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SpaceX与NASA从竞争到合作,波音却沦为“扶不起的阿斗”?专家:非新旧之争,而是强技术和低成本的联手 | 专访
芯东西 | 2021-03-08 23:50:43    阅读:5460   发布文章
当初不服另起炉灶,现在让对方服气。20 年前马斯克想购买火箭****到火星,最终因价格太贵作罢。他登录 NASA 官网,想了解火星探索计划,居然一无所获,这让他非常失望。


耗时几个月钻研航空航天技术后,马斯克大手一挥,决定成立一家太空技术探索公司 —— 自己制造和****火箭,自己制定和实施火星探测计划。
20 年后的今天,马斯克成功了 —— 人们经常把他创立的 SpaceX 和 NASA 相提并论,甚至有人问:有了 SpaceX 还需要 NASA 吗?两者是你死我活还是合作共赢?

“两者之间肯定是合作的更多一些,尤其是 SpaceX 要依赖于 NASA 的订单才能获得长足发展。包括最早的是货运飞船、便宜高效的运载火箭。当然从长远看两者有一定的竞争关系。尤其是在载人登月和载人登火方面,NASA 的做法比较传统,进展慢,成本高,如果跟 SpaceX 合作,可以更快更省。” 谈及 SpaceX 和 NASA 的关系,全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩告诉 DeepTech。
各国对太空探索活动的热情,不仅仅来自于对太空的好奇或生产力的溢出,也包括国家竞争、科技提升、太空主动权等出发点。体到一个国家之中,研究院所和民营航天企业都是太空探索的重要主体。

过去太空探索是政府的事,或者是政府和有实力的太空探索承包商合作进行的事。但谁都没想到,太空探索的常态已经成为历史,航天事业几乎被 SpaceX 以一己之力颠覆。
作为一家私营公司,SpaceX 如今已成为航空航天私企中的翘楚,不仅能与波音、NASA 等实力更强、规模更大的同行竞争,甚至在某些方面发展领先。

 SpaceX 的核心竞争力,目前归纳起来有三个:

  • Falcon 9(猎鹰 9 号)和 Falcon Heavy(猎鹰重型), 这些火箭均是由 SpaceX 自主研发和****的。这两类火箭比传统火箭成本低,具有价格优势。因为这两类火箭的助推器可以回收、翻新后再利用。
  • Dragon(龙飞船),龙飞船可以向国际空间站的太空舱运送人员或货物,利用龙飞船运送非 NASA 宇航员也正在 SpaceX 的计划中。
  • Starship(星际飞船),包括大型火箭和宇宙飞船系统,SpaceX 期望星际飞船可以实现人类永久移民火星的愿望,该系统能将巨大有效荷载运往太空,为人类移居火星提供所需物资。



除了上面三个具有核心竞争力的产品或系统,SpaceX 还有 Starlink(星链)计划,未来将在近地轨道****卫星共计 42000 颗,为全球提供卫星网络。目前星链计划已经****了 1000 颗卫星。
以 SpaceX 为代表的商业航天发展趋势是低成本、高效率地往返太空,对于 SpaceX 的成功,九州云箭的创始合伙人刘洋有段恰当的评价:“由于人类本身和地球的渺小,特别是随着天文和航天活动的深入人类愈发显得渺小,使得探索太空,成为了一项开放性很强的人类科技活动。在这个大前提下,无论哪个国家,哪个种族在太空探索的过程中有了积极的发现,对整个地球文明而言都会是一个惊喜。
为什么是 SpaceX 颠覆了航空业
面对 SpaceX 的成功,很多人会问:Why?为什么 SpaceX 会成功呢?我们仍需要回到最初,去看 SpaceX 的发展史。
马斯克一直想做改变人类,推动社会进步的大事业,机缘巧合,他先是加入火星学会,后来又创立火星生命基金会,再后来想把绿植送上火星。
而这项计划需要火箭,当时马斯克登录 NASA 官网,没看见 NASA 有任何探索火星计划,这令他大失所望。他转而去俄罗斯购买火箭,但连续往返 3 次,愿望依旧落空。
这些并没有让马斯克失望和退却,他拿出图纸对朋友说:“买不来火箭,咱们可以自己造啊!” 他甚至当场拿出一份表格,里面清晰地罗列了一枚火箭从建造、装配再到****全过程的所有成本。 
2004 年 6 月份,SpaceX(太空探索技术公司)成立了。
马斯克要探索太空的消息传遍了美国,但大家都认为这是黄粱一梦 —— 马斯克同许多心血来潮的富豪一样,他就是个心血来潮的亿万富豪,他以为自己能征服太空,等到投资耗尽,毫不起眼的 SpaceX 会落得个无声泯灭的结局。

但 SpaceX 熬过前几次失败,打了一个漂亮的翻身仗。SpaceX 的成功并非天意,归纳其成功原因,不外乎以下几点:
人才储备:在火星生命基金会历次探讨活动中,马斯克留下志向一致的精英工程师。SpaceX 成立后,马斯克亲自出马为公司招揽人才,至今马斯克仍亲自面试每位要入职 SpaceX 的工程师。
技术发展: SpaceX 在成立以后便瞄准当时被很多专家反对的液体垂直回收火箭技术路径,面对行业内普遍的不看好,马斯克选择坚持做难而正确的事,以 “高技术” 换 “低****成本” 的模式,在 2015 年随着猎鹰火箭的成功回收开始彰显竞争优势。
源源不断的资金:2002 年 7 月,马斯克拿出 1 亿多美元投入 SpaceX。2008 年 9 月 28 日,NASA 给了马斯克一笔订单,这份 16 亿美元的合同,无疑是雪中送炭。现在,SpaceX 市场估值 200 亿美元,并且陆续接受着投资和商业订单。
务实专注的企业文化:马斯克为公司的每一阶段的目标设置了近乎疯狂的时间表,所有员工都在为实现目标夜以继日的努力。

正如美国作家阿什利・万斯(Ashlee Vance)在他对马斯克专访书籍《硅谷钢铁侠:埃隆・马斯克的冒险人生》中说:“SpaceX 的做事原则是全情投入你的工作并把事情搞定。等待指导或详细指示的人将会举步维艰。习惯得到反馈意见的员工也是一样。而最严重的错误,就是告诉马斯克他的要求是无法实现的。”
NASA 和 SpaceX 的竞争美国航天业的竞争由来已久,SpaceX 的出现,打破了 NASA 与私营航天企业传统的合作格局。

早在 2016 年10 月,“高大上”的政府合同商——波音公司 CEO 丹尼斯·米伦伯格(Dennis Muilenburg)在芝加哥举办的 “What's Next” 科技峰会上,表达了自己对火星的执念:“我相信,第一个登上火星的人,一定是乘坐波音火箭去的。”据估算,且不谈 NASA 在 2030 年左右将 4-6 名宇航员送到火星的计划,光是 SLS(太空****系统)的前期开发经费就得烧掉约 600 亿美元!
相比之下,马斯克的火星计划就显得“简单暴力”多了,SpaceX 才不想一次只送那么几个宇航员去火星,而是一次 100 个“殖民者”。马斯克说自己家的火箭推力将是 SLS 的四倍以上,而且在 2020 年左右计划开始执行之前,只需要约 100 亿美元的研发费用。矛头直指 NASA 及其合同商波音、洛克希德·马丁等公司。
此外,马斯克已经明确表示,SpaceX 只负责运输任务,食宿问题和怎么活下来就是移民者自己的事了。他以联合太平洋铁路公司(Union Pacific Railroad )为类比:SpaceX 创建输运网络,而不是殖民地,火星公民请自谋生路。

2017 年 10 月 16 日,美国副总统迈克·彭斯在重组后的美国国家空间委员会的首次会议上发表了演讲,正式宣布美国将重启登月计划。
当时境况并不乐观,自 2011 年航天飞机退役之后,美国依赖的俄罗斯载人飞船,每人每次 7600 万美元,面对天价美国也吃不消。由波音和洛克希德马丁合资成立联合****联盟在高峰时期,其单次****任务高达 4 亿美元以上。
面对内忧外患,培养新的参赛选手入场是美国的必经之路,SpaceX、Blue Origin 这些私营航天公司毫无疑问将会成为重中之重。在 NASA 及众多私营航天公司中,SpaceX 很有竞争力,它单次****报价则仅为 6000 万美元。
目前来说 NASA 和 SpaceX 之间的竞争少、合作多。从性质上看,两家完全不同,NASA 是由纳税人出资的行政性研究机构,其局长由总统任命,对政府行政部门负责,NASA 的预算则由国会立法提供授权和预算。此外,NASA 还可自由追求科研,只管探索太空,无需考虑盈利。

SpaceX 是一家商业性质的民营航天企业,如果没有商业盈利,在资金链断裂之后它将难以为继。SpaceX 的进行的航空航天研究原则上不用经过谁的批准,在发展上受限小,发展速度快,在技术的突破上也比 NASA 快。
NASA 发展缓慢的同时,美国政府开始加强对私营航天的扶持。2005 年,时任 NASA 局长格里芬明确表示:将会向商业公司购买服务。
2014 年 9 月,SpaceX 和波音一起签署了一份合同 —— 将 NASA 的宇航员送入国际空间站。两者的合同价分别 26 亿美元、42 亿美元。

2015 年,政策层面的保障,促进了美国民营航天的发展 —— 众议院通过了《年关于促进私营航天竞争力、推进创业的法案》和《商业航天****竞争法案》。
SpaceX 载人龙飞船项目得到 NASA 约 17 亿美元的资金支持,而波音却得到 NASA 约 28 亿美元的资金支持。

竞争确实存在,但 SpaceX 和 NASA的合作更多,主要体现在 NASA 对 SpaceX 或有意或无意的帮助上。
SpaceX 成立之初,核心团队到处都有 NASA 的影子。SpaceX 的工程师有的曾供职于 NASA,长期从事航空航天事业,均是具有十年、二十年行业经验的航天专家。
比如约翰・F・穆拉托雷,作为 SpaceX ****首席执行官,他自耶鲁硕士毕业后,进入空军,从事航天工作长达 24 年,曾任 NASA 项目经理,主管 NASA 多个科研工程项目。包括 SpaceX 在 2020 年送上天的两个航天员,都是有着上万小时飞行经验的老航天员。
正是这部分 NASA 前员工,利用丰富经验,让 SpaceX 少走了许多弯路,帮助 SpaceX 加快了技术研发的步伐,他们是 SpaceX 火箭、发动机、宇宙飞船建造技术的核心力量之一。
对此,刘洋告诉DeepTech:“在 SpaceX 发展过程中,特别是早期和中期发展过程中,也处处可见 NASA 的影子。在火箭试验屡屡失败时,NASA 仍然给予 SpaceX 研制任务,让其有机会参与到 NASA 的研制项目当中去。而 SpaceX 的快速发展,看似给美国国家航天带来了很大的压力,实则有力补充了美国航天的发展,甚至引领了某一领域技术的发展,带来了整个行业的巨大进步。”
为长远发展寻找平衡点
NASA 需要对美国政府负责,如无意外,它探索太空的计划不会突变,科技研发的速度不可能在短期内飞速提升。但 NASA 历史悠久、综合实力强,比起私营航天企业,NASA 更容易发现最前沿的太空战略机会。
那 SpaceX 的项目目前有哪些进展呢?“星际飞船” 尚处于测试阶段,马斯克宏大的太空探索计划已经出炉。

2020 年 2 月,“星际飞船” 原型 SN1 在测试中发生爆炸,在这之后,Space X 一直坚持该项测试。2020 年 1 月,马斯克提出了每年建造 100 艘 “星际飞船” 的目标,如果目标实现,每年将能把 10 万人送上火星。2021 年 3 月 4 号,也就是昨天,Space X 完成了 SN10 的测试,测试结果 ——SN10 着陆成功但因意外爆炸。
还有最近引起热议的 “星链” 计划,2020 年 10 月底,Space X 进行了 “星链” 测试服务,测试结果显示 “星链” 的试用速度高达 160 Mbps,超过美国 95% 的宽带连接。
2021 年 1 月,Space X 的 “星链” 服务开展到英国,并计划从 2019 年到 2024 年,在 5 年时间内,将上万颗卫星****入低空轨道,为全球提供互联网服务。
对于“星链”的发展前景,去年 6 月份,中科院计算所南京创研院相关负责人告诉媒体,“ ‘星链’ 计划确实很疯狂,但确实有一定底气。国家层面,美国作为航天大国,在很多方面处于一览众山小的状态;企业层面,SpaceX 公司在技术积累方面是航天领域的佼佼者;再加上拥有强大执行力和号召力的马斯克。从个人角度出发,对‘星链’星座比较看好,因为它符合我们对未来的通信需求。但全球低轨宽带通信系统,它不仅是一个技术问题,还结合了政治、商业等一系列因素。比如频率和轨位问题,国家因为政治安全等因素的服务运营问题等都会影响着整个计划的后续实施。”

将来 Space X 和 NASA 很可能存在战略合作,就像刘洋接受 DeepTech 采访时所说:“由 NASA 发现最前沿的太空战略机会,由民营航天快速突破相关关键瓶颈技术,并实现工程化和产品化进行机会实践,一旦某项机会的探索获得成功,便占据了一个高地。”
以 SpaceX 最新动向为例,其于 2019 年 7 月 26 成功实现的 “星虫” 起跳试验和 2020 年进行的 “星舰” SN8 起飞 - 滑行 - 落地试验,便是其 BFR 火星登录火箭的一项关键技术验证,而火星相对适宜人类生存并有大量甲烷的 “机会”,就是由 NASA 发现的,而 NASA 也给了 SpaceX 发展过程中的一部分经费支持。
在可预见的未来,SpaceX 会继续基于 “猛禽” 重复使用液氧甲烷发动机,朝着利用未来飞船 BFR 携带宇航员和货物登上月球和火星的梦想努力。
正如刘洋在接受 DeepTech 的采访时所说:“老马将互联网产品思维与发动机、火箭研制进行了恰到好处的结合,同时选择了看似疯狂实则非常合理的技术路径,在这条技术路径指引下每一项研发都与其最终目标直接相关,在航天产品的研发上实现了快速而又相对低成本的迭代,异常难得地在航天产品的研发创新上获得了非常高的效率。”
“SpaceX 除了带给美国乃至全球肉眼可见的科技创新(重型猎鹰火箭、龙飞船、全流量补燃循环发动机液氧甲烷发动机、星舰飞船)、技术进步(发动机多次点火、深度推力调节、运载火箭整级回收、交互更方便的载人飞船)、估值疯涨(从 2005 年 1.6 亿美元到最新一轮融资估值 740 亿美元)以外,更带来整个航天业产品研发一种新思路。” 刘洋补充道。
在美国航天模式中,类似这种国家队望远镜锁定目标并指挥,民营航天企业快速实现推进到达目标的例子还有很多。

依照发展现状,SpaceX 和 NASA 会在竞争中求合作,从更深一步说,全球范围内无论是 “国家队” 航天探测技术的还是民营私企的发展,都能唤起全人类对未来的雄心和希望,激发大众的兴趣,使人们保持对科学、征服未知和技术创新的热情。
两者的合作也能够使双方甚至人类受益,人类的未来和不同灿烂文明的延续的落脚点,不取决于变幻莫测的将来,而取决于今天的发展和探索。


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