商业规律与太空梦想的纠结——SpaceX公司面面观

+ 蓝云

商业规律与太空梦想的纠结
——SpaceX公司面面观

+ 蓝云

2014年上半年最重大的国际新闻，莫过于乌克兰的动乱与危局。西方对俄罗斯的道义指责与经济制裁不仅搞砸了许多人的生意，欧美的航天界也为此忧心忡忡：美国目前的主力重型运载火箭“宇宙神”-5，使用的是俄罗斯进口的RD-180发动机；国际空间站的人员轮换往返，目前也必须借助俄罗斯“联盟”宇宙飞船进行。美国自己手里的东西呢？SpaceX公司表示，他们的“龙”飞船最快也要到2016年才能进行载人飞行。

自成立之日起，SpaceX就受到人们的广泛关注。这家另类的私营航天企业哪些地方做得比NASA更好，哪些地方不如人意？乌克兰的危局让SpaceX这个航天界的明星企业再次走到聚光灯下，接受人们的膜拜、质疑、拷问，或是仿效。

传奇人物缔造的传奇公司

SpaceX（太空探索科技公司）是一家私营性质的空间技术公司，创始人是艾伦·马斯克。

艾伦·马斯克是一个商业与科技奇才。有人认为，《钢铁侠》的主角托尼·斯塔克，现实的原型就是他。实际上，马斯克真的在《钢铁侠-2》中客串出场了，在片中他扮演一位深不可测的学霸，与钢铁侠大谈电动飞机，最后两人还商定共同合作。但现实中的埃隆·马斯克远没有钢铁侠那么潇洒。他极度忙碌，经常在夜里3点多才躺下，第二天一早就要赶去开会，晚上可能又要飞去另一个城市参加活动，还要抽空陪他的5个儿子玩。这个生于1971年、永远带着黑眼圈和眼袋的美国人，开发了ZIP2软件，创造了PayPal网络付费机制，创办了旨在推广环保能源的SolarCity公司，是特斯拉汽车公司的创始人之一、总设计师，还提出了名为“超回路列车”的新型高铁概念。2002年6月成立的SpaceX是艾伦·马斯克创办并担任CEO的第三家公司。SpaceX公司的与众不同，大概是从它的创始人那里获得的风格。

SpaceX创办的初衷非常简单：在保证安全性的前提下节约成本。在艾伦·马斯克的梦想中，太空旅行应当成为一种高端旅游项目，即只需花费不到1000万美元，就可实现太空一游。艾伦·马斯克认为，太空发射服务价格如此高昂，其中相当一部分原因，是不必要的官僚架构——机构臃肿、人浮于事的状况不仅咱们的老国企有，在NASA也一样严重。艾伦·马斯克在SpaceX成立后做的第一件事，就是实施10个涉及航天技术研究、装备制造和发射的改进方案，降低成本，最终达到普及太空服务的目的。

在人员编制方面，最初成立的SpaceX公司仅有十几名员工。在获得投资之后，2008年，该公司员工数才扩编到500人，2010年为1100人。相比之下，NASA鼎盛时期约有3万雇员。近年来，在SpaceX出世、占领了美国航天产业的相当一部分“领地”后，NASA的雇员数才下降到2万人的水平。

在火箭设计方面，SpaceX大胆使用标准化设计，扩大标准件的应用范围，改变了运载火箭“逐枚定制”的生产方式。SpaceX的“猎鹰”系列运载火箭在性能上与其他航天大国的运载火箭不分伯仲，但以易于制造著称。每一枚“猎鹰”-9火箭的主体部分都是完全相同的，不管它将执行哪种类型的任务——近地轨道发射、地球同步转移轨道还是国际空间站的飞船发射。高度的通用性性还提高了生产效率。如“猎鹰”-9第一级和第二级的燃料箱直径相同，只不过第二级燃料箱比第一级短些，生产设备基本相同。燃料箱内壁也是通用的——液氧储存舱和煤油储存舱所使用的材料相同。这样做会使煤油储存舱的舱壁强度过剩、增加了死重，但是能极大地简化生产流程、降低成本。至于“龙”飞船，SpaceX更是创下了同一时间内有6艘飞船在车间进行总装作业的记录，达到了准流水线化制造。

站在巨人的肩膀上

SpaceX是由一位跨行创业的IT精英建立的，但这不意味着SpaceX是白手起家。航天器是高度复杂的工业品，一枚运载火箭有上万个零件，需要数百家公司、成千上万的工程师与产业工人协作。在过去数十年，美国军方、NASA对航天工业投资巨大，造就了当今世界上技术水平最高、产业链最为完善的美国航天工业体系，SpaceX处于这个体系的顶端，犹如站在巨人的肩膀上，能获得今天的成就，也非完全偶然。

美国的航空航天工业体系可分为三个层次。居于最高层次的是主承包商，其主要任务是将一个系统的所有部件集成到一起，此外通常还负责产品中的某些重要部件、关键系统的研制生产。主承包商的典型是洛克希德·马丁公司、波音公司、雷声公司以及今天的SpaceX。

第二个层次是子承包商。这个层次的情况较为复杂，子承包商的规模和产品千差万别，既有通用电气这样的工业巨头，也有名不见经传的小型公司、工厂。子承包商的作用，是为最终系统或大的子系统制造部件或相对独立的小系统。在重大系统的项目中，可能有数以百计的子承包商在为其服务、生产相关部件。

第三个层次是供应商，主要为主承包商和子承包商提供基本的零件、硬设备、组件、设备、材料等。

SpaceX位于产业链的顶层，它的系统供货商遍及美国，甚至在欧洲的BAE（英航宇系统公司）也与SpaceX有合作关系。除了产品制造，SpaceX运载火箭的发射，也需要借助NASA和美国军方：雷根测试场、卡纳维拉尔角空军基地的第40号航天发射复合体、范登堡空军基地等。“猎鹰”-1号小型运载火箭在雷根测试场进行发射实验，“猎鹰”-9系列运载火箭在卡纳维拉尔角发射。

在技术研究方面，SpaceX最大的后盾来自NASA。SpaceX有自己的研发部门，也有一批才华横溢的科学家、设计师，但其主要的技术专利，来自于NASA及其下属的戈达德航天飞行中心、约翰逊航天中心、肯尼迪航天中心、马歇尔航天飞行中心、斯坦尼斯航天中心和喷气推进实验室。

在SpaceX进入航天业“搅局”之后，NASA及下属的研究中心、产业设施与SpaceX是商业合作与合同的关系。即SpaceX发出需求，NASA做研究，最后SpaceX付钱、购买其完成的技术成果或专利。不要小看这些商业关系上的调整，它大大降低了航天技术的研发成本，缩短了研发周期。因为SpaceX的存在，NASA才有可能在近几年大力裁剪冗员，促使整个美国航天产业体系的劳动生产率都得到了一定的提高。

未来蓝图与当下生意

作为商业公司，SpaceX必须确保自己有充足的订单以维持公司的运转。此外，为了融资、扩大经营，SpaceX还必须推出一系列宏伟的计划，以向世人证明自己的技术能力和发展前景。

在运载火箭方面，SpaceX已有“猎鹰”-1和“猎鹰”-9两个系列的产品。这两型运载火箭都采用50吨级推力的“梅林”-1发动机。其中“猎鹰”-1安装1台，“猎鹰”-9的第一级则并联安装9台。正在开发“猎鹰”-9重型（Falcon 9 Heavy）采用公用芯级和助推器设计，第一级共并联了27台“梅林”-1。用大量小型火箭发动机构建大型运载火箭，“猎鹰”-9重型已经接近了工程设计的极限。太多的发动机带来可靠性问题，在火箭设计上也麻烦得多，费效比和运载系数都不高。

为了改变这种攒货性质的局面，SpaceX宣布研制新的发动机——“梅林”-2。它是“梅林”-1的放大版，具有70%节流能力，地面推力770吨，真空推力870吨，甚至超越了当年F-1发动机的推力。更惊奇的是它的比冲数据。“梅林”-2采用单室燃烧室，燃气发生器循环方式，喷管面积比只有25，但真空比冲居然高达320秒。在上面级发动机方面，SpaceX正在开发68吨推力级“猛禽”氢氧发动机，推力类似于我国正在开发的YF-77氢氧发动机，但“猛禽”采用分级燃烧循环方式，喷管面积比高达250，比冲达到了470秒的惊人水平。

遗憾的是，SpaceX本身无法拿出足够的资金，全面启动“梅林”-2的研制。因此，“梅林”-2到底能不能实现设计中的参数，目前还不得而知。根据SpaceX的说法，如果有投资商愿意注资10亿美元，就可以在3年内拿出“梅林”-2发动机，但是此前SpaceX的所有项目——“梅林”-1发动机、“猎鹰”-1和“猎鹰”-9火箭、“龙”飞船等，总研发费用也就是5亿美元左右。因此，到目前为止，还没有哪位投资商愿意进行风险如此之高的注资。“梅林”-2发动机和超重型火箭与其说是吸引商业投资，不如说是对《奥古斯丁报告》中断言“商业公司无法开发出重型运载火箭”的回击。

SpaceX的未来

即使SpaceX获得投资、启动“梅林”-2的研发，又能如何呢？目前，商业航天发射的卫星单星质量并没有明显上涨。一般来说，近地轨道卫星质量不超过10吨，地球同步轨道卫星因为存在轨道“坑位”有限的问题，通常会做得稍大一些，但单星质量也不超过12吨。即使未来太空旅游发展起来，载人飞船的质量也不过是10～20吨，目前各国现有的运载火箭型号的运力也够用了。超重型运载火箭即使研制出来，很可能面临没有订单的窘境。必须要用这么大的火箭打上天的航天器，恐怕只有未来中国的空间站和载人登月飞船了。

与其他的航空航天企业不同，SpaceX有一个强大的媒体公关团队，这是IT精英跨行成立的航天公司的特色之一。这给航天领域带来了全新的思路。从CEO艾伦马斯克到各个部门的管理层，对媒体和推广的态度都非常开放。前卫的公司形象和成功的媒体运作，还使得SpaceX在吸引年轻人才上也有着其他公司不可比拟的优势。

恰当的公关策略对SpaceX有着锦上添花之秒，增大了公司的知名度，让投资者对其更有信心。以最近热炒的“猎鹰”火箭垂直起降测试为例，从技术上来说并不新鲜，它就是四十年前美苏都探讨过的“单级入轨”技术。1993年，麦道公司研制的“三角快帆”试验火箭（DC-X）进行了成功的起飞、横向飞行、安全着陆测试。SpaceX用现代拍摄技术和互联网，将自己的单级入轨测试精心包装、大为宣传，让SpaceX的单级入轨项目一夜成名，盖过了此前几十年、多个国家多个公司的努力。当然，SpaceX的宣传带来了巨大的关注，也大大激发了民众对于航天工程的热情，客观上说，也给整个世界的航天产业带来了积极意义。

从发展方略上说，SpaceX短期的目标，应该是在商业发射上超过行业霸主——波音-洛·马的联合企业ULA。SpaceX在成本控制、前瞻性和公司形象上有着显著的优势。但SpaceX相比ULA，营收还很低，发射数也远逊对手。这在相对保守的国防航天领域，是很要紧的软肋。

但要实现开启航天新纪元甚至殖民火星的野心，SpaceX还有很多困难要克服。最大的难题在技术上。美国的航天工业过了七十年代登月成功的巅峰，经费一减再减，技术几乎止步不前，设计也任然停留在严重依赖测试和经验的阶段。因为经费不稳定和官府机构不能克服之弱点，NASA的诸多项目也都是停停走走或者冷饭炒炒。本该开时代风气之先的航天领域，反倒落在了时代的后头。艾伦·马斯克以技术商业化见长，拿手本领是高效和优化，但这个团队开发全新技术的能力现在还未得到证实。而且航天研发耗资巨大，一年吞噬百八十亿，眼皮都不眨一下，SpaceX即使在将来是否有这样的实力，也是一个巨大的问号。至于艾伦·马斯克念念不忘的殖民火星计划，梦想很宏大，可这是不可能通过商业运营来启动、完成的，因为从商业角度上说，让一艘载人飞船飞往火星，肯定赔钱。除非美国政府突然像上世纪6、70年代那样，以举国力量进军太空。国家作为甲方，SpaceX做出什么东西来自然不在话下。.