太空商業領域的競爭十分激烈,來自不同國家的幾家企業都在努力增加其市場份額。它們不斷降低成本和增加服務,如此一來,太空科技和探索任務等非商業太空項目也收獲了實惠
《財經》報道(記者 賀濤 蔡婷貽/文)在給中美兩國冰冷的航天領域合作帶來一絲暖意後,北京理工大學生命學院院長鄧玉林告訴《財經》記者,希望這事兒趕緊過去,以便潛心投入後續的研究工作。
2015年7月底,北京理工大學與美國NanoRacks公司簽訂合作協議,由後者將前者的一項生命科學實驗帶到國際空間站上開展研究。鄧玉林是該項目的中方負責人。
國際空間站運行於近地軌道,由包括美國、俄羅斯、加拿大、日本、巴西和歐洲空間局等16個國家與組織,曆時近20年搭建完成。
在國際空間站籌劃之初,美國認為空間站技術有軍事用途,反對邀請中國參與。2011年,美國國會通過一項被稱為“沃爾夫條款”的法案,全面禁止美國航空航天局(NASA)與中國進行合作或接觸,NASA甚至不能在其設施內接待“中國官方來訪者”。
在此背景下,這項生命科學實驗如果能夠順利登上國際空間站,將是“曆史性”突破。
這是一次商業性質的科研合作,合作雙方都強調,“不要上升到政治層面”。這意味著中美在航天領域的合作仍未解凍。
未抱希望的嘗試
“(這事)真的要發生了。”NanoRacks常務董事傑弗裏·曼伯(Jeffrey Manber)說。
NanoRacks是一家小而年輕的公司,成立才六年。它的獨到之處是改造實驗機械,為國際空間站上的商業項目提供支持。
從技術上看,將這項生命科學實驗帶入國際空間站對NanoRacks並不困難。六年來,這家小公司已將200多項有效載荷送上國際空間站,包括幫助一家蘇格蘭釀酒公司將一瓶純麥芽威士忌送到空間站,以研究零重力環境和太空輻射對威士忌口味的影響。
NASA、歐洲空間局、德國宇航中心(DLR),以及越南、英國、羅馬尼亞和以色列的一些高校,甚至星球實驗室、維珍銀河等創新企業,都是NanoRacks的客戶。但,其中卻沒有來自中國的機構。
中國有一流的研究機構、一流的大學,要到太空去做試驗不用局限於本土的試驗平台,美國、俄羅斯和歐洲的平台都可以嘗試。找一個“正確”的中國機構來合作——這個想法曾在曼伯頭腦中盤旋很久。他希望通過引進高品質的中國研究,來打破目前的冰凍狀態。
在認真研究了“沃爾夫條款”後,NanoRacks認為中美在航天領域的商業合作並未被禁止,向NASA咨詢,得到的答複是,“在對的情況下,對的機構,我們會核准。”
於是,NanoRacks開始在國際航天科技圈裏打聽來自中國的潛在合作者,北理工生命學院數次被提及。巧合的是,在2013年下半年召開的一次國際航天會議上,鄧玉林團隊在與國際同行的交流中,表達了“想到天上做實驗”的願望,正在通過多個渠道尋找機會。由此,雙方展開接觸。
“當初就是不抱希望地去嘗試。”鄧玉林稱,他知道美國的禁令,可是自己的課題僅靠地面研究不夠,亟待登天機會,而等國內“神舟”載人飛船搭載上天又太漫長。
在中國的空間科學研究領域,航天資源緊缺的狀況長期存在,許多項目都在排隊,一排就是好幾年。
即使到2020年左右,中國建成自己的空間站,也只能是略微緩解了目前資源短缺的窘境。而國際空間站的發射頻率很高,如果美國能核准同意,值得一搏。
NanoRacks又去咨詢了政府部門,答複是,“這是一個適當的機構。”由此,雙方正式開始推動合作項目。該項目旨在觀測空間環境下輻射對基因的影響,以及人類DNA在空間環境下產生變化的速率。如果這種變化的速度過快,有可能使長期處於近地軌道的宇航員們面臨額外風險。
鄧玉林一直很忐忑,還是擔心美國國會或者國際空間站其他參與國攔阻,“確實有其他國家表達了不同的聲音”。2015年2月21日,鄧玉林非常興奮,他收到NASA許可雙方合作的通知,“不可能的事情現在居然辦成了”。
在鄧玉林看來,第一步邁得比較成功,“最終目標是拿到數據,不是搞一個政治秀”。他曾勸說合作夥伴不要透露簽約的消息,等研究做好再公布,但被告知公司有披露信息的責任。
對於這項合作,學界多持樂觀評價。美國海軍戰爭學院教授、國家安全事務專家瓊·約翰遜-弗裏茲(Joan Johnson-Freese)在接受美國媒體采訪時稱,“其他國家都與中國進行太空合作,這種情況下,唯有美國固執己見,就對我們不利。但願國際空間站的這次實驗,朝著正確目標邁出積極一步。”他認為,更好地了解中國的決策機制、讓中國充當太空領域的負責任國家,是符合美國利益的。
喬治·華盛頓大學太空政策研究所主任斯科特·佩斯則表示,該協議具有潛在科研價值,也符合現行法規。但是不是未來中美合作的前奏,目前還不好說。
為何闖關成功
如果一切順利,明年5月,中國科學家設計制作的實驗裝置將隨美國太空探索技術公司Space X的運載火箭飛上國際空間站,隨後被放置到NanoRacks的平台上,進行為期一個月的實驗。
說起一項中美合作的生命科學研究,很少人會在意其敏感性,但同一個合作項目放在太空中,敏感級別就升級了。
曼伯告訴《財經》記者,美國政府不希望NanoRacks和中國軍隊所屬的研究機構合作,“因為無論對或錯,我們國家對此都有法律限制”。
北理工能夠闖關成功,最基本的條件是其在學術上足夠獨立,而且向國際科研界分享他們的研究結果。
2011年11月,鄧玉林主持研制的“微流控芯片基因擴增裝置”,曾經隨著“神舟”八號飛船遨遊太空17天。在約350公裏的高空、接近零重力狀態下,這一實驗裝置成功完成了8種基因的擴增實驗。
外觀上,該裝置是一個邊長約20厘米的立方體盒子,很不起眼。但技術含量很高,盒子外面有電源開關和操作按鈕,實驗過程是全自動操作。簡單說,盒子裏的微流控芯片就是一個微型的實驗室,把采樣、稀釋、加試劑、反應、分離、檢測等步驟集成在微芯片上,且可多次使用。
這恰好滿足了航天實驗的苛刻要求,樣品用量少、分析快,儀器體積小、成本低等。此外,當液體處於失重狀態時,會四處漂浮,或者以令人討厭的方式停留在某處,這些障礙都需要研究人員加以克服。
“神舟”八號的搭載實驗堪稱成功,離預設的目標很接近,鄧玉林團隊根據結果發表了論文。曼伯認為,對美國國內反對和中國合作的人而言,北理工就首次空間實驗發表論文是非常重要的,這表明了一種開放的態度。
況且,微流控芯片技術被NASA譽為空間生物學實驗的未來發展方向。鄧玉林團隊的工作,使中國成為世界上第三個將微流控芯片技術應用於航天領域的國家。
合作方NanoRacks也不弱,在新興的開發利用近地軌道的商業市場中,它開創了一個不同尋常的利基市場,通過為國際空間站上的美國國家實驗室改造實驗器械,提供商業硬件和服務,獲得了壟斷性的競爭優勢。
根據《福布斯》中文版報道,國際空間站上的全部36個模塊化實驗室,都是由NanoRacks公司設計並建造。它還幫助國際空間站配置了兩台顯微鏡和一台能夠模擬月球和火星等重力狀態的離心機。
盡管如此,至明年發射前,中美兩方還有很多地方需要磨合。登陸國際空間站的實驗裝置將在原有基礎上做較大改進:實驗設計要比之前的複雜很多,單從外觀尺寸來講,估計會有所增大;同時,還要嚴格遵守國際空間站的標准,對裝置的重量、體積乃至用電量進行約束;此外,所有控制接口都要與國際空間站的規格對接。
鄧玉林的計算機上,特意安裝了高清攝像頭,以便與美方合作者開展網絡會議。每當工作有一定進展,“團隊成員都集中到我辦公室闡述,相互之間各方面的交流很多”。他現在關注的是,上天之後能不能順利地把實驗做好,順利把數據拿回來,後續的數據分析任務也不輕。
太空上的生意
總結闖關經驗,中美合作者的共識是,目前形勢下,航天科研項目通過中美政府間合作途徑肯定行不通,但按照商業模式運作則柳暗花明。而且,此次合作項目與高技術泄密問題也不沾邊。空間站作為特殊的資源,根本解決辦法還是要通過國際合作,用市場化手段來調配資源。
在合作中,中方團隊將向NanoRacks支付20萬美元,後者負責將試驗裝置發送到國際空間站,並安裝好,啟動裝置。
搭載太空站的實驗完成後,NanoRacks會將數據傳回給中國研究人員。收費標准根據實驗花費的時間、實驗裝置的尺寸、用電量等確定。此外,NanoRacks服務規范,一些重要事項會主動提醒,比如下一步,NanoRacks會與中方討論購買航天保險,來規避發射失敗的風險,保險費通常是發射費用的5%-8%。
在鄧玉林看來,這項合作真的很劃算。
一位中方知情人士透露,20萬美元是雙方對外公布的報價,實際服務費用的優惠力度會很大。由於NanoRacks非常看重中國市場的開拓,對於首項合作志在必得。
NanoRacks也采用了創新措施,降低在太空中進行科學研究的成本,證明創業企業在太空運輸方面,有可能比政府做得更安全、更便宜。
歐洲空間局國際關系處行政官卡爾·博奎斯特(Karl Bergquist)對《財經》記者表示,太空商業領域的競爭十分激烈,來自不同國家的幾家企業共同瓜分這一市場,並且都在努力增加其市場份額。在這種壓力下,它們不斷降低成本和增加服務,如此一來,太空科技和探索任務等非商業太空項目也收獲了實惠。
登上國際空間站做實驗,無疑是所有空間生命科學研究者的夢想。作為航天大國,中國在商業航天領域的市場遠未被發掘。
曼伯希望通過與中國機構的首次合作,能讓NanoRacks的名聲為中國研究者所知曉,更好的結果是在亞洲被廣泛認識。
實際上,俄羅斯和歐洲的航天服務提供者,都在盯著中國的市場。這讓曼伯備感壓力,他表示,“‘沃爾夫條款’對於我們這個行業是個負擔”,從市場競爭的角度看,這個法案應該修改。
未來的商業航天市場也會像航空業一樣,太空不是只為政府的需求服務,也要為商業、產業、研究機構和大學等服務。“太空只是另一個能做生意的領域。”曼伯說。