吳業(yè)鵬 焦媛媛
SpaceX公司(美國太空探索技術公司)成立于2002年,創(chuàng)始人是備受爭議的硅谷鋼鐵俠——埃隆·馬斯克。在經歷了最初的三次失敗后,2008年由該公司研制的“獵鷹(Falcon)1號”火箭成功發(fā)射。2018年2月6日,由SpaceX公司制造的“獵鷹”重型火箭成功發(fā)射,并在完成任務后順利回收,讓全世界航天愛好者倍感震驚,它的造價遠低于同類型火箭,但性能卻高出許多。
在火箭與電動汽車兩個截然不同領域均取得如此巨大成就的人,正是埃隆·馬斯克。馬斯克還是一位頗具爭議的人物,他一方面以其天馬行空的構想聞名于世,另一方面又被人稱為是用火箭和電動汽車到處兜售虛假“希望”的騙子。
SpaceX的成功歸納起來,其核心是顛覆式創(chuàng)新和對優(yōu)秀產品與服務的深刻洞察:尋找其他人認為不可能的機會;從失敗中學習、永不放棄;創(chuàng)新和低成本競爭戰(zhàn)略;創(chuàng)造市場需求、迭代創(chuàng)新。
2002年1月,埃隆·馬斯克來到里約熱內盧過圣誕節(jié)。在沙灘上,他愜意地拿起一本有關火箭制造的書。其實,在海灘上看書也沒什么稀奇,但在埃隆·馬斯克看來,翻開的正是自己的夢想。在離開Paypal后,拿到2億美元現(xiàn)金回報的馬斯克參與了一個準備把小型溫室送往火星的項目,并前往俄羅斯試圖購買運載火箭,結果,對方報價讓其無法接受。
研究之后,馬斯克發(fā)現(xiàn),火箭燃料成本只占總成本的2%,而目前絕大多數火箭發(fā)射后都被扔掉了?!盀槭裁刺栈鸺荒苤貜褪褂茫俊彼貒?,于2002年成立了美國太空探索技術公司——SpaceX,并自掏腰包1億美元,用于研發(fā)供私人使用的可回收運載火箭。接下來,馬斯克招募了一些來自波音和洛克希德·馬?。羼R)等公司的優(yōu)秀工程師,創(chuàng)建了一支世界級的團隊。
在停滯不前或退步的行業(yè)中,沒有足夠的競爭來推動創(chuàng)新,像馬斯克這樣的企業(yè)家卻通過敏銳的觀察挖掘出了真正的機會。航天工業(yè)是最典型的例子,“我們能夠在1969年與‘土星5號一起登上月球,通過航天飛機我們只能到達低地球軌道,如今航天飛機已退役,美國無法在沒有俄羅斯人幫助的情況下讓人類進入軌道?!瘪R斯克說道。
當人們覺得私人探索太空是件浪費時間和不可能實現(xiàn)的事情時,馬斯克看到了這個行業(yè)的機會,開啟了SpaceX對傳統(tǒng)航天業(yè)的顛覆之旅。
面對馬斯克的瘋狂之舉,一時間,人們都認為他瘋了,而現(xiàn)實也如同大家所預言的一樣,盡管馬斯克招聘了很多來自NASA(美國宇航局)的科研人員,但是研發(fā)難度依然不容小覷。
2006年,SpaceX第一次發(fā)射時因燃油箱問題導致火箭在空中直接爆炸。2007年的第二次發(fā)射又因燃油箱震動導致火箭發(fā)射失敗。2008年8月,第三次發(fā)射再次失敗,馬斯克的人生跌落谷底。六年間,馬斯克經歷了長子夭折和婚姻破裂。與此同時,火箭研發(fā)也讓他的個人資產所剩無幾,他賣掉了豪車和別墅。
除了SpaceX,連其在2004年投資的特斯拉汽車,也因為延期交貨導致公關危機,面臨著隨時關門的可能性。隨著第三次發(fā)射失敗,馬斯克只剩下最后一次發(fā)射機會。到2008年年底,在經歷連續(xù)三次發(fā)射失利之后,馬斯克從PayPal公司賺來的2億美元也消耗殆盡,他已經沒有退路。
面對接二連三的失敗,盡管承受著巨大的壓力,馬斯克并沒有退縮。他認真地檢查每一個引起火箭故障的原因(包括發(fā)動機傳感器故障、液壓油耗盡和節(jié)流閥粘性等),激勵工程師們不斷從失敗中學習。2008年9月28日,只搭載了360磅貨物的“獵鷹1號”火箭點火啟動。在員工的歡呼中,“獵鷹1號”成功發(fā)射。
馬斯克成功了,但他卻面臨著一個更大的窘境。SpaceX和特斯拉兩家公司都陷入困境,并且可能只有一家能幸存下來。“屋漏偏逢連夜雨”,正當馬斯克一籌莫展苦苦掙扎時,美國爆發(fā)了震驚世界的“次貸危機”,這對于亟需資金的馬斯克無疑是雪上加霜。
此時,NASA伸出了援手,向SpaceX提供了一份高達16億美元的訂單,為正在研發(fā)中的“獵鷹9號”解決了資金問題。聽聞這個消息后,馬斯克哭了。此后四年,SpaceX陸續(xù)接下30多個商業(yè)發(fā)射合同。
2018年2月,SpaceX公司的“獵鷹”重型火箭騰空而起,再次創(chuàng)造了歷史。“重型獵鷹”是全球現(xiàn)役運載能力最強的火箭,該火箭的3枚助推器全部能夠實現(xiàn)回收再利用,開啟了超重型火箭廉價發(fā)射的新紀元。
SpaceX公司高度重視原始創(chuàng)新,堅持掌握核心技術。
1.推崇顛覆式創(chuàng)新
依靠技術創(chuàng)新,SpaceX掌握了領先的火箭一級回收技術、整流罩回收技術、模塊化組裝技術和可重復使用技術。依托技術創(chuàng)新,研發(fā)團隊研制出可重復使用動力著陸系統(tǒng)和低溫儲油裝置等產品。
2010年12月,“獵鷹9號”火箭成功將“龍”飛船發(fā)射到地球同步軌道。2015年12月,“獵鷹9號”第一級火箭在卡納維拉爾角空軍基地成功著陸,實現(xiàn)人類太空軌道運載火箭第一級完全可控回收,其技術難度之大猶如“在狂風中將掃帚柄直立于手掌之上”。
2.注重“關鍵路徑”
“關鍵路徑”是指特定時間公司最緊迫問題所組成的路徑。馬斯克將大部分時間和精力投入到SpaceX中。如果工程師的工作在“關鍵路徑”上,就可以得到馬斯克的支持:“你需要多少人和多少錢才能解決它?”無論你要求什么,他都會為你提供。依靠創(chuàng)新戰(zhàn)略,SpaceX幾乎壟斷了全球近一半火箭發(fā)射業(yè)務。
3.獨辟蹊徑降低成本
一般而言,ULA(聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟)發(fā)射一枚大中型運載火箭的費用約為4億美元;即使性價比頗高的中國“長征三號乙”火箭的發(fā)射費用也至少需要6000萬美元,中國火箭已經足夠便宜了。但SpaceX公司所研發(fā)的火箭的標準發(fā)射費用僅為5400萬美元,無與倫比的價格優(yōu)勢使得SpaceX可以輕松擊敗任何競爭對手。
為了使成本更具顛覆性,SpaceX采用了如下兩種方式:一是內部垂直整合生產。公司制定了全面成本控制計劃,火箭和飛船使用的全部零部件盡可能自己設計和制造。這種垂直整合模式是成本控制的基石,這樣做同時也降低了從外部采購零部件帶來的質量控制風險。為減少火箭生產線,盡可能在一條生產線上完成產品制造。此外,將大部分生產過程集中在霍桑工廠,能夠即時共享信息和材料,從而降低了生產過程各個階段的成本,加快了信息反饋。SpaceX自己制造了大約90%的火箭零部件,而洛馬和波音公司則需與12000家供應商簽訂合同才能制造火箭。
二是攻克火箭回收技術。除了自己承擔制造環(huán)節(jié)外,SpaceX過硬的可回收火箭技術水平也大大降低了發(fā)射成本。SpaceX使用Grasshopper(設計、測試軟件)進行了最成功的發(fā)射測試,這是第一個可完全重復使用的火箭,這意味著可大幅度降低太空旅行成本。最初,當馬斯克看到太空旅行的限制和強制的性能標準,他面臨著創(chuàng)新的困境。
NASA幾十年來一直試圖但未能提供低成本的太空飛行——這是航天飛機失敗的關鍵。航天飛機的復雜性及其對20世紀70年代技術的依賴推動了成本上升。它與SpaceX今天所擁有的低成本和標準化思維方式存在根本不同。
雖然SpaceX已經發(fā)展成為世界上最大的火箭發(fā)射公司,但世界航天發(fā)射市場和載人航天市場并沒有想象中的那么大,即使它在2018年拿下全球近一半的訂單,收入也僅有20億美元。
而轉型建造龐大的衛(wèi)星通信網絡,SpaceX未來發(fā)射收入峰值每年可能達到50億美元,而來自“星鏈”互聯(lián)網的收入,可能接近每年300億美元。相較于其他競爭者,SpaceX的優(yōu)勢在于它擁有世界上幾乎成本最低的發(fā)射費用和運力最強的運載火箭,這決定了SpaceX的起點就比競爭對手高出一大截。因此,SpaceX提出了雄心勃勃的“星鏈”計劃。
2 0 1 9年5月2 3日,搭載著首批6 0顆“Starlink (星鏈)”衛(wèi)星的“獵鷹9號”火箭發(fā)射成功。這標志著史上最瘋狂的互聯(lián)網計劃正式邁出了第一步?!靶擎湣笔荢paceX的一個雄心勃勃的項目,旨在將數量龐大的小型衛(wèi)星發(fā)射到近地軌道。通過相互間的激光通信,建立覆蓋全球的衛(wèi)星網絡,特別是它可為那些光纜和地面基站無法到達的偏遠地區(qū)用戶,提供低成本高性能的互聯(lián)網服務。
之所以說它瘋狂,是因為除了項目從設計、建造到部署的時間至少需要10年,總成本近100億美元外,還有它那巨大的衛(wèi)星發(fā)射數量。
SpaceX的最終目標是在近地軌道部署覆蓋全球的12000顆衛(wèi)星。這將是迄今為止,人類總共發(fā)射過的人造衛(wèi)星數量的1.5倍,目前在軌運行的人造衛(wèi)星數量(2063顆)的6倍。
預計“星鏈”系統(tǒng)全面建成后,地球上幾乎任何地點、任何時間將至少有三顆“星鏈”衛(wèi)星在頭頂運行,真正做到寬帶互聯(lián)網遍布世界,全球無死角,它將為目前無條件上網或無法正常上網的全球近42億人口提供低價、高速的上網服務。其網速將遠遠超過地面上現(xiàn)行的4G、未來的5G無線網絡,甚至絕大部分有線網絡,這些都無疑意味著全球互聯(lián)網的大變革和電信業(yè)的大洗牌。
同時,SpaceX也創(chuàng)造了獨特的迭代式創(chuàng)新模式,極大激發(fā)了創(chuàng)新活力。2008年,“獵鷹1號”火箭第4次發(fā)射成功。2015年,“獵鷹9號”火箭第一級箭體成功回收,將火箭發(fā)射成本降到了“白菜價”。
2018年,“重型獵鷹”成功發(fā)射,它是全球現(xiàn)役運載能力最強的火箭,其3枚火箭助推器全部能夠實現(xiàn)回收再利用,將開啟超重型火箭廉價發(fā)射的新紀元?;凇矮C鷹9號”和“重型獵鷹”取得的成就,SpaceX正在開發(fā)下一代完全可重復使用的火箭——“大獵鷹”火箭,它承載著將人類和貨物運送月球、火星以及更遙遠星球的希望。
2019年,伴隨著“星鏈”計劃首批60顆衛(wèi)星的升空,SpaceX開啟了空間通信的新時代。從獵鷹火箭的可回收技術,到“重型獵鷹”,再到“星鏈”計劃,SpaceX依靠迭代創(chuàng)新,不斷積累技術,正邁向人類的火星探索之旅,“讓人類成為多行星物種”。