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战胜NASA,马斯克离殖民火星真的不远了

界面2019-05-02 10:18:12


由私人公司发射火箭,标志着人类离太空又近了一步。

作者 | 李潮文 彭新 饶文怡 

今天早晨,一枚新火箭在佛罗里达州肯尼迪航空中心成功发射上天。此次使用的发射坪,恰好是当年NASA向月球发射阿波罗11号所用的场地,但与几十年前不同的是,这次的火箭是伊隆·马斯克的私人创业公司Space X打造的。火箭升空后,现场所有人都开始鼓掌、欢呼,仿佛这是一场硅谷常见的party。

在这枚代号为“猎鹰”的重型火箭上,马斯克放了一辆他自己的特斯拉Roadster跑车。跑车的电路板上刻着一句话:“来自地球,人类制造”,代表了这个被称为“钢铁侠”的创业者对于地球之外的领域和生命的探索。 

由私人公司发射火箭,标志着人类离太空又近了一步。《纽约时报》在一篇文章的标题中直接用了“太棒了”、“纪念碑式的”、“难以置信的”三个形容词。

与此同时,也有人感到惊慌。《大西洋月刊》称, “随着私人公司在这个领域一点一点一点地占据地盘,太空飞行不再像以往那样是全人类的事情,而变得更为私人了。”

在发射火箭的前一天,有记者问马斯克,把自己的特斯拉放在火箭上,是不是觉得发射火箭是一件非常私人的事情。 “一直是非常私人的”,马斯克回答。

在肯尼迪航空中心升空几个小时之后,“猎鹰”发回了宇宙空间最新的照片。马斯克在他那辆特斯拉跑车上装配了摄像头,直播重型猎鹰在太空的旅途,视觉效果极为壮观。马斯克说,直播估计能持续12个小时,直到把特斯拉的电耗光。

驾驶座位上还颇为浪漫地放了一个名为“星空访客”(Starman)的假太空人,车内播放着已故歌手David Bowie 的成名作《太空怪咖》(Space Oddity),而特斯拉特有的车中大屏幕上,有一行字,“不要惊慌”(don’t panic)。

“不要惊慌”来自1979年出版的科幻小说《银河系漫游指南》,这本小说描写了主人公Arthur Dent无意中进入太空的神奇旅行,并且把这句话印在了书的封面上。

“这的确是真的”

在发射后的新闻发布会上,马斯克说:“ 这非常搞笑和不可思议,老实说,这看起来都像假的,但你知道,这的确是真的”。

猎鹰重型由三枚独立的“猎鹰9号”火箭组成,三组独立的梅林引擎发动机必须配合工作。发射前,马斯克十分担心三个助推器之间相互作用而产生的共振力量会引发灾难性的结果:“如果它能够离开发射台,不把发射台炸得粉碎,对于我而言,这就已经成功了。” 猎鹰不但没有炸掉发射台,而且避开了发射后空气阻力造成破坏、助推器分离失败甚至火箭表层结冰等等不确定性,表现堪称完美。

猎鹰还是一枚大型火箭,到目前为止,只有人类历史上最强大的火箭、1967年-1973年服役的美国土星五号(Saturn 5)能够在运载力量上俯视猎鹰。土星五号的近地轨道运力高达140吨,而猎鹰重型则为63吨。

2011 年 4 月份,马斯克通过寥寥几位记者向世界宣告了想要造出“重型猎鹰火箭”的疯狂想法。

当时,他描述这枚火箭的运载能力将达到航天飞机和德尔塔 IV 重型火箭的两倍以上,只需要发射一次就可以将宇航员送上月球,甚至火星。

在记者们的追问之下,他还大胆给出了重型猎鹰火箭的首飞时间:2012 年底。

不过,就像马斯克本人当时所说的一样,“发射这件事本身就很难预测。”经过几次拖延,他终于在今天兑现了当时的诺言。

不超1亿 说到做到

价格低廉是SpaceX最重要的商业逻辑。在 2011 年的新闻发布会上,马斯克曾坚定地表示,SpaceX 的发射报价是独一无二的,任何竞争对手都难以企及。

他当场立下军令状:“猎鹰 9 号的发射报价只有 5000 万美元,重型猎鹰也不会超过 1 亿美元,除了通货膨胀的影响因素之外,我们不会涨价。”他还补充一句,“就让历史来作证,我说到做到。”

七年过去了,马斯克超预期兑现了他的承诺。从 2011 年到现在,结合通货膨胀因素之后,猎鹰 9 号的发射报价应该调整为 5500 万美元,和当前 6200 万美元的价格相差无多;但考虑到最新版猎鹰 9 号的发射能力比最初版高出一截,单位载荷报价倒是不降反升。而三枚“9号”组成的重型猎鹰,报价仅9000 万美元,也低于预期的 1 亿美元。

《麻省理工科技评论》援引XCOR、Agile Aero 公司的创始人 Jeff Greason 评价到,“SpaceX 价格透明的做法为业界做出了持久而重大的贡献……人们总会不由自主地忽视掉定价的重要性,但没有了价格的决定因素,市场将会混乱,任何一件商品的价值都将会在‘一文不值’和‘无价之宝’之间游走。”

另外,猎鹰的可重复使用能力也值得关注。此次发射的三枚一级箭体全部实现回收,而其中两枚助推火箭还是此前用过的“二手货”,由此可见 SpaceX 的回收技术已经十分成熟。

Space X的火箭一集回收技术一直是它的独门绝技,2015年首次成功。技术商业化最重要的就是“可重复”,2017年,SpaceX做了14次尝试,比肩中国全年发射火箭数量。

“这件事看上去很好玩。一开始,那些火箭发射巨头嘲笑或忽视我们,但现在他们必须做和我们同样的事。你会听到许多公司开始宣传要做可重复使用的火箭。”SpaceX 发动机设计师 Tom Mueller 说。

传统火箭行业垄断者发现SpaceX的路径可行之后,才开始跟随他们,而此次Space X已经迈出了新的一步,包括火箭整流罩的完整回收。业界预计,火箭的两片整流罩每片价格在500万美元左右,一旦回收成功,能够节省1000万的成本。目前马斯克还没有公布此次整流罩的回收结果。

NASA你要不要征用?

SpaceX打破了以往航空领域由政府承包商垄断的格局,向外界展示了一种可能性——“我们能够做到价格低廉且运力强大”。

就在马斯克宣布猎鹰重型火箭计划的2011年,《麻省理工科技评论》指出,当时美国的航天业似乎陷入了前途未卜的困顿。仅仅几个月之后,美国人引以为傲的航天飞机就迎来了最后一飞,之后便彻底终结了历史使命,这意味着曾经的航天霸主已经在兜兜转转之中失去了将人送入太空的能力。

长期以来,NASA 除了要被迫接受来自俄罗斯的强势态度之外,还要为美国的联合发射联盟(ULA)的傲慢买单。

美国联合发射联盟(United Launch Alliance)成立于2006年12月,是由洛克希德马丁公司和波音公司各出资50%成立的一家合资企业,而这两家公司一直是NASA重点扶持的老牌航天公司,是长期外包单位。

NASA长期接受ULA的垄断报价——ULA 性价比最高的宇宙神 V 的军用发射报价通常在 1.5 亿美元以上,德尔塔 IV 更是超过 4 亿美元。相比之下,此次重型猎鹰火箭单次发射费用是9000 万美元,大大降低。

NASA现在很尴尬。2011年9月14日,NASA正式公布了新一代空间发射系统(SLS)的设计,这款大推力火箭被视为人类空间探测的基石。根据计划,在2017年,SLS首次执行帮助未载人的猎户座空间船环绕月球的任务,但该计划已经过数轮延期。

NASA人力资源开发和运营副总监William H. Gerstenmaier承认,下一代大型火箭SLS的首飞时间将被推迟到2019年进行。

从NASA 2018年度的预算来看,已经没有多余的资金可以支持SLS上天了。

在过去几年间,由于SpaceX拳头产品“猎鹰9号”火箭成本低廉,NASA的空间站货运补给将很多订单交给了SpaceX。

马斯克在很多场合表现出对NASA官僚体制的不满,而硅谷创业者的逻辑是,如果政府低效,他们就自己来做。

马斯克曾在他的自传《硅谷钢铁侠》中提到和NASA的一些冲突:有很多次SpaceX想对发射程序做出一些调整,但任何此类调整都需要做出大量书面工作。

例如,SpaceX已经记录了替换过滤器需要的所有步骤:戴上手套、佩戴安全护目镜、移除一个螺母等等,但如果更改这个步骤,或者使用另外的过滤器,NASA需要一个星期进行审查才能批准,这让马斯克感到可笑。

一位NASA工程师接受Lifehacker采访时也提到了这种官僚现象:在正式的质量测试之外,还有许多案头工作要做,大量事务更改需要向上级汇报,这很费时间。尽管这名工程师表示了理解,但也能够部分说明为何NASA旗下项目推动如此缓慢。

在SLS缺乏经费、难以为继的同时,马斯克一直在展示价格低廉的可能性。NASA能不能打破自身的官僚主义,则在于他们自己选择。

但NASA仍然只把订单交给波音和洛克希德。他们在CNBC报道中表示,之所以拒绝坐在Space X的火箭里、选择付出大量的资金和力量研发SLS重型火箭,是因为SLS只有一个顾客和一个任务,那就是让美国人进入太空深处。

“深空探测如此浩渺,花费如此高昂,又充满挑战危险,因此它(SLS)需要自己的使命。” 美国宇航局的管理层说道。

美国宇航局还与洛克希德·马丁公司一起开发研制“猎户座”太空舱,将用于SLS火箭的载人部分。

SpaceX已经不仅仅代表一个商业公司。在2013年中期,SpaceX推出“猎鹰9号+龙飞船”的组合,这是目前唯一一个完全由美国自主研发的发射方案——在加州制造、在德克萨斯州试验、在佛罗里达州发射,在一定程度上让美国摆脱了俄罗斯在航天领域对自己的掣肘。

离月球近一点

在猎鹰发射之前,杰夫贝佐斯在Twitter上祝SpaceX好运:“希望它是一个漂亮的、如常的发射。”马斯克也给了一个俏皮的回应。 

在商业火箭发射领域,贝佐斯和马斯克是对手,但在打破美国航天发射现有格局上,他们毫无疑问是盟友。与NASA和ULA相比,这些创业公司显然能够让人类的太空梦早些实现。

《华盛顿邮报》曾报道,在贝索斯的蓝色起源公司内部,流传着一份专门呈交给特朗普团队及NASA的7页白皮书。这份报告详尽地阐述了公司对“殖民月球”的野心,譬如怎样开发一台可以精确降落在月球南部某个陨石坑的月球航天器。

蓝色起源比SpaceX早创立3年,但在2015年以前完全默默无闻,研发进程几乎呈”保密“状态,每年只有零星的消息传出来。

虽然曾有媒体猜测公司经费紧张,但加拿大航天员埃里克.希德豪斯却给出了自己的看法:“蓝色起源公司倾向于讨论已经完成的事情,而非正在计划进行的事情。换句话说,这是一家注重成就的公司。在航空航天这样艰辛的行业中,实际通常比预期要花费的时间多得多。”

2011年蓝色起源秘密进行首次私人太空船发射试验,并大获成功。此后贝索斯在接受《财富》杂志采访时表示:“我们必须确信自己设计研发出来的航天器万无一失,才准备发射。”

蓝色起源已经接到了生意。著名的法国卫星运营商 Eutelsat Communications在2017年与蓝色起源签下发射合同,将成为新格伦号(New Glenn)系列火箭的第一位客户。

之后,风头正劲的卫星创业公司OneWeb也高调宣布,自己已经把未来十年内的多个发射合同交给了蓝色起源:“5次独立发射,多达400颗小卫星,2021年正式起飞。我们都交给了蓝色起源。”

商业化往往会带来成本的降低,尽管对于SpaceX来说竞争正在加剧,但对于整个航空领域来说,更多企业入场意味着更大的突破。

银河系漫游梦

马斯克在十多岁时读到了《银河系漫游指南》,在2015年的一次采访中,他说他的太空梦正是从这本书中启蒙的。

他花了许多年时间,从互联网行业中赚到去太空的路费。马斯克曾经是著名的“Paypal匪帮”中的一员,他参与创立的企业信息网站Zip2,也被康柏公司以3.07亿美元买下。

2001年开始,马斯克开始频繁和太空领域的学者接触,并且成立了自己的基金会,促进对于太空的探索。他甚至一度希望到俄罗斯去购买廉价火箭,来实现航天飞行。 经过无数次碰壁,他干脆决定自己来建造一枚火箭。

根据马斯克的自传,他花了几个月时间研读了包括《火箭推进原理》、《天体动力学》在内的基本专业书籍,同时找来更多的专家作为帮手。

终于,在2002年6月,他成立了SpaceX,以“制造质量更好,价格更低廉的火箭推进器”为目标。换言之,这家公司想把发射火箭变成一个更加平民化的活动。

相比于其他公司庞大的技术团队,SpaceX的团队可以用“袖珍”来形容,这意味着公司上下每个人都要投入到火箭的建造之中。

成立后不久,SpaceX就请来了军火商巨头TRW的工程师Tom Mueller担任公司的发动机总设计师,马斯克本人也把大部分精力投入公司的日常运营之中,甚至经常亲自参与实验。

想法是美好的,但实现永远是困难的。冷战期间,美国政府曾尝试发射数以百计的火箭,其中很大一部分都以失败告终;对于一家初创公司而言,发射火箭无疑更加困难。

马斯克和他的SpaceX最初几次尝试并不成功。SpaceX的发射计划多次失败,数以千万计的资金被消耗殆尽,马斯克也一度因此陷入财政危机之中,但他并没有中止自己对于梦想的追逐。他通过一系列资本运作,设法筹集了资金,让SpaceX成功地支持到了2008年9月28日。

那一天,在西太平洋的夸贾林岛上,SpaceX建造的“猎鹰1号”火箭带着袅袅青烟飞上蓝天,并在9分钟的飞行时间中顺利进入轨道。世界上第一枚私人火箭成功完成了这一壮举。

马斯克瞄准的一直是政府订单,即ULA口中的蛋糕。在2014年的一次国会听证会上,SpaceX和ULA就争夺政府订单一事展开了激烈的讨论。ULA强调自己的领先位置,但马斯克拿出了两家公司火箭发射的价格对比:ULA的一次发射需要3.8亿美元,而SpaceX仅需9000万美元,而且它们的火箭完全是“Made in USA”。这让SpaceX赢得了这次论辩,也打破了外界对于其昙花一现的猜测。

SpaceX获得资金支持和订单后,终于走上了正轨,得以建造出更多规模更大的火箭,包括这次的“重型猎鹰”号巨型火箭。

SpaceX这次使用的无人回收船叫做Of Course I Still Love You,这句话被喷在甲板上特别显眼,源自伊恩•班克斯(Iain Banks)的科幻小说《The Player of Games》,他也是马斯克最喜欢的科幻作家之一。

就像这句“我当然还爱着你”所表现出的高傲一样,马斯克在很多时候显得狂妄自大,但不能否认的是,他在很多领域都是一股颠覆性的势力。

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