美國老航天創(chuàng)業(yè)，想造下一代航天飛機

創(chuàng)業(yè)邦·2024-07-28

關(guān)注

首輪融資成獨角獸，計劃2年內(nèi)IPO

來源丨創(chuàng)業(yè)邦（ID：ichuangyebang）

作者丨臨風(fēng)

編輯丨海腰

圖源丨攝圖網(wǎng)

Sierra Space成立于2021年4月，是知名航空航天承包商Sierra Nevada Corporation的子公司，由其航空部門分拆而來，關(guān)注SAML“太空接入、移動和物流”服務(wù)市場。

他們有太空旅游、火箭快遞、太空物流、太空居住艙等相關(guān)產(chǎn)品，這些概念聽來非常遙遠，遠到不切實際。

圖源：Sierra Space

而Sierra Space，這家商業(yè)公司在與NASA（美國國家航空航天局）的合作中，逐步將概念變成現(xiàn)實。

最為大眾所熟知的，是它名為“追夢者（Dream Chaser）”的太空飛機，計劃在2024年底首飛前往ISS，承擔(dān)太空貨物運輸，首架“追夢者”已在5月運抵肯尼迪航天中心。

圖源：Sierra Space

不僅于此，貝索斯的藍色起源、波音及Sierra Space宣布將在2030年建成“Orbital Reef”商業(yè)空間站，剛好趕上國際空間站ISS的預(yù)計退役時間前后。在今年1月，其充氣太空艙LIFE通過了77psi的“極限爆炸測試”，這意味著它已符合NASA推薦的安全標(biāo)準(zhǔn)。

最近，Sierra Space正在研究返回物流航天器Ghost，專為小型有效載荷從太空安全返回設(shè)計，如今已通過3項高空跌落測試，將再進入高超音速測試。

Northrop Grumman的31年老員工、前航空航天系統(tǒng)部門總裁Tom Vice擔(dān)任該公司CEO，在他的設(shè)想里，Sierra Space正在全力搭建一個太空平臺，將太空運輸、空間站和太空應(yīng)用整合至統(tǒng)一生態(tài)中。

Sierra Space最新一筆融資發(fā)生在2023年9月，金額2.9億美元，領(lǐng)投方是日本貿(mào)易公司Kanematsu Corporation、日本最大銀行MUFG Bank、日本保險公司Tokio Marine Nichido，這些公司都參加了日本的宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)研究。截至本輪融資，Sierra Space融資總額近17億美元，估值53億美元，此外，它還有價值34億美元的有效合同。

7月12日，Sierra Space宣布，將加速探索日本大分太空港，將其作為“追夢者”在亞洲的潛在著陸點。

在準(zhǔn)備太空飛機首飛的同時，Sierra Space還在擴展衛(wèi)星產(chǎn)品線Eclipse。今年4月，Tom Vice在接受日媒采訪時表示，Sierra Space資金充足，將考慮在未來12-18月內(nèi)上市。

而在6月，ULA（美國聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟）首席執(zhí)行官Tony Bruno宣布，因準(zhǔn)備工作出現(xiàn)延誤，Dream Chaser將不會在今年首次發(fā)射。加上這一次，首飛計劃已推遲3次。如果太空飛機首飛是Sierra Space上市股票動力的催化劑，那么延遲發(fā)射也許對此有所影響。

一個部門轉(zhuǎn)出來的獨角獸

土耳其移民出身的億萬富翁奧茲曼夫婦Eren Ozmen、Fatih Ozmen在1963年創(chuàng)立Sierra Nevada Corporation（以下簡稱“SNC”），將其打造為航空航天和國防承包商。

SNC此前已經(jīng)參與了數(shù)百次太空探索任務(wù)，是NASA的HLS（載人著陸系統(tǒng)）計劃團隊的一部分，SNC戰(zhàn)略空間系統(tǒng)副總Steve Lindsey簡單概括：“我們深度參與了NASA幾乎所有探索工作。”

在2010年4月，《國家航天政策》中，美國明確公布，未來將由商業(yè)航天公司提供近地軌道載人和貨物運輸服務(wù)。在STS-135“亞特蘭提斯號”2011年結(jié)束服役后，美國的載人航天空間站飛行任務(wù)轉(zhuǎn)向全面的商業(yè)采購。

太空產(chǎn)品Dream Chaser是他們據(jù)合同研發(fā)的飛行器，也是SNC的明星產(chǎn)品。

Dream Chaser基于HL-20航天飛機改進，該計劃至今已持續(xù)超10年之久，它的開發(fā)受NASA批準(zhǔn)以及AFRL的大量資金和技術(shù)支持，是為NASA商業(yè)載人航天計劃開發(fā)的升力體設(shè)計。

但SNC并未成為NASA的載人計劃首選。2013年，Dream Chaser在加州飛行著陸測試中起落架出現(xiàn)故障。據(jù)Spacenews，2014年，SNC在飛行器開發(fā)和執(zhí)行ISS首次載人飛行的合同競標(biāo)中敗給波音（“星際客機”CST-100）和SpaceX（Dragon2）。

后來，SNC才在2016年獲得NASA商業(yè)補給服務(wù)CRS-2合同，成為國際空間站運輸物資的三家公司之一，另外兩家是SpaceX、Orbital Sciences Corp。據(jù)合同，到2020年代中期，Dream Chaser將執(zhí)行至少7次前往ISS的無人貨運飛行。

據(jù)官網(wǎng)介紹，在2017年時，團隊進行了一次關(guān)鍵試飛測試Dream Chaser的硬件，在加州沙漠上空下降時自動展開起落架，成功降落在NASA阿姆斯特朗飛行研究中心的跑道上。

Dream Chaser也被優(yōu)化用于貨運而非載人，按計劃造出第一艘Dream Chaser航天飛機。除了它本身可攜帶4080磅補給，它身后拖著的“流星號”（Shooting Star）貨運模塊可攜帶額外11000磅貨物。

圖源：CNBC，Dream Chaser2020年8月的氣動外殼

對于飛行器的價格，Lindsey表示將降低成本，希望更接近SpaceX（Dragon載人艙約5500萬美元/人）。

而且他們從未放棄過載人目標(biāo)。據(jù)稱，他們?nèi)栽诤蚇ASA簽訂合同合作，通過一項無資金支持的《太空法案協(xié)議》（SAA）進行，并發(fā)推表示他們的載人航天飛機的研制工作仍在繼續(xù)。

圖源：Twitter

另一方面，SNC多年來一直與NASA簽合同開發(fā)充氣居住艙，用于當(dāng)做太空生活和工作的基礎(chǔ)設(shè)施。與他們合作過的Bigelow在做類似業(yè)務(wù)BEAM模塊，只不過當(dāng)時，Bigelow成功發(fā)射了2各個較小的充氣模塊，而在倒閉之前都沒能發(fā)射全尺寸居住艙。

SNC在2020年7月還從五角大樓的國防創(chuàng)新部得到一項合同，是打造“流星號”貨物板塊的軌道前哨站。

空間站、物流、太空飛機，一套合同談下來，SNC在2020年底看到商業(yè)低地球軌道經(jīng)濟的前景，大力投資太空系統(tǒng)部門。那兩年，貝索斯、馬斯克、布蘭森等億萬富翁都往太空領(lǐng)域加注籌碼，去開拓人類的世外之地。2021年4月，SNC的航空部門獨立出來，成立了Sierra Space。

“我們的太空業(yè)務(wù)是增長戰(zhàn)略的一個獨特案例，”奧茲曼在內(nèi)郵里寫道，“為了實現(xiàn)更大的影響，我們將太空業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型為獨立的商業(yè)太空公司。”

他們的目標(biāo)是造出近地軌道的航天飛機、商業(yè)空間站和系列環(huán)境系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施。Sierra Space并非普通的初創(chuàng)公司，它在成立之初就承接了SNC的成熟業(yè)務(wù)及產(chǎn)品，并手握來自NASA、五角大樓的有效合同，自然會吸引大批投資者。

Sierra Space在成立第一年完成一筆14億美元巨額融資，資方是General Atlantic、Coatue Management、Moore Strategic Ventures、BlackRock等，融后估值45億美元成為獨角獸。

新型的太空物流

在資金充沛的情況下，Sierra Space自然接手了SNC此前的太空飛機和充氣居住艙等項目。

Sierra Space在2021年11月考慮推出第三版Dream Chaser，專門用于國家安全任務(wù)。據(jù)資料，當(dāng)前載物版DC101名為Tenacity，已經(jīng)建造完成，DC102名為Reverence，還在修建中，并有載人版DC201已經(jīng)正在研究雙尾固定翼設(shè)計。

“我們用情感特征來命名我們的產(chǎn)品，Tenacity（堅韌）能幫人們渡過難關(guān)，建立Tenacity也是一件相當(dāng)不易的事?！盩om Vice在今年2月展示時，解釋了Tenacity一語雙關(guān)。

2022年，美國神秘的太空飛機X-37B順利飛回，在軌運行908天再次刷新記錄，可循環(huán)利用的太空飛機成為熱門話題。

當(dāng)時，Sierra Space接管測試的產(chǎn)品Dream Chaser也是可回收復(fù)用航天器，可回收復(fù)用15次，貨物艙為一次性艙段。Tenacity能與多種運載火箭兼容，發(fā)射期間它是裝在火箭內(nèi)部的，可以收納配置在5米有效載荷的整流罩里，減少上升負荷，保護航天器免受碎片影響，方便重復(fù)使用。

圖源：YouTube，Tenacity配置在整流罩中的概念設(shè)計

不僅如此，官網(wǎng)描述的Tenacity還有這樣幾個特點：

一是貨運板塊很能裝。這得益于上述的貨物模塊Shooting Star“流星號”，一個15英尺的貨運空間，對Tenacity來說是一個消耗品。它能向低地球軌道運輸重達6噸的加壓和非加壓貨物?！傲餍翘枴卑惭b在航天器后部，既能提升貨物載重，也能支持處理3250公斤的垃圾，還能在任務(wù)完成后存儲關(guān)鍵廢物，有效載荷則被重新裝入飛行器中。

二是落地比較平穩(wěn)。Tenacity長9米，是較小型的飛行器，約是航天飛機軌道飛行器總長度的四分之一。其加壓容積是33立方米，在跑道上著陸時產(chǎn)生1.5G重力，非常輕柔，很適合運輸易碎貨物。

三是Tenacity是一類多任務(wù)飛行器。它可以通過飛行器配置、發(fā)射地點、目的地、著陸地點，持續(xù)時間和許多其他變量為國內(nèi)和國際客戶定制。

此外，據(jù)介紹，在隔熱罩的設(shè)計上，Sierra Space采用了約2000個獨特的隔熱板設(shè)計，每塊板大小、密度、厚度各不相同，相較航天飛機的設(shè)計更堅固，能滿足所有微流星體軌道碎片要求。

圖源：NSF

2023年9月，Sierra Space發(fā)布了Dream Chaser的概念視頻，并在去年11月完成了首艘太空飛機的組裝工作。按計劃，Tenacity將飛向ISS，與整流罩分離后打開太陽能電池板和機翼，在途中完成試驗任務(wù)，靠近空間站時被機械臂抓取對接。其中，“流星號”可以作為常規(guī)艙供航天員使用。Tenacity的飛行時間約為82天。

2019年，SNC宣布6次Dream Chaser的CRS-2任務(wù)飛行都將由ULA的Vulcan運載火箭送入軌道。

今年5月，Tenacity運抵肯尼迪航天中心夢工廠，將向軌道實驗室發(fā)送7800磅貨物。然而，他們發(fā)射計劃始終在延期，Dream Chaser原計劃在2021年底的首飛推遲了3次。據(jù)報道，ULA 宣布原定于2024年9月發(fā)射的計劃將再次延期，計劃的改變是由于美國太空部隊給出的壓力。

除了Dream Chaser，Sierra Space承接的還有充氣居住艙項目，被稱為LIFE模塊，也就是大型綜合靈活環(huán)境模塊。2020年，SNC時期的LIFE模塊還在進行模型測試，他們在和Biglow合作的過程中開發(fā)了將BEAM模塊連接到國際空間站的機制。

圖源：CNBC，2020年測試期間充氣的太空居住艙

國際空間站（ISS）將在2030年退役，許多公司都在籌劃研發(fā)私人太空站。

Ars technica報道指出，國際空間站雖然比任何商業(yè)空間站都大得多，但它的建造成本超過1000億美元，每年運維和貨物運輸費用超30億美元。商業(yè)空間站無疑將比國際空間站更簡單、便宜。

圖源：NASA，國際空間站

NASA與眾多商業(yè)公司簽署資助協(xié)議，共同研發(fā)空間站技術(shù)。如，Voyager Space聯(lián)合空客、Northrop Grumman加持的Starlab計劃，以及藍色起源與Sierra space的Orbital Reef（軌道礁）空間站，和Axiom的空間站計劃。

2024年初，NASA再次給Orbital Reef計劃撥款4200萬美元，使得總撥款數(shù)達到1.72億美元。LIFE充氣模塊便是用于該項目的產(chǎn)品。

圖源：YouTube，居住艙概念設(shè)計

Sierra Space做出LIFE模塊的首款產(chǎn)品，直徑27英寸（約8-9米），完全膨脹后艙體容積285m3，約為國際空間站可居住面積的1/3，可以容納約4名宇航員。

LIFE在發(fā)射過程中可以裝進5米的有效載荷整流罩里，進入軌道后膨脹。

圖源：Sierra Space

也就是說，LIFE軟體艙如果通過所有測試，發(fā)射到太空后可自動展開，形成3層公寓樓的生活空間，如果想達到目前國際空間站的體積，就發(fā)射3次這類的軟體艙便足夠。多個LIFE模塊組合在一起，可以創(chuàng)建比國際空間站更大的領(lǐng)域。

圖源：Sierra Space

此外，Sierra Space還在研發(fā)更大的LIFE模塊，如LIFE5000的體積有5000m3，直徑19米，可適應(yīng)9m的整流罩。預(yù)計在未來2-3年，該公司將會為LIFE模塊開發(fā)飛行硬件。

為應(yīng)對太空環(huán)境極端溫度變化和真空狀態(tài)，LIFE進行極限爆破（UBP）壓力測試。這個看似編織袋的大家伙在今年1月的測試中抗住了77磅/平方英寸（psi）的壓力。據(jù)The Verge，這場測試是全尺寸測試，比NASA推薦的60.8psi更高，超出27%。

圖源：The Verge

這次測試的重點是LIFE的壓力外殼艙內(nèi)約束層的性能，無論壓力多大都要保持空間完好無損。這個“殼”由9層材料組成，約束層名為Vectran帶（跟火星探測器材料相同），與宇航服制造商ILC Dover合作開發(fā)，這類織物在軌道上充氣后比鋼硬5倍，比鋁硬10倍。

圖源：YouTube

這項未來充氣空間站計劃也由NASA的《太空法案協(xié)議》（SAA）根據(jù)第二次商業(yè)空間能力合作（CCSC-2）進行。

另外，Sierra Space還是制作航天硬件的突出者，包括航天器、精密空間機制和航天器子系統(tǒng)。3月，有消息透露，曾在波音和洛克希德·馬丁工作過的Erik Daehler擔(dān)任Sierra Space的軌道系統(tǒng)和服務(wù)副總裁，他負責(zé)監(jiān)督該公司的軌道飛行器技術(shù)從民用和商用轉(zhuǎn)向軍事化配置，以支持國防行動。

Sierra Space積壓了價值13億美元的國防相關(guān)訂單。

據(jù)Space News消息，去年7月Sierra Space從空軍測試中心獲得2260萬美元的合同在VR35K-A發(fā)動機的基礎(chǔ)上繼續(xù)研發(fā)，這是用作未來運載火箭上面級的發(fā)動機。今年1月，美國太空發(fā)展局宣布選定Sierra Space和洛克希德馬丁、 L3Harris建造和運行54顆衛(wèi)星，成為SDA衛(wèi)星群第二階段跟蹤層的一部分。其中，Sierra Space的合同價值7.4億美元。

Sierra Space設(shè)計的新型衛(wèi)星瞄準(zhǔn)的是美國太空2025年的預(yù)算，可用于圍繞其他航天器進行精確交會和近距離操作，例如為衛(wèi)星設(shè)施做加油或維護。

以及在今年4月，Sierra Space正在開發(fā)一類返回物流航天器Ghost，可用于太空運輸貨物并安全降落回地球，該公司的Axelerator團隊大約花費90天完成了Ghost的原型機和測試活動。這個航天器的口號是“在90分鐘之內(nèi)實現(xiàn)全球有效載荷運送”，它最終的目標(biāo)是做太空的物流，設(shè)計承載能力是250至700公斤。

圖源：YouTube，Ghost測試，跟隨直升機上升高度墜落

當(dāng)前，形狀類傘的Ghost已經(jīng)在佛羅里達州完成了三次墜落測試，它的其中1個測試件從Sikorsky S-76直升機上4000英尺高空投下（配備降落傘），確保硬件在亞音速下穩(wěn)定飛行，演示了控制下降和著陸距離。

換句話說，若在后期通過擴展到高超音速測試，未來該飛行器重返大氣層時，在合適的高度釋放翼傘，它能將有效載荷引導(dǎo)到所需區(qū)域的100米范圍內(nèi)。因為對較小的有效載荷特別有用，這一概念將能使偏遠戰(zhàn)場的士兵短時間內(nèi)獲得急需物資，或用于民用，在地球范圍內(nèi)送最快的“快遞”。

圖源：Sierra Space，Ghost傘狀測試機

總的來看，Sierra Space已為太空物流設(shè)計和產(chǎn)出系列產(chǎn)品。Tom Vice表示，加上可重復(fù)使用的太空飛機和價格實惠的太空居住艙，Sierra Space正在大幅度節(jié)省在軌運行的成本。

“我們正在做開創(chuàng)性工作，為人類進一步探索太空打開大門。”

與商業(yè)航天合作“太空快遞”

Sierra Space的Dream Chaser被稱為航天飛機繼任者，是能往返太空和地球的無人駕駛貨車，除了NASA的空間站任務(wù)，還可能執(zhí)行低地球軌道任務(wù)、科研任務(wù)和衛(wèi)星維護等。

這其中，近地軌道的資源開發(fā)是未來的“寶藏”所在?！吨袊教靾蟆吩l(fā)文指出，近地軌道一直是人類開發(fā)強度最大和收獲最多的空間資源，如我國，無論是禮炮系列、和平號、天空實驗室、航天飛機、國際空間站和天空空間站等人類重大載人航天工程，還是遙感、氣象類等衛(wèi)星，都將近地軌道作為首選。

當(dāng)前最大的國際空間站是由美國、俄羅斯等16國建造與共同使用的最大空間平臺。茫茫太空中還有一個大空間站，我國的天宮空間站，已經(jīng)在2022年底完成T字型建造，設(shè)計壽命約為10年，未來還將繼續(xù)擴充空間。

圖源：中國載人航天，天宮空間站

為搶占太空話語權(quán)，各大經(jīng)濟體都在籌謀或資助建造國際空間站的替代物。不少商業(yè)太空公司已經(jīng)盯上空間站建設(shè)，其中就包括馬斯克的星艦和貝索斯的Orbital Reef軌道礁等。其中，Sierra Space合作的Orbital Reef項目不同于碩大笨重的剛硬太空艙，每一件都便于運輸且具備重量和空間的優(yōu)勢，假如測試成功，他們將快速降低空間站成本并加速其發(fā)展。從融資信息可以看出，日本已經(jīng)在重金押注與Sierra Space的合作。

圖源：Sierra Space，“追夢者”選擇日本被動對接系統(tǒng)作為商業(yè)空間站設(shè)計

要建空間站，供應(yīng)物資也十分必要。太空物流歸類于在發(fā)射和衛(wèi)星工業(yè)之外的新型基礎(chǔ)設(shè)施中。據(jù)Space Capital，在2023年一季度，太空物流累計投資額僅次于空間站，達11億美元。在其2024第一季度的報告中，持續(xù)投入空間站和LIFE的Sierra Space被列為第四大最有價值的基礎(chǔ)設(shè)施公司。

中美極大可能引領(lǐng)太空領(lǐng)域物流的發(fā)展。如上述內(nèi)容，NASA已與多家商業(yè)航天公司合作數(shù)十億美元的合同，進行空間站架構(gòu)、太空物流、加油和服務(wù)系統(tǒng)的合作。NASA提供訪問權(quán)限和機組測試系統(tǒng)、工具與軟件，商業(yè)公司負責(zé)關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)和部署。

而我國也有發(fā)展“太空快遞”，且能做到小時達。我國太空物流主要由搭載長征系列運載火箭的天舟貨運飛船來執(zhí)行，其中天舟六號能搭載7.4噸物資，運輸能力遙遙突出，天舟七號則是我國今年發(fā)射向太空的“新年大禮包”，載著5.6噸重的物資，入軌后采用3小時交會對接方案，又快又穩(wěn)。

此外，在去年5月，中國載人航天工程辦公室發(fā)布《關(guān)于征集空間站低成本貨物運輸系統(tǒng)總體方案的公告》，向全社會征集低成本貨物運輸方案。有人指出，方案是對天舟六號改造初衷的延伸和擴展，向市場化運營轉(zhuǎn)型。而商業(yè)航天公司如星河動力、星際榮耀、藍箭航天都有“太空快遞”的業(yè)務(wù)或方案。