SpaceX成功背后的創(chuàng)新啟示

鄭永春

2015年12月22日，在圣誕節(jié)這一西方人最重要的節(jié)日之前，一家民營(yíng)航天公司SpaceX再次驚動(dòng)了全世界的航天界甚至科技界。他們研發(fā)的“獵鷹”9號(hào)火箭不僅把Orbcomm公司相當(dāng)于22個(gè)成年人體重的11顆衛(wèi)星（每顆重172千克）送入近地點(diǎn)620千米、遠(yuǎn)地點(diǎn)660千米的近似圓軌道，而且火箭的第一級(jí)在經(jīng)歷太空飛行之后，再次進(jìn)入地球大氣層。在點(diǎn)火發(fā)射升空的9分40秒后，第一級(jí)火箭穩(wěn)穩(wěn)站立在發(fā)射場(chǎng)附近的陸上著陸平臺(tái)，在世界上首次實(shí)現(xiàn)了運(yùn)載火箭的成功回收。在經(jīng)歷了2015年以來(lái)的數(shù)次失敗之后，研發(fā)團(tuán)隊(duì)終于可以安心回家歡度新年了。

SpaceX無(wú)疑是成功的，但他們是如何取得成功的，這背后有什么樣的體制機(jī)制來(lái)保障他們的創(chuàng)新實(shí)踐，其中有哪些可供我們借鑒和參考？這些問(wèn)題值得我們深思。

政府支持

長(zhǎng)期以來(lái)，美國(guó)航天界一直是NASA一手主導(dǎo)的，這種政府主導(dǎo)的模式曾經(jīng)把美國(guó)人送上了月球，在與蘇聯(lián)的太空爭(zhēng)霸中贏得了勝利。但進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，美國(guó)航天的發(fā)展過(guò)分依賴NASA下屬機(jī)構(gòu)，NASA的機(jī)構(gòu)體系龐大臃腫，缺乏創(chuàng)新活力的弊端逐漸顯現(xiàn)。

為改變這一狀況，美國(guó)政府在奧巴馬上臺(tái)伊始就開(kāi)始布局商業(yè)航天的發(fā)展。如果沒(méi)有國(guó)會(huì)立法和政府政策的支持，SpaceX不可能會(huì)有今天的成功。

NASA作為政府部門(mén)，在推動(dòng)商業(yè)航天發(fā)展方面不與民爭(zhēng)利，果斷退出具有潛在商業(yè)價(jià)值的低軌道航天發(fā)射領(lǐng)域，向民營(yíng)航天企業(yè)放開(kāi)。NASA自身則集中精力發(fā)展基礎(chǔ)航天技術(shù)和深空探測(cè)等公益性航天事業(yè)，特別是載人登陸火星方面。

NASA向SpaceX開(kāi)放了“阿波羅”登月和航天飛機(jī)研發(fā)的大量技術(shù)報(bào)告，轉(zhuǎn)移了大量成熟技術(shù)。為了扶持SpaceX，NASA把自己的核心技術(shù)骨干派駐到公司，其中包括一批航天業(yè)內(nèi)的頂尖高手。

航天發(fā)展的瓶頸在火箭，火箭研發(fā)的瓶頸在發(fā)動(dòng)機(jī)。SpaceX公司此前并沒(méi)有研制大型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的能力?！矮C鷹”9號(hào)火箭上使用的梅林發(fā)動(dòng)機(jī)原型是NASA當(dāng)年用于載人登月的，推力并不大。照此計(jì)算，整個(gè)“獵鷹”9號(hào)火箭需要用19臺(tái)梅林發(fā)動(dòng)機(jī)。NASA把梅林發(fā)動(dòng)機(jī)的全套技術(shù)轉(zhuǎn)讓給SpaceX，SpaceX在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了改造和升級(jí)，發(fā)動(dòng)機(jī)推力也因此得以提高。目前，SpaceX已經(jīng)具有獨(dú)立自主研發(fā)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的能力。

不僅轉(zhuǎn)移技術(shù)，輸送人才，NASA還給了長(zhǎng)期的大額訂單。經(jīng)過(guò)三輪競(jìng)標(biāo)，在20多家公司中，SpaceX研發(fā)的“獵鷹”9號(hào)火箭和另一家民營(yíng)航天企業(yè)軌道科學(xué)公司的運(yùn)載箭脫穎而出，贏得了向國(guó)際空間運(yùn)輸貨物、總金額達(dá)數(shù)十億美元的合同。

商業(yè)運(yùn)作

商業(yè)航天發(fā)展的背景，源自航天領(lǐng)域蘊(yùn)含的蓬勃商機(jī)和巨大的經(jīng)濟(jì)潛力。與NASA下屬機(jī)構(gòu)用錢(qián)大手大腳、預(yù)算經(jīng)常超標(biāo)不同的是，民營(yíng)企業(yè)的每一分錢(qián)都需要精打細(xì)算。

為了降低成本，SpaceX制定了全面的成本控制計(jì)劃?；鸺惋w船使用的全部零部件盡可能自己生產(chǎn)，這樣做也降低了零部件外部采購(gòu)帶來(lái)的質(zhì)量控制風(fēng)險(xiǎn)；由于火箭和飛船的生產(chǎn)量有限，為了減少生產(chǎn)線，SpaceX盡可能在一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)多種不同的零部件。馬斯克相信，降低成本的關(guān)鍵不僅在于研發(fā)新的技術(shù)，更在于廣泛采用已經(jīng)成熟的技術(shù)和產(chǎn)品。

以給國(guó)際空間站進(jìn)行貨物運(yùn)輸?shù)摹褒垺憋w船為例，2008年“龍”飛船給國(guó)際空間站的貨運(yùn)合同單次費(fèi)用為1.33億美元，NASA用16億美元購(gòu)買(mǎi)了12次貨運(yùn)發(fā)射任務(wù)。作為對(duì)比，美國(guó)大中型載荷平均每次發(fā)射4.35億美元，4次發(fā)射合計(jì)17.4億美元，2012年發(fā)射費(fèi)用比上年大幅上漲30%。歐洲的阿里安公司和美俄聯(lián)合的國(guó)際發(fā)射服務(wù)公司的報(bào)價(jià)也不低。為了降低成本，SpaceX甚至用市面上十分成熟的浴室零件來(lái)組裝飛船的門(mén)把手，僅此一項(xiàng)就可以節(jié)約1470美元。

這種商業(yè)化的運(yùn)作模式，就像生產(chǎn)冰箱和洗衣機(jī)的流水線那樣，脫離了以往火箭研發(fā)中十分臃腫的供應(yīng)鏈，陳舊保守的設(shè)計(jì)方案，以及無(wú)法管控的外包合同。

有人說(shuō)，“獵鷹”9號(hào)火箭第一級(jí)回收成功，將使航天發(fā)射變成白菜價(jià)。實(shí)際上，火箭回收可以降低發(fā)射成本是肯定的，但是否真的降低到白菜價(jià)，回收后的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)需要進(jìn)行多大程度的更新改造，是更新后用于下一次發(fā)射，還是用于其他用途，都還需要實(shí)踐的檢驗(yàn)。

但不管怎樣，SpaceX的成功一定會(huì)在航天界迎來(lái)一場(chǎng)大討論。在為SpaceX的成功喝彩的時(shí)候也要反思，我們的航天體制哪些是成功的？哪些還需要大的改進(jìn)。這次火箭回收成功的后續(xù)影響還需要一段時(shí)間才能充分消化。

“獵鷹”9號(hào)一級(jí)火箭著陸

永不停步

北京時(shí)間2016年1月18日凌晨2時(shí)42分，“獵鷹”9號(hào)火箭在加利福尼亞州范登堡空軍基地再次發(fā)射，將美國(guó)海洋與大氣管理局用于監(jiān)測(cè)全球海平面高度變化的Jason-3海洋觀測(cè)衛(wèi)星送入軌道。發(fā)射成功后，SpaceX公司再次測(cè)試了“獵鷹”9號(hào)第一級(jí)火箭的回收，但未獲成功。

回收時(shí)，第一級(jí)火箭成功啟動(dòng)了緩沖減速發(fā)動(dòng)機(jī)，朝著太平洋上停泊的海上回收平臺(tái)下降，成功抵達(dá)了駁船著陸平臺(tái)，偏離駁船中央不到1.3米，幾乎正中靶心。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，火箭著陸過(guò)程很輕柔，但由于火箭底部的其中一根著陸支架沒(méi)有被鎖定而折斷，“重重”地倒在駁船上，火箭海上回收再次宣告失敗。這是SpaceX公司第四次嘗試在海上平臺(tái)回收火箭，此前的回收駁船都位于大西洋，而非太平洋。

此次發(fā)射使用的是“獵鷹”9號(hào)1.1型火箭，推力較2015年12月22日發(fā)射的“獵鷹”9號(hào)FT型火箭小，回收難度也較大。與陸地著陸回收相比，在海上平臺(tái)著陸可以通過(guò)計(jì)算火箭的飛行軌跡選擇停泊位置，縮短火箭飛行距離，節(jié)省燃料消耗。

2016年2月6日，“獵鷹”9號(hào)FT型火箭將再一次進(jìn)行海上回收，發(fā)射將在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角進(jìn)行。

需要指出的是，SpaceX公司每次進(jìn)行火箭回收測(cè)試，都是在火箭完成商業(yè)發(fā)射合同之后進(jìn)行的，即使測(cè)試失敗，并不會(huì)增加發(fā)射成本。馬斯克表示：“我想我們將很快積累起像一支艦隊(duì)那么多的回收火箭，而后我們將用數(shù)年時(shí)間去重復(fù)利用，并確保它們都工作得很好?！逼浯?，按照SpaceX公司的管理經(jīng)驗(yàn)，增加測(cè)試頻率是他們改進(jìn)“獵鷹”9號(hào)火箭的關(guān)鍵措施，火箭回收失敗的同時(shí)也為下一次測(cè)試積累了新的數(shù)據(jù)，提高了成功的可能性。

敢想敢做

與其在無(wú)數(shù)次的討論中侃侃而談，不如立馬開(kāi)干。民營(yíng)企業(yè)的基因使得SpaceX敢想敢做，想到就做，即便錯(cuò)了。正如SpaceX的航天工程師David Giger所說(shuō)：“我們不會(huì)坐在那里花幾年時(shí)間去分析和論證，SpaceX需要的是測(cè)試、測(cè)試、再測(cè)試。”

一家民營(yíng)航天企業(yè)的成功，或許可以打亂整個(gè)世界的航天格局。就像是一筐沙丁魚(yú)中的一條鯰魚(yú)，如果沒(méi)有這條鯰魚(yú)的攪局，沙丁魚(yú)也很難存活。SpaceX的成功，代表著民營(yíng)航天企業(yè)逐漸成熟，從舞臺(tái)邊緣走到了舞臺(tái)中央。傳統(tǒng)上政府主導(dǎo)的航天業(yè)將逐漸退出具有商業(yè)利益的航天發(fā)射領(lǐng)域，專(zhuān)注公益領(lǐng)域，與民營(yíng)航天企業(yè)一起推動(dòng)人類(lèi)進(jìn)入波瀾壯闊的大航天時(shí)代。

馬斯克十分遠(yuǎn)大而堅(jiān)定的夢(mèng)想以及強(qiáng)大的意志力，無(wú)疑是SpaceX成功的重要因素之一。短短十幾年中，馬斯克做成了PayPal電子支付、特斯拉電動(dòng)跑車(chē)、SpaceX商業(yè)航天等幾件大事，未來(lái)還將致力于發(fā)射4000顆衛(wèi)星全球組網(wǎng)，研發(fā)時(shí)速上千千米/小時(shí)的超級(jí)高鐵，把人類(lèi)送上火星等“狂想”。有人說(shuō)，馬斯克一個(gè)人活出了別人幾輩子。從馬斯克的成功中，我們也應(yīng)該看到，人生最大的成就不是達(dá)到多高的頂峰，而是盡可能豐富自己的人生經(jīng)歷。我們或許永遠(yuǎn)沒(méi)有機(jī)會(huì)成為首富，但我們完全可以讓自己的人生更加精彩。

責(zé)任編輯：劉靖鑫