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SpaceX與NASA從競(jìng)爭(zhēng)到合作,波音卻淪為“扶不起的阿斗”?專家:非新舊之爭(zhēng),而是強(qiáng)技術(shù)和低成本的聯(lián)手 | 專訪

發(fā)布人:芯東西 時(shí)間:2021-03-08 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章
當(dāng)初不服另起爐灶,現(xiàn)在讓對(duì)方服氣。20 年前馬斯克想購(gòu)買(mǎi)火箭****到火星,最終因價(jià)格太貴作罷。他登錄 NASA 官網(wǎng),想了解火星探索計(jì)劃,居然一無(wú)所獲,這讓他非常失望。


耗時(shí)幾個(gè)月鉆研航空航天技術(shù)后,馬斯克大手一揮,決定成立一家太空技術(shù)探索公司 —— 自己制造和****火箭,自己制定和實(shí)施火星探測(cè)計(jì)劃。
20 年后的今天,馬斯克成功了 —— 人們經(jīng)常把他創(chuàng)立的 SpaceX 和 NASA 相提并論,甚至有人問(wèn):有了 SpaceX 還需要 NASA 嗎??jī)烧呤悄闼牢一钸€是合作共贏?

“兩者之間肯定是合作的更多一些,尤其是 SpaceX 要依賴于 NASA 的訂單才能獲得長(zhǎng)足發(fā)展。包括最早的是貨運(yùn)飛船、便宜高效的運(yùn)載火箭。當(dāng)然從長(zhǎng)遠(yuǎn)看兩者有一定的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。尤其是在載人登月和載人登火方面,NASA 的做法比較傳統(tǒng),進(jìn)展慢,成本高,如果跟 SpaceX 合作,可以更快更省。” 談及 SpaceX 和 NASA 的關(guān)系,全國(guó)空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩告訴 DeepTech。
各國(guó)對(duì)太空探索活動(dòng)的熱情,不僅僅來(lái)自于對(duì)太空的好奇或生產(chǎn)力的溢出,也包括國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)、科技提升、太空主動(dòng)權(quán)等出發(fā)點(diǎn)。體到一個(gè)國(guó)家之中,研究院所和民營(yíng)航天企業(yè)都是太空探索的重要主體。

過(guò)去太空探索是政府的事,或者是政府和有實(shí)力的太空探索承包商合作進(jìn)行的事。但誰(shuí)都沒(méi)想到,太空探索的常態(tài)已經(jīng)成為歷史,航天事業(yè)幾乎被 SpaceX 以一己之力顛覆。
作為一家私營(yíng)公司,SpaceX 如今已成為航空航天私企中的翹楚,不僅能與波音、NASA 等實(shí)力更強(qiáng)、規(guī)模更大的同行競(jìng)爭(zhēng),甚至在某些方面發(fā)展領(lǐng)先。

 SpaceX 的核心競(jìng)爭(zhēng)力,目前歸納起來(lái)有三個(gè):

  • Falcon 9(獵鷹 9 號(hào))和 Falcon Heavy(獵鷹重型), 這些火箭均是由 SpaceX 自主研發(fā)和****的。這兩類(lèi)火箭比傳統(tǒng)火箭成本低,具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。因?yàn)檫@兩類(lèi)火箭的助推器可以回收、翻新后再利用。
  • Dragon(龍飛船),龍飛船可以向國(guó)際空間站的太空艙運(yùn)送人員或貨物,利用龍飛船運(yùn)送非 NASA 宇航員也正在 SpaceX 的計(jì)劃中。
  • Starship(星際飛船),包括大型火箭和宇宙飛船系統(tǒng),SpaceX 期望星際飛船可以實(shí)現(xiàn)人類(lèi)永久移民火星的愿望,該系統(tǒng)能將巨大有效荷載運(yùn)往太空,為人類(lèi)移居火星提供所需物資。



除了上面三個(gè)具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品或系統(tǒng),SpaceX 還有 Starlink(星鏈)計(jì)劃,未來(lái)將在近地軌道****衛(wèi)星共計(jì) 42000 顆,為全球提供衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。目前星鏈計(jì)劃已經(jīng)****了 1000 顆衛(wèi)星。
以 SpaceX 為代表的商業(yè)航天發(fā)展趨勢(shì)是低成本、高效率地往返太空,對(duì)于 SpaceX 的成功,九州云箭的創(chuàng)始合伙人劉洋有段恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià):“由于人類(lèi)本身和地球的渺小,特別是隨著天文和航天活動(dòng)的深入人類(lèi)愈發(fā)顯得渺小,使得探索太空,成為了一項(xiàng)開(kāi)放性很強(qiáng)的人類(lèi)科技活動(dòng)。在這個(gè)大前提下,無(wú)論哪個(gè)國(guó)家,哪個(gè)種族在太空探索的過(guò)程中有了積極的發(fā)現(xiàn),對(duì)整個(gè)地球文明而言都會(huì)是一個(gè)驚喜。
為什么是 SpaceX 顛覆了航空業(yè)
面對(duì) SpaceX 的成功,很多人會(huì)問(wèn):Why?為什么 SpaceX 會(huì)成功呢?我們?nèi)孕枰氐阶畛?,去?SpaceX 的發(fā)展史。
馬斯克一直想做改變?nèi)祟?lèi),推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的大事業(yè),機(jī)緣巧合,他先是加入火星學(xué)會(huì),后來(lái)又創(chuàng)立火星生命基金會(huì),再后來(lái)想把綠植送上火星。
而這項(xiàng)計(jì)劃需要火箭,當(dāng)時(shí)馬斯克登錄 NASA 官網(wǎng),沒(méi)看見(jiàn) NASA 有任何探索火星計(jì)劃,這令他大失所望。他轉(zhuǎn)而去俄羅斯購(gòu)買(mǎi)火箭,但連續(xù)往返 3 次,愿望依舊落空。
這些并沒(méi)有讓馬斯克失望和退卻,他拿出圖紙對(duì)朋友說(shuō):“買(mǎi)不來(lái)火箭,咱們可以自己造??!” 他甚至當(dāng)場(chǎng)拿出一份表格,里面清晰地羅列了一枚火箭從建造、裝配再到****全過(guò)程的所有成本。 
2004 年 6 月份,SpaceX(太空探索技術(shù)公司)成立了。
馬斯克要探索太空的消息傳遍了美國(guó),但大家都認(rèn)為這是黃粱一夢(mèng) —— 馬斯克同許多心血來(lái)潮的富豪一樣,他就是個(gè)心血來(lái)潮的億萬(wàn)富豪,他以為自己能征服太空,等到投資耗盡,毫不起眼的 SpaceX 會(huì)落得個(gè)無(wú)聲泯滅的結(jié)局。

但 SpaceX 熬過(guò)前幾次失敗,打了一個(gè)漂亮的翻身仗。SpaceX 的成功并非天意,歸納其成功原因,不外乎以下幾點(diǎn):
人才儲(chǔ)備:在火星生命基金會(huì)歷次探討活動(dòng)中,馬斯克留下志向一致的精英工程師。SpaceX 成立后,馬斯克親自出馬為公司招攬人才,至今馬斯克仍親自面試每位要入職 SpaceX 的工程師。
技術(shù)發(fā)展: SpaceX 在成立以后便瞄準(zhǔn)當(dāng)時(shí)被很多專家反對(duì)的液體垂直回收火箭技術(shù)路徑,面對(duì)行業(yè)內(nèi)普遍的不看好,馬斯克選擇堅(jiān)持做難而正確的事,以 “高技術(shù)” 換 “低****成本” 的模式,在 2015 年隨著獵鷹火箭的成功回收開(kāi)始彰顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
源源不斷的資金:2002 年 7 月,馬斯克拿出 1 億多美元投入 SpaceX。2008 年 9 月 28 日,NASA 給了馬斯克一筆訂單,這份 16 億美元的合同,無(wú)疑是雪中送炭。現(xiàn)在,SpaceX 市場(chǎng)估值 200 億美元,并且陸續(xù)接受著投資和商業(yè)訂單。
務(wù)實(shí)專注的企業(yè)文化:馬斯克為公司的每一階段的目標(biāo)設(shè)置了近乎瘋狂的時(shí)間表,所有員工都在為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)夜以繼日的努力。

正如美國(guó)作家阿什利?萬(wàn)斯(Ashlee Vance)在他對(duì)馬斯克專訪書(shū)籍《硅谷鋼鐵俠:埃隆?馬斯克的冒險(xiǎn)人生》中說(shuō):“SpaceX 的做事原則是全情投入你的工作并把事情搞定。等待指導(dǎo)或詳細(xì)指示的人將會(huì)舉步維艱。習(xí)慣得到反饋意見(jiàn)的員工也是一樣。而最嚴(yán)重的錯(cuò)誤,就是告訴馬斯克他的要求是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的?!?/span>
NASA 和 SpaceX 的競(jìng)爭(zhēng)美國(guó)航天業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)由來(lái)已久,SpaceX 的出現(xiàn),打破了 NASA 與私營(yíng)航天企業(yè)傳統(tǒng)的合作格局。

早在 2016 年10 月,“高大上”的政府合同商——波音公司 CEO 丹尼斯·米倫伯格(Dennis Muilenburg)在芝加哥舉辦的 “What's Next” 科技峰會(huì)上,表達(dá)了自己對(duì)火星的執(zhí)念:“我相信,第一個(gè)登上火星的人,一定是乘坐波音火箭去的?!睋?jù)估算,且不談 NASA 在 2030 年左右將 4-6 名宇航員送到火星的計(jì)劃,光是 SLS(太空****系統(tǒng))的前期開(kāi)發(fā)經(jīng)費(fèi)就得燒掉約 600 億美元!
相比之下,馬斯克的火星計(jì)劃就顯得“簡(jiǎn)單暴力”多了,SpaceX 才不想一次只送那么幾個(gè)宇航員去火星,而是一次 100 個(gè)“殖民者”。馬斯克說(shuō)自己家的火箭推力將是 SLS 的四倍以上,而且在 2020 年左右計(jì)劃開(kāi)始執(zhí)行之前,只需要約 100 億美元的研發(fā)費(fèi)用。矛頭直指 NASA 及其合同商波音、洛克希德·馬丁等公司。
此外,馬斯克已經(jīng)明確表示,SpaceX 只負(fù)責(zé)運(yùn)輸任務(wù),食宿問(wèn)題和怎么活下來(lái)就是移民者自己的事了。他以聯(lián)合太平洋鐵路公司(Union Pacific Railroad )為類(lèi)比:SpaceX 創(chuàng)建輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò),而不是殖民地,火星公民請(qǐng)自謀生路。

2017 年 10 月 16 日,美國(guó)副總統(tǒng)邁克·彭斯在重組后的美國(guó)國(guó)家空間委員會(huì)的首次會(huì)議上發(fā)表了演講,正式宣布美國(guó)將重啟登月計(jì)劃。
當(dāng)時(shí)境況并不樂(lè)觀,自 2011 年航天飛機(jī)退役之后,美國(guó)依賴的俄羅斯載人飛船,每人每次 7600 萬(wàn)美元,面對(duì)天價(jià)美國(guó)也吃不消。由波音和洛克希德馬丁合資成立聯(lián)合****聯(lián)盟在高峰時(shí)期,其單次****任務(wù)高達(dá) 4 億美元以上。
面對(duì)內(nèi)憂外患,培養(yǎng)新的參賽選手入場(chǎng)是美國(guó)的必經(jīng)之路,SpaceX、Blue Origin 這些私營(yíng)航天公司毫無(wú)疑問(wèn)將會(huì)成為重中之重。在 NASA 及眾多私營(yíng)航天公司中,SpaceX 很有競(jìng)爭(zhēng)力,它單次****報(bào)價(jià)則僅為 6000 萬(wàn)美元。
目前來(lái)說(shuō) NASA 和 SpaceX 之間的競(jìng)爭(zhēng)少、合作多。從性質(zhì)上看,兩家完全不同,NASA 是由納稅人出資的行政性研究機(jī)構(gòu),其局長(zhǎng)由總統(tǒng)任命,對(duì)政府行政部門(mén)負(fù)責(zé),NASA 的預(yù)算則由國(guó)會(huì)立法提供授權(quán)和預(yù)算。此外,NASA 還可自由追求科研,只管探索太空,無(wú)需考慮盈利。

SpaceX 是一家商業(yè)性質(zhì)的民營(yíng)航天企業(yè),如果沒(méi)有商業(yè)盈利,在資金鏈斷裂之后它將難以為繼。SpaceX 的進(jìn)行的航空航天研究原則上不用經(jīng)過(guò)誰(shuí)的批準(zhǔn),在發(fā)展上受限小,發(fā)展速度快,在技術(shù)的突破上也比 NASA 快。
NASA 發(fā)展緩慢的同時(shí),美國(guó)政府開(kāi)始加強(qiáng)對(duì)私營(yíng)航天的扶持。2005 年,時(shí)任 NASA 局長(zhǎng)格里芬明確表示:將會(huì)向商業(yè)公司購(gòu)買(mǎi)服務(wù)。
2014 年 9 月,SpaceX 和波音一起簽署了一份合同 —— 將 NASA 的宇航員送入國(guó)際空間站。兩者的合同價(jià)分別 26 億美元、42 億美元。

2015 年,政策層面的保障,促進(jìn)了美國(guó)民營(yíng)航天的發(fā)展 —— 眾議院通過(guò)了《年關(guān)于促進(jìn)私營(yíng)航天競(jìng)爭(zhēng)力、推進(jìn)創(chuàng)業(yè)的法案》和《商業(yè)航天****競(jìng)爭(zhēng)法案》。
SpaceX 載人龍飛船項(xiàng)目得到 NASA 約 17 億美元的資金支持,而波音卻得到 NASA 約 28 億美元的資金支持。

競(jìng)爭(zhēng)確實(shí)存在,但 SpaceX 和 NASA的合作更多,主要體現(xiàn)在 NASA 對(duì) SpaceX 或有意或無(wú)意的幫助上。
SpaceX 成立之初,核心團(tuán)隊(duì)到處都有 NASA 的影子。SpaceX 的工程師有的曾供職于 NASA,長(zhǎng)期從事航空航天事業(yè),均是具有十年、二十年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的航天專家。
比如約翰?F?穆拉托雷,作為 SpaceX ****首席執(zhí)行官,他自耶魯碩士畢業(yè)后,進(jìn)入空軍,從事航天工作長(zhǎng)達(dá) 24 年,曾任 NASA 項(xiàng)目經(jīng)理,主管 NASA 多個(gè)科研工程項(xiàng)目。包括 SpaceX 在 2020 年送上天的兩個(gè)航天員,都是有著上萬(wàn)小時(shí)飛行經(jīng)驗(yàn)的老航天員。
正是這部分 NASA 前員工,利用豐富經(jīng)驗(yàn),讓 SpaceX 少走了許多彎路,幫助 SpaceX 加快了技術(shù)研發(fā)的步伐,他們是 SpaceX 火箭、發(fā)動(dòng)機(jī)、宇宙飛船建造技術(shù)的核心力量之一。
對(duì)此,劉洋告訴DeepTech:“在 SpaceX 發(fā)展過(guò)程中,特別是早期和中期發(fā)展過(guò)程中,也處處可見(jiàn) NASA 的影子。在火箭試驗(yàn)屢屢失敗時(shí),NASA 仍然給予 SpaceX 研制任務(wù),讓其有機(jī)會(huì)參與到 NASA 的研制項(xiàng)目當(dāng)中去。而 SpaceX 的快速發(fā)展,看似給美國(guó)國(guó)家航天帶來(lái)了很大的壓力,實(shí)則有力補(bǔ)充了美國(guó)航天的發(fā)展,甚至引領(lǐng)了某一領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展,帶來(lái)了整個(gè)行業(yè)的巨大進(jìn)步?!?/span>
為長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展尋找平衡點(diǎn)
NASA 需要對(duì)美國(guó)政府負(fù)責(zé),如無(wú)意外,它探索太空的計(jì)劃不會(huì)突變,科技研發(fā)的速度不可能在短期內(nèi)飛速提升。但 NASA 歷史悠久、綜合實(shí)力強(qiáng),比起私營(yíng)航天企業(yè),NASA 更容易發(fā)現(xiàn)最前沿的太空戰(zhàn)略機(jī)會(huì)。
那 SpaceX 的項(xiàng)目目前有哪些進(jìn)展呢?“星際飛船” 尚處于測(cè)試階段,馬斯克宏大的太空探索計(jì)劃已經(jīng)出爐。

2020 年 2 月,“星際飛船” 原型 SN1 在測(cè)試中發(fā)生爆炸,在這之后,Space X 一直堅(jiān)持該項(xiàng)測(cè)試。2020 年 1 月,馬斯克提出了每年建造 100 艘 “星際飛船” 的目標(biāo),如果目標(biāo)實(shí)現(xiàn),每年將能把 10 萬(wàn)人送上火星。2021 年 3 月 4 號(hào),也就是昨天,Space X 完成了 SN10 的測(cè)試,測(cè)試結(jié)果 ——SN10 著陸成功但因意外爆炸。
還有最近引起熱議的 “星鏈” 計(jì)劃,2020 年 10 月底,Space X 進(jìn)行了 “星鏈” 測(cè)試服務(wù),測(cè)試結(jié)果顯示 “星鏈” 的試用速度高達(dá) 160 Mbps,超過(guò)美國(guó) 95% 的寬帶連接。
2021 年 1 月,Space X 的 “星鏈” 服務(wù)開(kāi)展到英國(guó),并計(jì)劃從 2019 年到 2024 年,在 5 年時(shí)間內(nèi),將上萬(wàn)顆衛(wèi)星****入低空軌道,為全球提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。
對(duì)于“星鏈”的發(fā)展前景,去年 6 月份,中科院計(jì)算所南京創(chuàng)研院相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴媒體,“ ‘星鏈’ 計(jì)劃確實(shí)很瘋狂,但確實(shí)有一定底氣。國(guó)家層面,美國(guó)作為航天大國(guó),在很多方面處于一覽眾山小的狀態(tài);企業(yè)層面,SpaceX 公司在技術(shù)積累方面是航天領(lǐng)域的佼佼者;再加上擁有強(qiáng)大執(zhí)行力和號(hào)召力的馬斯克。從個(gè)人角度出發(fā),對(duì)‘星鏈’星座比較看好,因?yàn)樗衔覀儗?duì)未來(lái)的通信需求。但全球低軌寬帶通信系統(tǒng),它不僅是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題,還結(jié)合了政治、商業(yè)等一系列因素。比如頻率和軌位問(wèn)題,國(guó)家因?yàn)檎伟踩纫蛩氐姆?wù)運(yùn)營(yíng)問(wèn)題等都會(huì)影響著整個(gè)計(jì)劃的后續(xù)實(shí)施?!?/span>

將來(lái) Space X 和 NASA 很可能存在戰(zhàn)略合作,就像劉洋接受 DeepTech 采訪時(shí)所說(shuō):“由 NASA 發(fā)現(xiàn)最前沿的太空戰(zhàn)略機(jī)會(huì),由民營(yíng)航天快速突破相關(guān)關(guān)鍵瓶頸技術(shù),并實(shí)現(xiàn)工程化和產(chǎn)品化進(jìn)行機(jī)會(huì)實(shí)踐,一旦某項(xiàng)機(jī)會(huì)的探索獲得成功,便占據(jù)了一個(gè)高地。”
以 SpaceX 最新動(dòng)向?yàn)槔?,其?2019 年 7 月 26 成功實(shí)現(xiàn)的 “星蟲(chóng)” 起跳試驗(yàn)和 2020 年進(jìn)行的 “星艦” SN8 起飛 - 滑行 - 落地試驗(yàn),便是其 BFR 火星登錄火箭的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證,而火星相對(duì)適宜人類(lèi)生存并有大量甲烷的 “機(jī)會(huì)”,就是由 NASA 發(fā)現(xiàn)的,而 NASA 也給了 SpaceX 發(fā)展過(guò)程中的一部分經(jīng)費(fèi)支持。
在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái),SpaceX 會(huì)繼續(xù)基于 “猛禽” 重復(fù)使用液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī),朝著利用未來(lái)飛船 BFR 攜帶宇航員和貨物登上月球和火星的夢(mèng)想努力。
正如劉洋在接受 DeepTech 的采訪時(shí)所說(shuō):“老馬將互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品思維與發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭研制進(jìn)行了恰到好處的結(jié)合,同時(shí)選擇了看似瘋狂實(shí)則非常合理的技術(shù)路徑,在這條技術(shù)路徑指引下每一項(xiàng)研發(fā)都與其最終目標(biāo)直接相關(guān),在航天產(chǎn)品的研發(fā)上實(shí)現(xiàn)了快速而又相對(duì)低成本的迭代,異常難得地在航天產(chǎn)品的研發(fā)創(chuàng)新上獲得了非常高的效率?!?/span>
“SpaceX 除了帶給美國(guó)乃至全球肉眼可見(jiàn)的科技創(chuàng)新(重型獵鷹火箭、龍飛船、全流量補(bǔ)燃循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)、星艦飛船)、技術(shù)進(jìn)步(發(fā)動(dòng)機(jī)多次點(diǎn)火、深度推力調(diào)節(jié)、運(yùn)載火箭整級(jí)回收、交互更方便的載人飛船)、估值瘋漲(從 2005 年 1.6 億美元到最新一輪融資估值 740 億美元)以外,更帶來(lái)整個(gè)航天業(yè)產(chǎn)品研發(fā)一種新思路?!?劉洋補(bǔ)充道。
在美國(guó)航天模式中,類(lèi)似這種國(guó)家隊(duì)望遠(yuǎn)鏡鎖定目標(biāo)并指揮,民營(yíng)航天企業(yè)快速實(shí)現(xiàn)推進(jìn)到達(dá)目標(biāo)的例子還有很多。

依照發(fā)展現(xiàn)狀,SpaceX 和 NASA 會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)中求合作,從更深一步說(shuō),全球范圍內(nèi)無(wú)論是 “國(guó)家隊(duì)” 航天探測(cè)技術(shù)的還是民營(yíng)私企的發(fā)展,都能喚起全人類(lèi)對(duì)未來(lái)的雄心和希望,激發(fā)大眾的興趣,使人們保持對(duì)科學(xué)、征服未知和技術(shù)創(chuàng)新的熱情。
兩者的合作也能夠使雙方甚至人類(lèi)受益,人類(lèi)的未來(lái)和不同燦爛文明的延續(xù)的落腳點(diǎn),不取決于變幻莫測(cè)的將來(lái),而取決于今天的發(fā)展和探索。


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