SpaceX 商业的力量和人类的浪漫
记者 | 叶雨晨
美国东部时间2020年5月30日,带着这浪漫一句的海上火箭回收平台等候在佛罗里达州大西洋附近。15时22分,SpaceX的载人火箭DM-2(Demo-2)搭载乘坐着NASA宇航员的龙飞船,从佛罗里达州肯尼迪航天中心39A发射台点火升空。
这句话源自伊恩·班克斯(Iain Banks)的科幻小说《The Player of Games》,班克斯是马斯克最喜欢的科幻作家之一。2016年,SpaceX实现首次海上火箭回收,当时漂在大西洋上距离卡纳维拉尔角650公里处的那条回收驳船上涂印的,也是这句话。
5月30日,SpaceX的龙飞船升空。| 图片来源:SpaceX官方Flicker
必须承认,SpaceX与其创办者埃隆·马斯克的浪漫一面紧密相关。从2002年成立至今,这家太空探索技术公司已经多次创造历史,但5月底的这次发射仍有非凡意义。
发射后8分58秒,第一级火箭安全抵达回收平台;12分钟后飞船顺利进入近地轨道,朝国际空间站进发;19 个小时后,龙飞船与国际空间站成功对接,飞船上的两名美国宇航员与三位已在国际空间站的宇航员正式见面。
国际空间站上的宇航员与龙飞船上的宇航员相聚场景。 | 图片来源:视觉中国
在NASA官网,这项任务被称为“发射美国(Launch America)”,是美国近10年来最重要的一次航天任务。它意味着美国载人航天可以不再受俄罗斯联盟号的限制,同时它也是首次由商业航空航天公司将人类带入太空。
发射前夕,SpaceX宣布完成了新一轮近3.5亿美元融资,公司的最新估值约为360亿美元。
从0到360亿美元,SpaceX和埃隆·马斯克一直是受到全球关注的商业明星,其高光时刻和黑暗时刻都曾被无限放大。SpaceX所承载的,是人类对太空的探索和关于星际旅行的浪漫幻想,它作为一家商业公司本身的经历也充满离奇色彩。
SpaceX的缘起是马斯克的太空梦,梦想的起点是小时候看过的《银河系漫游指南》。马斯克酷爱《星际迷航》,很早之前就萌生了移民太空的念头,火星是他最中意的目的地。
1995年大学刚毕业,马斯克就和弟弟创办了一个类似于百度(107.23, 0.13, 0.12%)地图和大众点评综合版的软件Zip2,1999年2月PC 制造商康柏(Compaq)出资 3.07 亿美元收购了Zip2。同年,马斯克又投资1200万美元创办在线金融支付公司X.com,2000年与推出了在线支付产品PayPal的Confinity公司合并,新公司以“PayPal”命名,并于2002年2月在纳斯达克(9608.3747, 56.33, 0.59%)上市。
PayPal上市5个月之后,作价15亿美元卖给了eBay,马斯克因此获得了价值1.65亿美元的eBay股票,当时他31岁。
有了钱的马斯克开始把太空梦提上人生议程。
当时,马斯克已经有了一个名为“火星绿洲”的在火星建立生命支持系统的计划,但需要用到的运输工具火箭的价格昂贵。在美国国内能找到的最便宜的 “Delta2号”运载火箭,发射一次也要5000万美元。
于是,马斯克三次前往俄罗斯,希望购买退役的洲际导弹将其改装成火箭,最终也因俄罗斯报价过高而放弃。
买火箭太贵,手里又有了点卖PayPal的钱,这促使马斯克开始了自己的第三次创业。2002年,马斯克以1亿美元作为启动资金创立了SpaceX,2004年又以650万美元投资电动汽车公司特斯拉(881.56,-16.54, -1.84%),成为特斯拉最大的持股人和董事长。
SpaceX诞生时,各国面向太空的大航空时代刚刚拉开帷幕。
2003年,美国哥伦比亚航天飞机失事,飞机在高空解体以及7位宇航员的丧生打击了美国人对航空事业的热情,NASA捉襟见肘的财务状况浮出水面。它和1986年挑战者号失事暴露了同一个问题:太空事业由政府全盘控制难以健康发展,这为政府与私营公司合作打开了大门。
2004年,小布什政府宣布“美国航天发展计划”,提出“先返回月球,再登陆火星”,力求重振美国人对航空事业的信心。但是美国宇航局的预算逐年削减,加上金融危机,奥巴马上任后重新评估美国的航天事业发展进度,在“火星优先”“月球优先”和“灵活途径”中选择了“灵活途径”,这等于放弃了小布什时期的计划,鼓励私营公司参与,既能避免美国航天事业停摆,也可以解决航天飞机退役可能带来的大量失业问题。
政府的态度转变是关键。于是,新的力量进入了。差不多同一时期,亚马逊(2472.41, 1.37,0.06%)CEO贝佐斯创办了蓝色起源,英国富豪理查德·布兰森创办了维珍银河(15.82, -1.70, -9.70%)。
马斯克成立SpaceX的目的很简单,就是殖民火星,为此他需要研发出一款便宜可靠的火箭。SpaceX选择的方式是开发可回收利用的大型火箭,成为“太空行业中的西南航空公司”。这吸引了一些来自波音(153.31, 1.92, 1.27%)公司、喷气推进实验室(JPL)和天合集团(TRW) 的优秀工程师和管理者。
SpaceX的第一批员工只有13个人,如今已经成长为拥有 7000 名员工的巨擘。但早期由于没有政府资金支持,搞火箭又是一个特别费钱的游戏,没有多少人相信他能成功。很多为SpaceX工作的普通工程师都是刚刚毕业的小伙子,马斯克会亲自打电话邀请这些年轻人,用梦想激励,标准的“我们的征途是星辰大海”。
SpaceX发射场。| 图片来源:SpaceX官方Flicker
然而,火箭的研发并不顺利。2006年3月24日SpaceX的猎鹰 1 号火箭首次发射失败,2007年3月20日第二枚火箭也没能顺利进入轨道,2008年8月2日在第三次火箭发射期间,搭载着三颗NASA卫星和James Doohan(在《星际迷航》原初系列中饰演 Scotty)骨灰的火箭爆炸了,猎鹰一号三次试发射全部失败。
此时,公司经费见底,SpaceX和马斯克跌入低谷。与此同时,特斯拉也一直没有成型的产品用于兑现订单,两家公司都快撑不下去了。如果第四次发射继续失败,SpaceX可能宣告死亡。
在第三次发射失败之后的一个月,2008年9月28日,SpaceX又迅速开始了第四次发射,终于成功。SpaceX因此成为世界上第一个实现火箭发射入轨的私营商业航天公司,而且发射成功还为SpaceX带来了一个续命丸——NASA的订单。
NASA的商业轨道运输服务(COTS-Commercial Orbital Transportation Services)是美国航天事业商业化的里程碑事件,目的是为国际空间站发展商业补给服务。在此之前,美国的太空发射业务一直是被波音和洛马公司垄断,2006年两家公司还合资成立了联合发射联盟(ULA,United Launch Alliance),包揽了美国军方、NASA和政府机构的火箭发射任务,火箭发射成为暴利行业。
2006年,为了解决这个问题,NASA应政策倾向寻找商业化合作出路,商业轨道运输服务(COTS)应运而生。
2008年底,经过招标,NASA选择了与SpaceX及轨道科学(Orbital ATK)两家公司合作,其中与SpaceX签署了16亿美元的合同,后者提供向太空站运送货物的服务,SpaceX因此还获得2.78亿美元投资,此时终于算是走过了脆弱的早期成长期,更多可能性出现了。
2014年,SpaceX对NASA的轨道实验室做商业补给时使用的Falcon 9火箭。| 图片来源:SpaceX官方Flicker
与此同时,SpaceX的火箭研发和发射回收试验仍在推进当中。
猎鹰1号发射成功之后,SpaceX就开始升级,将原本仅有1台梅林(Merlin)发动机的猎鹰1号升级为由9台梅林发动机组成的猎鹰9号。2010年6月4日猎鹰9号完成首次发射,2011年SpaceX又拿到了追加至3.96亿美元投资,用于研发猎鹰9号和龙飞船。
由于NASA采用固定价格承包(Fixed Price Contracting)合作模式,预算是有限的,SpaceX如何降低火箭发射成本就变得很关键,它不仅影响SpaceX这家公司的命运,也对后来的太空生意有决定影响。
一般情况下,火箭发射升空后,第一级推进器就会被废弃,马斯克认为这是火箭发射成本高的主要原因,若能将其回收将有效降低成本。从2012年9月到2013年10月,SpaceX陆续做了8次火箭回收试验。最终在2015年12月21日,猎鹰九号安全在陆地软着陆,这也是人类发射火箭历史上的第一次助推器回收。2016年4月,猎鹰九号搭载着龙飞船顺利升空,一级火箭助推器分离之后,稳稳降落在海上回收平台,实现了首次海上回收。
SpaceX的另一个海上回收坞,涂装“Just Read The Instructions”(请阅读指示),取自伊恩•班克斯的《文明》系列。 | 图片来源:图片来源:SpaceX官方Flicker
根据当时媒体报道,通过采用航天超强度铝锂合金材料制造和增加挡热板等措施,回收后的一级火箭无需经过太多整修便能重复使用,可降低30%的发射成本。
而且,SpaceX在这期间还抓住了另一个机会,就是NASA的宇航员运输。
2011年,美国决定放弃“航天飞机”计划,在亚特兰蒂斯号退役后就失去了运输宇航员进太空的能力,只能购买俄罗斯联盟号的服务,每个座位收费一度高达8600万美元。
为了不一直有求于人,2014年9月,NASA正式售出价值68亿美元的商业乘员运输能力(CCtCap)合同,波音公司和SpaceX分别赢得了42亿美元和26亿美元的商业合同,NASA负责出钱出宇航员,波音和SpaceX各自研制一种新型商业载人飞船,重建美国的载人航天发射能力。本次龙飞船的发射就是NASA与SpaceX当时签订合同的组成部分。
波音总体上的进度稍落后于SpaceX。2019年年底,波音公司制造的“星际航班”(Starliner)飞船在不载人试飞中未进入预定轨道,被迫取消原定前往国际空间站的计划。有媒体报道波音将在今年10月再补一次星际航班飞船的无人测试发射,目标仍然是国际空间站。
当然,SpaceX的进展也并非一帆风顺。
2016年,SpaceX经历了被马斯克称为“最困难最复杂”的一次失败。当年9月1日,猎鹰9号在发射前的测试中爆炸了,事故造成Facebook(232.72, 0.81, 0.35%)价值2亿美元的Amos-6卫星完全摧毁,SpaceX也由此陷入了4个月的停滞,直至次年1月才重新开始发射试验。
在无数次的爆炸和失败中,现在的猎鹰9号逐渐成为SpaceX最为成熟的火箭,担负了SpaceX的主要发射任务,每次发射报价为6000万美元,而其他供应商的报价则高达2.5亿美元到4亿美元不等。
2019年底, SpaceX还开始了新项目,着手建造下一代星际飞船Starship。Starship飞船长50米,直径9米,由合金钢制成,发射载荷为150吨,可重复使用,用于火星飞行,可容纳100人。
今年1月,马斯克在Twitter(32.26, 0.37, 1.16%)上对移民火星的时间表做了预测:“我们每年将建造100艘星际飞船,10年内数量就可以达到1000艘,这也就意味着每年的运力可达1亿吨。每当地球和火星轨道同步时,就可以同时把大约10万人送往火星。”当时,马斯克再次被网友们调侃成了“疯子”。但4个月后,美联邦航空局颁发许可证,允许SpaceX对Starship飞船展开亚轨道飞行测试。
马斯克是疯子吗?关于他的各种形容词层出不穷,5月底的这次发射之后想必又会增加。无论人类最终是否以及何时才能殖民火星,他对梦想的执行力令人钦佩。
这注定是一个不断失败、不断前进的故事。就在龙飞船发射的前一天, SpaceX星际飞船SN4原型机在得克萨斯州的测试场测试时发生了爆炸。
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