据，国际空间站的建造从1998年开始，到2011年才完成，其中包含美国航天飞机30多次飞行与俄罗斯火箭40多次飞行，才将组件和模块运上空间站，截至2010年累计投入金额达1551亿美元。

今年2月，Starlab公布，该公司空间站将搭载SpaceX的Starship火箭发射，它的有效载荷舱直径上限也是26英尺，刚好可以容纳得下。Marshall Smith表示，“我们也考虑过多次发射将Starlab送入轨道，但最后还是选择了单次发射，这意味着我们可以在地面上建造、安装、调试和检查所有部件，同时携带有效载荷和其他系统。这节省了大量的开发成本。”

图源：SpaceNews，Starbase对Starship第四次试飞进行彩排

尽管现在Starship还在进行第五次试飞准备，却已获得大型商业空间站发射订单。

进度最快的是谁？

据SpaceNews，NASA约翰逊航天中心CLD项目经理Angela Hart在1月的会议上表示，现在很难估计至少有一个商业空间站能及时准备就绪的概率。

NASA至少要等到2026年签第二阶段合同时，才能清楚地知道这些私营公司能不能按照约定完成空间站项目。

三家与NASA签订商业空间站合同的公司中，Axiom Space的进展较快。

Axiom Space计划于2026年将首个空间站模块Axiom Hab One（AX-H1）发射并安装到国际空间站。据Space报道，在第一个组件安装到国际空间站的Harmony模块端口后，Axiom计划像拼积木一样拼好剩余部分。2027年，Axiom安装第二个模块，一年后安装第三个模块，再在2030年之前安装最后一个热动力模块。在AX-H2发射后，空间站最多可容纳8名人员。

图源：NASA，AX-H1模块

今年2月，Thales Alenia已帮助AX-H1完成重要拼接，预计2025年交付压力容器，再运回休斯顿工厂完成最后装配。当国际空间站退役时，Axiom会将硬件从上面分离，作为一个独立的轨道前哨站使用。

Axiom Space要完成Axiom Station的建造，至少需要发射5次，据称投入成本约15亿美元。虽然没有明确透露其提供发射服务商，但Axiom Space的Ax-1至Ax-4任务都与SpaceX签订了3次龙飞船的合约，有可能继续与SpaceX合作发射任务。

Thales Alenia工厂还堆着欧洲、日本等多国航天器订单，工期漫长。2024年7月，Axiom还与Gravitics公司签了一份1.25亿美元的合同，Gravitics 将为Axiom的商业空间站打造加压航天器，追赶进度。

图源：cosmiclog

另一边，蓝色起源的Orbital Reef轨道礁野心勃勃。轨道礁项目与Starlab项目在前后脚提出，2021年10月，蓝色起源、Sierra Space和波音等公司联手要打造名为轨道礁的“混合用途商业园区”。

图源：Nature，轨道礁的模块化加压元件：节点、LIFE、Mosher & Kelsey的研究模块（2023年）

据描述，Orbital Reef被设计为10名人员共同居住，舱组包含节点舱、生活舱、核心舱和科学舱，其中核心舱的居住体积（250m³）几乎是国际空间站的三分之一。轨道礁就像海洋中的珊瑚礁生态系统，核心模块将作为轨道礁其他模块和飞行器的中央枢纽，以及指挥和控制、数据处理与地面通信的中心。再加上，LIFE模块是可扩展模块，将提供额外的居住空间。

图源：SpaceNews，轨道礁概念图

轨道礁的用处被设计得很广泛，和Axiom Space一样，都计划能提供微重力空间、电影拍摄场地，能接待游客，也能做太空实验。当前，轨道礁项目有最新进展。今年3月完成了生命支持系统测试，其可扩展空间技术也通过了第二次全尺寸结构测试。

据Geekwire，曾任蓝色起源高级开发总监的Brent Sherwood未明确透露空间站的资金投入，但他表示轨道礁项目成本“至少比国际空间站低一个数量级”。

发射服务方面，轨道礁将依靠蓝色起源的新格伦New Glenn火箭和Sierra Space的追梦者飞机送上太空，预计2027年投入运营。然而，新格伦火箭还未首飞，追梦者飞机的发射时间一再延后，今年12月能否首飞仍是未知数。

Starlab的进展神秘。有Reddit评论结合Starlab Space Act协议表示：“因为从洛马的充气式设计改为空客的固定式舱，Starlab的时间表可能已经完全修改。”

据悉，NASA的载人航天项目中需要通过的主要审查，按顺序是：系统需求评审（SRR）、系统定义评审（SDR）、初步设计评审（PDR）、关键设计评审（CDR）、系统集成评审（SIR）、作战准备评审（ORR）。

旅行者空间官网显示，Starlab在2023年7月完成了NASA的SRR审查，确保Starlab满足商业空间站所需的必要安全和运行标准。NASA文章透露，Starlab在2023年底最新达成的里程碑是系统定义审查（SDR），研究了NASA的潜在商业空间站需求如何与Starlab系统功能保持一致，以此来定义空间站的架构。

此外，Starlab还完成了光学链路演示和替代尿液处理器演示。

今年4月，有报道称，旅行者公司的董事长兼CEO Dylan Taylor在太空研讨会上表示，Starlab正在按计划进行，设计评审是下个重要步骤。

Starlab的PDR审查预计将在年底进行。与其同一批造空间站的轨道礁项目在官网公布2022年已完成SDR审查，此前，SpaceNews消息显示其已通过初步的设计审查。虽然轨道礁没有明确的PDR进展，而在今年3月，蓝色起源高层合著了一篇关于CLD和轨道礁的文章发布在Nature。另一边，Electronicsweekly则有消息称，Axiom的AX-H1模块CDR审查将于2024年进行。

图源：SpaceNews

图源：Nature

从评审进度来看，Starlab的进度相对迟缓。乐观来看，Starlab如果能依靠一次Starship发射成功部署，进度条将直接超过其他2个商业空间站。

不止Starlab一家有这样的计划。美国初创Vast对“打造第一个完整的商业空间站”跃跃欲试。尽管Vast没有获得NASA的合同，但它的创始人Jed McCaleb是一名亿万富翁，愿意“为爱发电”花数亿美元支持Vast。

成立当天，Vast就公布了要开发太空栖息舱Haven-1。Vast比Starlab的想法更激进，它计划将长10.1米、直径3.8米的舱体（加压容积70m³）塞进猎鹰9号的有效载荷整流罩里发射，届时还将搭载4名宇航员完成Vast-1任务，停留长达1个月，最晚2025年8月发射。据SpaceNews，第一批同意在Haven-1上放有效载荷的公司是Redwire和Yuri Gravity。

图源：Vast，Vast的Haven-1通过激光终端连接到SpaceX Starlink卫星网络概念图

不过，截至2023年8月，Vast正围绕Orbiter太空拖船为Haven-1进行原型开发。

今年4月，Vast发推表示，已完成Haven-1的主要结构的探路器模型，这之后他们将开始建造初始太空舱。同月，Vast宣布将利用Starlink激光链路作为Haven-1的通信系统的一部分。

不管是美国老牌的军工航天，还是新鲜的商业航天初创，都能在建设下一代空间站的计划中找到他们的身影。