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创造历史的SpaceX:制造业屌丝如何逆袭?

远川科技评论 · 2020-06-02
一个男人的英雄之旅,一个制造业赶超样本

编者按:本文来自微信公众号“远川科技评论”(ID:kechuangych),36氪经授权发布。

作者:喻隽哲、张真真

支持:远川研究所制造组

北京时间5月31日凌晨3点22分,美国SpaceX(太空探索技术公司)商业载人飞船(demo-2)终于迎来载人航天首飞,猎鹰9号火箭从位于佛罗里达州东海岸的肯尼迪航天中心39A发射台顺利升空。9分钟后,一级火箭在海上回收成功,12.5分钟后,火箭二级和飞船顺利分离。

这是全球首次由商业公司制造和运营载人航天,为了见证这个历史时刻,川普也亲自赶到肯尼迪发射台目睹火箭的升空并在发射成功后发表演说。

SpaceX的载人航天发射成功,不仅是全球历史上第一次商业载人航天,同时也结束了美国本土自2011年以来没有载人航天发射的窘境,意味着美国再次拥有了稳定可靠的载人航天体系。马斯克和SpaceX再次被推到众人面前。

问题也被抛出,一个另类的富豪,一个屌丝出身的民营航天公司,凭什么影响了美国,改写了人类航天史?

“这是一个中年男人英雄之旅的故事,也是一个制造业新生代夹缝中赶超的样本。”

2001年10月下旬,刚过而立之年的埃隆·马斯克在两位好友的陪同下秘密跨越大西洋飞往莫斯科。这是一次疯狂之旅,马斯克打算购买洲际弹道导弹。两位好友同行目的更奇葩:看住马斯克。因为后者沉溺在造火箭中无法自拔,“难道他在发扬博爱精神吗?他真是疯了”[1]。

俄罗斯人没把他们放在眼里,无休止的酒肉聚会过后才会懒洋洋地冒出一句:“你要买什么来着?”莫斯科市中心附近的一桩大楼里,又是推杯换盏过后,俄罗斯人给了报价:800万美金一枚,马斯克还价:800万美金给我两个。俄罗斯人看着他,说了一句,“好了,小孩,别闹了。[1]”接着讽刺马斯克没钱。

马斯克被彻底激怒了,不仅瞧不起人,还准备敲我竹杠,起身扬长而去。

大雪覆盖的莫斯科街头,三人扬招了一辆出租车驶向机场。两位好友松了一口气,终于不用谈论造火箭这个白日梦了,两人在飞机上享用起了高级酒水。只有马斯克一人在角落里抱着一个笔记本,不一会,他突然蹦出一句:“嗨,兄弟,我觉得我们可以自己造火箭[1]”。

两人惊呆了,眼前这个书呆子已经用一张Excel表格详细拆解了造火箭的各项成本数据。在此之前他不过就是一个码代码的码农,创业撞大运成了亿万富翁,从哪学的这些航天知识?原来过去几个月,马斯克翻阅了无数的书自学如何造火箭。

无论亲朋好友怎么劝告,他始终坚信自己造才是唯一出路。奇幻的莫斯科之旅之后,一个新晋亿万富豪就这样开始了一场“疯子”之旅。

Part.1 初生牛犊:“穷小子”把 NASA告上法庭

2002年2月, 洛杉矶郊区埃尔塞贡多格兰大道东1310号的一间旧仓库里,SpaceX成立了。

SpaceX成立,右三:马斯克

一个词概括初生的SpaceX: 穷。

航空航天,花钱如流水,“没有十亿美金,你都无法叫醒波音起床”。2002年,eBay 15 亿美金收购PayPal,马斯克净赚了1.8亿美金并拿出1亿给了SpaceX,但这个钱拿到航天领域,连个水花都不会有。第一批员工入职时,他们被告知SpaceX的目标是成为“太空行业的西南航空”,这是一家美国的廉价航空公司,能省则省。

在马斯克之前,也有不少亿万富豪想要蚍蜉撼树,但都鲜有水花,这是一个高投入、高风险、高回报周期的行业,不管是对科研水平还是应用工程转化的要求,都非其他行业可比。业界流行这样一个笑话:在太空领域,变成百万富翁的最快方法是什么?从亿万富翁做起「2」。

太空项目曾是一个100%由NASA(美国宇航局)垄断的市场,高度的国家垄断也带来了弊端。美国的太空技术,近40年之内几乎是原地踏步。马斯克浏览了NASA的主页,却发现找不到火星项目的研究资料,“每个领域的技术都在进步,为什么偏偏这个领域没有?”2003年他在斯坦福大学的一场演讲中质问地不留情面。

太空项目的游戏规则要求你不仅要忽悠硅谷,还要巴结华盛顿。SpaceX诞生时,航天业已由“国家主导”逐渐进化到“寡头主导”阶段,这是一批少数具有技术实力和复杂系统项目研制经验的企业集团,他们垄断市场,分享政府订单,以波音、洛克希德·马丁公司为代表[12]。

不久后,NASA就把一份价值2.27亿美元的独家供应合同给了另外一家公司,而SpaceX没能一起参与竞标。为此,在NASA供职的一位好友萨斯菲尔德私下安慰他“别担心,还会有别的。SpaceX的合同马上就要来了[2]。”没想到这反而让马斯克更加愤怒了。为什么NASA要花纳税人的钱拯救弱者而不是扶持强者?

美国的精英群体中,有一小群安·兰德的簇拥者。这是一位非常小众的俄裔女哲学家,尊崇者奉若神明,鄙视者视其为邪教分子。安·兰德主义者的典型特征是:理性利己、捍卫个人主义,推崇英雄性和创造性。前美联储主席艾伦·格林斯潘是其虔诚信徒。

2004年5月5日,马斯克在参议院作证,借机大倒苦水。律师还拿出了证明NASA程序不正义的证据,这其中,萨斯菲尔德发给马斯克的那段安慰性的谈话也被当作证据昭示天下,这个非常没情商的骚操作让人大跌眼镜,为了赢,马斯克就这么把NASA里唯一的好友给“出卖”了?

最后,结果也让人大跌眼镜,NASA被勒令撤销合同,SpaceX险胜。马斯克将其归功为体制内残存的一批诚实、坚毅官员的努力。但根源上是内部力量的博弈,太空商业化的倡导者需要一个自己可以下注的标的,SpaceX恰好卡在了赛道上。

2000年以后,美国本土涌现出了以SpaceX、蓝色起源、维珍银河为代表的民营商业航天初创公司。跟波音、洛马这些人脉深厚、家大业大的百年老店不同,这些后起之秀大多由功成名就的个人富豪领导,风格各异却又目标一致,SpaceX张扬,蓝色起源低调,但都野心勃勃企图重现美国航天业的辉煌。

左起:贝索斯、马斯克、理查德·布兰森

此后,SpaceX还告过波音、洛克希德马丁但都被五角大楼驳回了。后两者长期垄断了国防部的订单长达数十年。“就好像你在建房子,另一人在你边上建了一幢,还叫你滚。我心想,这都什么玩意儿,我们一定要抗争到底,根本不公平[2]。”

但不是每一次横冲直撞都能如此幸运,现实很快就教训了野心勃勃的穷小子。

Part.2 三连败:“小不点”弹尽粮绝

2006年到2008年,SpaceX一共试射过3次火箭,但无一例外均以失败告终。当时所有人都认为这就是马斯克的一个天真幻想,SpaceX自研火箭也被安上了个“橡皮筋+密封蜡的组合”的绰号。

猎鹰1号爆炸

三连败严重摧残了员工们的意志,不少人泡在发射基地附近的酒吧里借酒消愁。整个公司还要应对外界的冷嘲热讽。洛马的头号说客在国会山轻蔑地称SpaceX为“小不点”。波音称SpaceX的火箭是用“自行车零件”造的[2],还向纽约时报嘲笑:他们怎么也得发射成功证明下自己嘛[3]。

美国总统特朗普与洛马女老大

这是一个白骨累累的行业。马斯克曾经问过一个太空行业的高管:你知道有多少人死在珠穆朗玛峰吗?几百个。

祸不单行,他和第一任妻子的首个孩子Nevada在10个月大时意外猝死,孩子被送往医院时已经脑死亡,最终在妻子的怀里拔下呼吸机,妻子悲痛不已,而马斯克却拒绝谈论此事。他和妻子的关系也逐渐走到崩溃的边缘。

如果给2008年的马斯克做一个画像:一个赤手空拳来美国打拼,险成亿万富翁的幸运儿,突然成为了一个痛失爱子、倾注全部心血却看着公司濒临破产,被记者和妻子在媒体上无穷羞辱的loser[1]。第二任妻子莱利回忆,“他就像死神,半夜他会在睡着的情况下,爬到我的身上开始尖叫”。

2012年,马斯克接受CBS王牌节目《60分钟》采访时回忆起这段艰难的日子。他眼里含着泪花,主持人问他,“你会放弃吗?”“永远不会,除非我死了。”但事实上,他已经没钱了,如果第四次发射继续失败,SpaceX就必须宣告死亡。

2008年9月28日,炎热的太平洋夸贾林小岛上风平浪静,决定马斯克生死的最后一场赌博就要开始了。

Part.3 生死豪赌:银龙寻梦太空

这一天,猎鹰1号即将进行第四次发射。空前的压力让员工们的动作都开始“变形”。发射前坏消息不断。发射前2周的凌晨三点,火箭在运输过程中被损坏,紧急补休后才脱离险境。

太平洋时间下午4点15分,猎鹰1号完美地在500多名SpaceX员工的尖叫声中顺利进入太空轨道[7],成功了!有人激动地留下了眼泪。这次发射,SpaceX还搞起了直播。但实际上此前外界一直看衰,整个火箭虚载了360磅货物[1],因为政府不希望再有东西爆炸入海。

为了分散注意力,马斯克特意在当天带着孩子们(他跟首任妻子有5个儿子)去了迪斯尼,然而在发射前两分钟,他还是赶回了发射控制室,“那是我人生中最激动的一天。“绝地反击,SpaceX反超波音、蓝色起源一众竞争对手,成为了全球第一家成功研发和发射液体运载火箭的私人航天公司。

发射是成功了,但SpaceX却面临巨大的财务危机,与此同时,他的特斯拉也快要破产,而他自己的钱只够救一个。绝望中,马斯克接到了NASA的电话,一笔16亿美元的合同从天而降,激动的他在电话里告白:“I love you!”

此后,SpaceX首先将猎鹰1号火箭进行了升级,将原本火箭第一级仅有1台梅林(Merlin)发动机的猎鹰1号,成功升级为由9台梅林发动机组成的猎鹰9号。猎鹰9号作为目前SpaceX最为成熟的火箭,主要负责SpaceX的发射任务,今天的载人飞船也同样是由猎鹰9号发射。

图:猎鹰对比

事业进入加速轨道的SpaceX身后却是一个快要触底的美国航天事业。

太空项目曾一度是苏联独霸,1969年阿波罗登月成功后,美国抢过了太空一哥的头把交椅,但整个登月计划耗费了1350亿美金,庞大的成本开支一直是美国政府的心病。1986年”挑战者“号、2003年”哥伦比亚“号接连爆炸,也重挫了航天业的热情。NASA也不再是政客的宠儿。

这个颓势在2011年后达到历史最低点,这一年美国最后一架航空飞机“亚特兰蒂斯号”(Space Shuttle Atlantis)”退役,自此美国已再无航天飞机可用。此后九年,NASA只能通过与俄罗斯合作,从哈萨克斯坦发射俄罗斯“联盟号”(Soyuz)飞船将美国宇航员送入国际空间站。

图:亚特兰蒂斯号退役

不仅丢脸,而且费钱,俄罗斯开出的报价是:一个座位约2000万美元。这种感觉跟马斯克去莫斯科购买洲际弹道导弹时的待遇如出一辙。从老大哥再次沦为俄罗斯人的小跟班,个中屈辱一目了然。

国家队衰弱的同时,美国政府开始对商业航天加强扶持。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[12]。2015年,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《商业航天发射竞争法案》,从政策保障层面进一步刺激了整个商业航天行业的发展。

利好的大背景下,商业航天发展迅速。

2012年5月,SpaceX成功发射一架猎鹰9号火箭,火箭顺利将龙飞船(Dragon)送到预定轨道,完成运送物资进入国际空间站的任务。这再次创造了记录,成功制造并发射了第一艘由私人公司研制的航天飞船。而今天载人航天的龙飞船(demo-2)正是在第一代龙飞船基础上改进的龙飞船二代(Dragon V2)。

图:龙飞船

龙飞船的名字来自美国民谣组合上世纪60年代广为流传的一首名为《魔法龙帕夫》(Puff, the MagicDragon)的歌曲[4]。歌词中的Puff实为一虚构的奇异龙,展现了一个小孩的探索和成长。

除此之外,SpaceX还开始了“星链”计划(Starlink)。利用自家发射的猎鹰9号火箭,SpaceX已经将420颗通信卫星发射进入地球轨道,依靠低轨卫星组网,预计今年末在北美地区就能初步实现通网功能。2019年底,SpaceX开始着手建造下一代星际飞船Starship。

Starship稳步推进之下,马斯克大胆给出了火星登时间表。如果开发和测试进展顺利,星际飞船第一次搭载100名乘客的火星发射任务最早可能在2020年代中期完成。而到2050年,马斯克计划让100万人登陆火星。

图:推特截图

30年后登陆火星的言论一出,马斯克又一次成为了别人眼里的“疯子”。而让这个“疯子”最头疼的不是钱,也不是技术,而是傲慢的权力。

Part.4 挑战体制:再告美国空军

2014年4月,华盛顿的一次演讲结束后,马斯克坐在轿车后面,助手问他接下来要做什么。向后仰头,闭上眼睛,身高逼近1米9,肩宽膀圆的他像尊大佛一样开始沉默。8分钟过后,他突然睁开眼睛,“提起诉讼,”[2]然后下车大步流星走进下个会场。

此前,五角大楼准备向联合发射联盟(ULA)提供一大批高达110亿美金的合同,这家公司是波音和洛马的亲儿子。但另一边,SpaceX连发射火箭所必须的空军认证资格都拿不到,在飞行测试中直接盖章“异常”[5]。

硬核宫斗美利坚版本:不是让你当跟班小弟,是压根不带你玩。

太空项目有两大杀手锏:成本+合同。前者决定了一个公司进入的资金难度,后者决定了进入的资格难度。前者清晰可见,后者却隐藏在国会山虚虚实实的会议、酒桌、人情往来中难以捕捉。从创立之初,SpaceX就被巨头孤立了。马斯克需要持续的跟华盛顿抗争。只不过这一次,偏心的不是NASA,而是军方。

舆论场上的马斯克表现像个咄咄逼人的暴发户:你不给我合同,我就告你。但在政府面前他又委屈的像个不受宠的小媳妇:“不是说要把合同给我们,但起码让我们公平竞争吧。”

不仅如此,“产业牌+家国牌”轮番上场,马斯克真是个操纵媒体的大师。联合发射联盟的发射费用是SpaceX的四倍,他们的发动机都是俄罗斯人的,而我们的是自己造的。你们空军想什么呢,这是要给克里姆林宫公开送刀片吗?[6]

外界对SpaceX第一印象:这家公司价格便宜。但殊不知,它还是美国制造业仅存的几个火苗之一, 自身实力不俗。跟航天巨头依赖供应商路线不同,它自己承担了80%-90%的制造工作,从火箭、发动机到其他电子设备。一方面这有创业公司的苦衷,另一方面反而成就了他们。

跟举国体制不同,商业航天是市场驱动,强调盈利性。在技术可靠,经济可承受的前提下,必须争分夺秒提高效率、降低成本。也正在这个过程中,创新被激发了出来。例如,SpaceX的工程师发现,一个无线电装置购买需要5-10万美金,而自己生产仅需要5000,关键是,精简一下这个装置,设备的重量可以减轻20%[1]。

最终,这场纷争以和解撤下帷幕,但在军工领域,SpaceX不可能通过一场诉讼就可以平起平坐,像这样的抗争将会伴随着整个SpaceX的成长史。2014年9月,SpaceX和波音一起赢得了将NASA宇航员送入国际空间站的合同。SpaceX的合同价值是26亿美元,波音是42亿。

2020年的这场载人发射前,波音再次轻视了这些后起之秀,“一个抽大麻的家伙能打败我们?”[11]然后迅速被打脸。

Part.5 为什么是SpaceX?

比底蕴,美国同期进入商业太空市场的还有百年老店波音、军火巨头洛克希德·马丁,初出茅庐的SpaceX自然无法相比;比财力,刚刚跨入亿万富豪门槛的马斯克,也远不是亚马逊创始人杰夫·贝佐斯旗下太空探索公司蓝色起源的对手。为什么是SpaceX?

首先,SpaceX的诞生赶上了美国最支持商业航天的时代。自开始太空探索以来,这个产业就被政府牢牢地掌握在手里。从1961年5月美国第一艘载人航天飞船“水星号”发射,至2011年7月“亚特兰蒂斯号”航天飞机退役,NASA一直主导着所有美国航天器的设计、制造、测试全流程,也保持着对火箭和飞船的控制权和使用权。

但航天器一直居高不下的成本问题,让美国不得不放慢脚步。2004年,布什政府由于预算问题,宣布暂停美国航天飞机计划,NASA转而通过资助商业公司的形式继续进行太空活动。

2006年,NASA正式启动了“商业轨道运输服务”(COTS)计划,2009年又启动了“商业乘员开发”(CCDev)计划。在这些项目里,NASA从开发者转向投资者和消费者,为企业提供需求和部分资金,企业则负责航天器的开发和制造。正是有了NASA力推的商业航天计划,SpaceX的研发才能获得充足的资金支持。

其次,除去NASA常年资金加订单的支持,SpaceX的成本屠杀能力同样是冠绝整个行业。作为“上天”的必需品火箭,安信证券测算SpaceX的猎鹰9号发射单位质量发射费用仅为0.75万美元/千克,SpaceX的发射报价直接拉低了整个行业一个数量级。

图:安信证券对SpaceX发射成本的测算

而根据planetary society分析师的测算,SpaceX此次载人航天的单座报价,同样是吊打各个前辈和对手的存在。

载人龙飞船的单座报价预计在6000-6700万美元之间,而此前美国的水星号、阿波罗号等一众前辈,以及目前俄罗斯的“联盟号”和波音正在研发的“星际客机”的报价最低也在9000万美元的水平,性价比远均不及SpaceX。

图:各国航天器对比(左二为龙飞船,左三为联盟号)

就在今年5月中旬,SpaceX载人航天发射之前不久,NASA就已经正式终止了向俄罗斯联盟号购买座位的谈判。

而且,SpaceX完成吊打同行这一“壮举”的背后,依靠的还是NASA最少的资金支。Planetary society分析师发现,SpaceX载人龙飞船项目从NASA得到的资金支持大约是17亿美元,而暂时尚未研发成功载人航天任务的波音却从NASA拿走了28亿,此前NASA自研的载人航天器的研发成本更是比SpaceX整整高出了一个数量级。

比你用得钱少还比你研发得快,价格屠夫SpaceX靠着这一招直接拿下NASA每年的大笔订单。

再次,SpaceX能实现成本优势、获得NASA源源不断资金支持的背后,快速迭代能力才是马斯克最大的底牌。

图:猎鹰火箭迭代图

SpaceX的王牌火箭猎鹰9号从2010年首次发射至今已经推出了5个版本,从2010年的v1.0版本,到如今的v1.2block 5版本,猎鹰9号十年时间内硬生生将同步转移轨道运载能力从3.4吨升级到8.3吨。

而作为猎鹰系列火箭的核心,梅林发动机的迭代对于猎鹰火箭运力的飞速提升功不可没。

图:梅林发动机迭代图

梅林发动机的进化是透视SpaceX研发实力的一面镜子。

猎鹰1号首次发射时搭载的梅林1A版本发动机在发射时着火,导致发射失败。而五年后猎鹰9号发射时,顺利完成两代升级至1C版本,并成功将九台发动机并联,把这台本身并不算强大的发动机的性能用到了极致。此后又相继推出1C真空版,1D版本,1D+版本,火箭发动机三年一小更,成功被做出了电子产品的感觉。

而被寄予火星登陆厚望的Starship星际飞船的研发道路,更是又一次向世人展现了SpaceX变态的迭代速度。

SpaceX星际飞船第一代原型机MK1于2019年11月的一次低温压力测试中损毁,SpaceX立即开始了下一架星际飞船原型机的打造。

图:MK1损毁图

第一次耗时3个月打造,但新一代原型机SN1在今年2月底的压力测试中还是没能顺利通过。

图:SN1损毁图

第二次耗时1个月打造,第三代原型机SN3依然在压力测试中折戟。

图:SN3损毁图

第三次耗时不到1个月,原型机SN4终于完成建造并顺利通过压力测试,但在昨晚的测试中,不幸再次爆炸。对此,马斯克说SpaceX已经做好了SN系列原型机要经过20多次改版才能达成Starship最终版的准备。

图:SN4原型机点火测试爆炸

图:SN5的建造图片

目前,SpaceX已经是美国商业航天不可小觑的力量。2016年9月,公布殖民火星,2017年2月开放太空旅游项目,9月宣布月球基地营造计划。而这一切 ,不过是一个航空门外汉领着7000名员工18年奋斗的结果。埋头苦干,辛苦耕耘,是SpaceX这家公司的准则。

Part.6 探索人类的太空家园

“你认为我疯了吗?”为马斯克写传的作者万斯第一次见他时,马斯克问了他这个问题,万斯愣住了,在后来的相处中,万斯才了解到马斯克那个问题不是在问他,而是在问自己。

马斯克很少敬佩商界大佬,霍华德·休斯算是一个,这个美国历史上有名的航空先驱,正是电影《飞行家》的原型,他还有个跟马斯克一样的绰号“疯子富豪”。此前有人询问PayPal联合创始人彼得·提尔,硅谷真正的创业者应该什么样?他回答“to be like Elon ”。

从激动人心的建国年代的国父们,工业辉煌时代的爱迪生、福特,到乔帮主、马斯克,有个词部分地契合了这部分人身上的精气神儿,“Manifest Destiny”(昭昭天命):坚信注定生而不凡,坚定乐观,这也有点清教徒式的理想主义:希望改变世界,希望世界变好。

有人称SpaceX为航天界的小米,让航天界见识到了低成本战术的威力。

也有人称SpaceX为航天界的福特,给航天界带来了变态的工程实现能力。

可有谁意识到,自它诞生起,SpaceX在航空航天领域就是一个不折不扣的屌丝,马斯克这个书呆子+将军的复合体挑战了国家意志,挑战了行业教父,愣是万千荆棘中杀出了一条血路来。昔日人们口中嘲笑的疯子之旅,如今已成为一个万众瞩目的英雄之旅。

而这会如何造福我们芸芸众生?

20世纪末,当“旅行者号”接近太阳系边缘时,美国天文学家萨根恳求NASA让飞船转一下身,回过头来遥望下地球,于是在这张珍贵的太阳系的全家福里,地球,成了一个暗淡蓝点(Pale Blue Dot)。

每个最高领袖,每个劣迹斑斑的刁徒,每个独裁者,每个你曾爱过的人,大家都会出现在这个暗淡蓝点上。大家斗得血流成河,可争的是什么呢?争的是对一个小点上的一小块地方有片刻的控制权[8]。

对其他世界的探索绝非虚妄,而是为人类的生存寻找下一个出路。上世纪60年代,阿波罗登月激励了一代人向前奋斗,同样地,可能最终,将我们带上火星的并不会是SpaceX,但马斯克和他的公司是这个时代最棒的探索者,他们激励无数人向前,让我们有机会看到头顶的那片星空。

这是一个新的大航海时代,我们这代人,也许会看见,做梦也想像不到的奇景。

献给探索者们。

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