2001年的劳动节周末,埃隆.马斯克从疟疾中康复不久,便去汉普顿拜访他在宾夕法尼亚大学一起搞派对的伙伴阿德奥.雷西。随后,他们开车返回曼哈顿,行驶在长岛高速公路上,二人谈起了马斯克离开PayPal后接下来的计划。
“我一直想到太空中做一些事情,”马斯克告诉雷西,“但我想不到有哪些事是凭借个人力量就可以办到的。”当然,对个人来说,制造火箭的成本太高了。
但想一想,真的是这样吗?要满足的最基本物理条件是什么?
马斯克认为,需要用到的只有金属和燃料,这些东西其实并不昂贵。“当我们开到皇后区中城隧道时,”雷西说,“我们就一致认为这是可能的。”
当晚回到酒店后,马斯克登录了美国国家航空航天局(NASA)的官网,阅读了他们关于前往火星的计划。
“我想应该很快了,我们在1969年去了月球,肯定是要去火星了。”但他找不到相关的时间表,就继续在网站上找,直到他意识到NASA根本没有火星登陆计划,他感到非常震惊。
马斯克发现了一个新使命——一个比打造互联网银行、推出线上黄页更崇高的使命。他去帕洛阿尔托公共图书馆阅读有关火箭工程的资料,开始给相关专家打电话,找他们借来旧的火箭发动机手册。
在拉斯维加斯举办的PayPal聚会上,马斯克坐在泳池边的小屋里,捧着一本破破烂烂的俄罗斯火箭发动机手册。
一位前同事问他,下一步打算做什么,他回答说:“我要殖民火星。我的人生使命是让人类建立起跨行星的文明。”
马斯克坚信,飞向其他星球会是人类这个物种发展历程中的重大进展。
“真正的里程碑屈指可数:单细胞生命出现,多细胞生命出现,植物和动物的分化,生命从海洋走向陆地,哺乳动物出现,意识出现。”他说,“在这个尺度上,下一个重大进展是显而易见的:使地球生命成为多行星生命。”
馬斯克认为,自己的奋斗目标具有划时代的意义,这既让人感到振奋,也令人产生些许的不安。
“埃隆最了不起的一点,就是能把他自己的愿景当作上苍的旨意。”诚如PayPal创始人马克斯·列夫琴所言。
马斯克认为,如果他想创办一家火箭公司,最好搬到洛杉矶,因为美国大多数航空航天公司都在那里,包括洛克希德·马丁和波音。
“火箭公司的成功概率相当低,如果我不搬到南加州,那就更低了,因为那边有大量的航空航天工程人才储备。”他没有向家人解释他搬家的动机。
“我想到了把一个小型温室送到火星上去。”温室会降落在火星上,同时把火星上绿色植物生长的照片传回地球。
他认为,公众会为此感到非常兴奋,以至于他们会迫不及待地希望向火星发射更多飞船,完成更多任务。这个计划被称为“火星绿洲”,马斯克估计,他只需花费不到3 000万美元就能完成这个任务。
马斯克去了两回俄罗斯,2002年初的那次,随行团队有航天工程师迈克尔·格里芬,后来成为美国航空航天局局长。他的主要目的是去买两枚第聂伯运载火箭,它是一种经过改装的老式弹道导弹。
马斯克越跟人交涉,人家卖得越贵,最后他觉得自己已经谈下来了,为两枚第聂伯火箭支付1800万美元,后来对方说不行,是每枚1800万美元。
他回忆说:“我当时表达的意思就是,你们疯了吧?”然后俄罗斯人就说:那可以涨到2100万美元,“小朋友,你没这么多钱吗?”
应该说这一次谈崩了,对马斯克来说,是塞翁失马,他因此想得更远:他不只是要发射一枚二手火箭,在火星上放一个示范性的温室,他要构思一场更大胆的冒险——我们这个时代最无畏的冒险之一,即通过私营公司来建造火箭,用它来发射卫星,将人类送入太空轨道,最终把人类送到火星和其他地方。
他开始应用第一性原理进行思考,深入基础的物理学情境,一步步在头脑中构建火箭发射的模型。
他发展出了一个概念,叫“白痴指数”,用来计算某个制成品的成本比其基本材料的成本高多少。“白痴指数”很高,一定可以设计出更有效的制造技术来大幅降低它的成本。
火箭的“白痴指数”就非常高。马斯克开始计算其中的碳纤维、金属、燃料和其他材料的成本:采用目前的制造方法,成品的成本至少比材料的成本多出50倍。
马斯克决定创办自己的火箭公司时,雷西制作了一段数十枚火箭爆炸的精彩视频,然后叫了一帮朋友飞到洛杉矶,同马斯克聚在一起,劝他不要这样做。
“他们让我看火箭爆炸的场景,因为他们想让我相信一件事:我会因此败光所有钱。”
马斯克不会像洛克希德·马丁公司和波音公司那样发射大型运载火箭,而是为小型卫星打造一种成本较低的火箭,因为微处理器的进步正在让卫星小型化成为可能。
他盯住了一个关键指标:将每磅有效载荷送入轨道的成本。这个将单位成本推力最大化的目标指引着他,使他此后一直痴迷于增加发动机的推力,减少火箭的质量,同时让火箭可以重复使用。
马斯克想招揽曾陪同他去莫斯科的两名工程师,均未能如愿,所以自己最后自动成为公司的首席工程师。
2002年5月,他成立了太空探索技术公司(Space Exploration Technologies)。起初,他用首字母缩写 SET作为公司代称。几个月后,他又把他最喜欢的字母捡了回来,改成了一个更容易让人记住的名字—— SpaceX。
他在早年的一次演讲中说,目标是在2003年9月前发射第一枚火箭,并在 2010年前向火星发射一枚执行任务的无人火箭。
这样,他成功延续了在PayPal的传统:先设定一个不切实际的时间表,然后“取法乎上得其中”。
汤姆·穆勒毕业时,他搬到了洛杉矶,在航空航天领域找工作,得到了TRW公司的工作机会,该公司制造的火箭发动机,曾将尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林送上月球。
2002年1月的一个周日,当他们在一个租来的仓库里鼓捣发动机时,加维向穆勒提到,一个名叫埃隆·马斯克的互联网大佬想见见他。
当马斯克来到这里时,穆勒正用肩托着这台悬吊着的80磅重的发动机,想把它固定在一个框架上。
马斯克开始提问:它有多大的推力?穆勒回答:1.3 万磅。马斯克又问:你有没有制造过更大的东西?穆勒解释说,在TRW,他一直在研究TR-106发动机,有65万磅的推力。
他接着问:这得花多少钱?穆勒回答说:TRW做这个东西要1200万美元。他对谈话推进到具体细节的速度感到惊讶。
马斯克又问,他们下周日能不能再见一面。“那天是超级碗周日,想和朋友一起看比赛。”穆勒本不大乐意,但感觉到反对无效。
结果,他大概只看了一轮进攻,后来全都在讨论如何打造运载火箭。当时,其他几位工程师朋友也在场,他们为第一枚SpaceX火箭擘画了蓝图。
他们决定,第一级火箭由使用液氧和煤油的发动机来推动。马斯克建议将过氧化氢用于第二级火箭,穆勒认为这样很难处理,他反驳说应该使用四氧化二氮,但马斯克认为成本太高。
最后达成共识,第二级火箭也使用液氧和煤油。超级碗已经被众人抛在脑后,因为制造火箭对他们来说更有意思。
马斯克希望,穆勒来担任SpaceX推进部门的负责人,设计火箭的发动机。穆勒一直对TRW谨小慎微、规避风险的行事风格不满,于是他征求了妻子的意见。
她告诉他:“你要是没去做这个,早晚你得后悔死。”穆勒成了SpaceX的第一个重要雇员。
当穆勒和其他工程师加入SpaceX后,马斯克就需要一个总部和工厂了,他开车穿过很多航空航天公司所在的街区,发现洛杉矶机场附近有一个旧仓库。
在布置工厂时,马斯克遵循了他一贯的理念,即将设计、工程和制造团隊全部集中在一起。
“装配线上的人应该能立马逮到设计师或工程师,跟他们吐槽:你疯了吗?为什么要这么设计?”他向穆勒解释道,“如果炉子烫了你的手,你会立马收手,但如果炉子烫了别人的手,想让你做点儿什么可就得多花些时间了。”
团队不断壮大,马斯克开始灌输:要容忍高风险,要服从于他那种能扭曲现实力场的强大意志力。
“如果你老是摇头,说这个干不了、 那个不可能,那你就没机会参加下次会议了。”穆勒回忆说,“他只想留下那些能做成事的人。”
他将正在制造的火箭命名为“猎鹰1号”,以《星球大战》中的航天器来命名。
马斯克对成本控制极为关注,这不仅是要花他自己的钱,更是因为把每一分钱都花在刀刃上对他的最终目标(殖民火星)来说至关重要。
航空航天领域的零部件供应商提供的部件价格,不能让他满意,他质疑这些价格,这些部件的价格一般要比汽车行业的类似零部件高出10倍。
穆勒回忆说,有一次SpaceX需要一个阀门,供应商要价25万美元。马斯克说他们心太黑了,并对穆勒说我们应该自己制造。他们在几个月内就以很低的成本完成了这项工作。
火箭零部件的制造,受到军方和美国国家航空航天局规定的数百种规格与要求的制约。
在大型航空航天公司,工程师们严格遵守这些金科玉律,马斯克则离经叛道,他要求工程师质疑这些规格要求,这后来成为他五步工作法当中的第一步,在公司内部这一步被称为 “质疑”。
马斯克反复叮嘱大家,所有要求都应该被当成建议,不可变更的金科玉律只有那些物理学定律约束下的条件。
马斯克采取了一种迭代式的设计方法:迅速制成火箭和发动机原型,进行测试,炸毁,修改,再次尝试,直到最后做出能用的东西。快速推进,把试验品炸掉,然后重复这一过程。
“你不需要完美地规避多少问题,”穆勒说,“关键是你能多快找出问题,然后解决它。”
SpaceX是一家私营公司,且马斯克愿意藐视规则,他们可以冒任何愿意承担的风险。这种对设计迭代的信念,意味着SpaceX需要一个对试验要求宽松的测试场所。
2002年12月,马斯克在普渡大学发表演讲,在现场,遇到了一位曾为比尔航空航天工作的工程师,他介绍了其在得克萨斯州麦格雷戈外的废弃试验场,位于韦科以东约26英里处。
马斯克决定当天就飞过去考察,飞机降落时,轻而易举地在沙漠中找到了试验场的三脚架,足足有110英尺高。
“天哪,”随行的穆勒在经过现场时对布扎喃喃道,“我们要的东西几乎都在这里。”在灌木丛中,有测试台和供水系统,还有一个掩蔽用的木屋。布扎喜不自胜,说起这里的设施能派上多大用场。
马斯克把他拉到一边,说:“别夸了,越夸越贵。”马斯克当场雇用了看守人员,每年仅支付45000美元,就租用了麦格雷戈的场地及其废弃的设备。
这样,SpaceX兄弟连的故事就开始了:一帮对发射火箭抱有执着追求的火箭工程师,在穆勒和布扎的带领下,在马斯克间或造访的视察中,在得克萨斯州响尾蛇不时出没的贫瘠沙漠里,在一块由混凝土浇筑的地面上,点燃了火箭发动机并一次次引爆。
在SpaceX,一种制造模式被固化了下来:不断尝试新的想法,然后随时准备炸掉做好的东西。
格温·肖特韦尔于2002年加入SpaceX,最终成为公司总裁,加入SpaceX几个月后,她和马斯克前往华盛顿。他们的目标是拿到国防部的订单合同,发射一种全新的小型战术通信卫星, 即“战术卫星”(TacSat),能使地面部队的指挥官快速获取图像和其他数据。
第二天早上的五角大楼会议上,马斯克表现得很好。他们顺利签订了合同,这是 SpaceX 的第一份合同,金额为350万美元。 为了提升公众对SpaceX的认知,2003年12月,马斯克将猎鹰1号火箭带到华盛顿,在美国国家航空航天博物馆外举办公开活动。
当火箭在警察的一路护送下,在独立大道上缓缓驶过时,它给NASA的肖恩·奥基夫局长留下了深刻的印象。他派副手利亚姆·萨斯菲尔德前往加州,仔细评估这家生龙活虎的初创公司。
“SpaceX 展现了优良的产品和扎实的潜力。” 萨斯菲尔德在报告中表示,“NASA 投资这家公司是很有必要的。”2004年2月,NASA未经竞标过程,就将一份价值2.27亿美元的合同授予基斯特勒航空航天公司。
该合同是关于为国际空间站提供补给的火箭,马斯克认为,SpaceX 完全可以胜任。那年5月,马斯克会见NASA官员,威胁要就基斯特勒的合同起诉他们。
“每个人都劝我说,这可能意味着我们将永远无法与NASA合作。”马斯克说,“但他们的所作所为就是错误的,是违背市场道德的,所以我就起诉了。”
SpaceX 最终在这场纠纷中获胜,NASA 被要求将该项目开放竞标。修訂后的项目名称为“商业轨道运输服务”项目,SpaceX 凭实力赢得了其中很大一部分订单。
马斯克认为成本加成制度的问题,在于它阻碍了创新。如果项目花费超出预算,承包商就会得到更多的报酬,他们几乎没有动力承担风险、发挥创造力、快速推进工期或削减成本。
SpaceX 开创了一种新方式,由私营公司竞标执行特定的任务,比如将政府需要的有效载荷发射到轨道上。
这些公司用自己的资金承担风险,只有完成某些关键验收环节时才能得到报酬。这种基于发射结果的固定价格合同,也允许私营公司掌控火箭的设计和制造过程,如果它打造的火箭具有成本效益,就可以赚很多钱。
马斯克的预算是为猎鹰1号的前三次发射准备的,这三次都是在进入预定轨道前发生了爆炸。第三次试射失败后,马斯克就给团队设定了六周内将新火箭运到夸贾林岛的最后期限。
这似乎是马斯克扭曲现实的一种伎俩。第一次和第二次试射间隔了12个月,第二次和第三次又间隔了17个月。
由于无需为纠正第三次试射出现的问题而对火箭做任何基础的设计调整,马斯克计算出六周的期限是大家可以办到的。
考虑到现金流正快速消耗,也别无选择,当时,他面临着个人破产和特斯拉的财务危机。
PayPal联合创始团队的基金,2008年8月向SpaceX注资2000万美元,依托这笔投资,马斯克才跨过生死线,正是这群人,当年将他从PayPal首席执行官的CEO位置赶下了台。
SpaceX在洛杉矶工厂存有第四枚火箭的零部件,通过海路将其运到夸贾林岛需要四周时间。发射主管蒂姆·布扎告诉马斯克,满足最后期限的唯一方法是向空军租用一架C-17军用运输机。
“好吧,那就租吧。”马斯克回答。此时布扎就明白了,马斯克已决定毕其功于一役。 但飞机快速下降致使舱内压力增加,而火箭主体的阀门流入空气的速度不够快, 导致火箭内外压强不平衡,出现了巨大的爆裂声,损伤已然造成:外部出现凹陷,其中一个挡板被移位了。
工程师给身在洛杉矶的马斯克打电话,告诉他发生了什么,建议允许他们把火箭带回来。
“我们所有人站在那里,都听到了电话那头的停顿。”有人回忆说,“他沉默了1 分钟,然后说:‘不,你们把它弄到夸贾林岛去,在那里修复它。’”
到了那里,他们发现一群工程师在半夜四处跑动,疯狂地研究着已经被拆散的火箭,就像一群急诊室里的医生,试图拯救一个病人的生命。
第四次发射定于2008年9月28日进行,如果发射失败,SpaceX 就寿终正寝了,顺带着可能使特斯拉走向终结。
他计划在洛杉矶SpaceX 总部的指挥车上观看发射过程。
为了舒缓紧张情绪,弟弟金博尔·马斯克建议上午带孩子去迪士尼乐园玩。那是个周日,乐园里人挤人,他们没有买VIP快速通行证,在长长的队伍中等待是件好事,他在等待中渐渐平静下来。
下午4点发射窗口即将开启时,马斯克登上指挥车,他可以在显示屏上 看到猎鹰1号在夸贾林岛发射台的情况。控制室里一片寂静,只有一名女性负责报出倒计时。
当火箭飞出发射台时,欢呼声响起,但马斯克默默地盯着传输到他的电脑上的数据,以及墙上显示屏上火箭摄像机回传的视频。
升空 9 分钟后,Kestrel发动机按计划关闭,其有效载荷进入预定轨道。此时,欢呼声震耳欲聋,马斯克高举双臂,站在他身旁的金博尔开始哭泣。
猎鹰1号创造了历史,成为第一个由私人制造的、从地面进入预定轨道的火箭。
马斯克的团队只有500名员工,而波音公司的同类部门有50000人,他们从头开始设计整个系统,自己完成所有建造工作,几乎没有外包,资金也是私人提供的,主要来自马斯克本人。
SpaceX签订了为NASA 和其他客户执行任务的合同,但只有在发射成功后才会得到报酬,没有补贴,也没有成本加成合同。
这次成功的发射挽救了私营太空事业的未来,这导致 NASA 做出了明显的方向性调整,他们发起了一项名为“商业再补给服务合同”的竞标活动,中标者执行向空间站发送货物的任务。
猎鹰1号第四次发射成功,促使马斯克和格温·肖特韦尔在2008年底飞往休斯敦,与NASA管理者会面,力争签下这个订单。
12月22日,马斯克的手机响起,他接到一个电话,NASA的航天主管告诉他一个消息:SpaceX将获得一份价值16亿美元的合同,在空间站和地球之间进行12 次往返运输。
“我爱 NASA,”马斯克回答,“你们真棒。”随后,他把他的电脑登录密码改为“ilovenasa”。
如果马斯克的目标是打造一家盈利的火箭公司,那他本可以在熬过2018年后清点战利品,随后解甲归田。那时,可重复使用的主力机型猎鹰9号,已成为高效且可靠的火箭,他还开发出一套自己的通信卫星,这些都将给他带来可观的收入。
然而,他的目标是将人类送往火星,这不可能通过猎鹰9号或者加强版的猎鹰重型运载火箭来实现,猎鹰火箭的飞行高度有限。
“我可以靠它们赚很多钱,但我不能靠它们实现人类跨星球生存的目标。”马斯克说。
这就是为什么他在2017年9月宣布,SpaceX将开发一枚更大的、可重复使用的运载火箭,它将是有史以来个头最高、推力最强的火箭。他将这枚大火箭的代号定为“BFR”(Big F Rocket)。一年后,他发了一条推文:“将 BFR 更名为星舰。”
星舰系统有一个一级助推器和一个二级航天器,加起来有390英尺高,比猎鹰9号高 50%,比NASA在阿波罗计划中使用的土星5号运载火箭高30英尺。
星艦系统配备了33个助推器发动机,能将超过100吨的有效载荷送入预定轨道,这一数字是猎鹰9号的5倍。
终有一天,它将带着100名乘客前往火星。
即便在内华达和弗里蒙特的特斯拉工厂忙得四脚朝天时,马斯克每周也会抽出时间来,看看为星舰乘客准备的相应设施和住宿条件的效果图,毕竟乘客们将花9个月时间前往火星。
与他一起为星舰忙碌的,有为人开朗谦和的工程师比尔·莱利。2018年底的一天,他们正在参观位于洛杉矶港附近的星舰的生产设施,该设施在SpaceX的工厂和总部以南约15英里。
莱利解释说,他们正在使用的碳纤维材料有问题,片材出现了褶皱。这个东西的制造过程也非常缓慢,成本高昂,每公斤材料成本为130美元。
“如果我们继续使用碳纤维,我们注定得倒闭。”马斯克知道,60年代初将美国人送入预定轨道的早期阿特拉斯系列运载火箭,是用不锈钢制成的,他绕着生产设施走了一圈之后,变得非常安静,“换成不锈钢怎么样?”
几天后,当他在SpaceX的会议室里与执行团队会面时,他们争辩说,用不锈钢制造的火箭,可能比用碳纤维或者铝锂合金制造的火箭更重。
马斯克的直觉不是这样的,他告诉团队:“来算一下,算一下具体数字。”
当他们真的算起来,才越来越确信一件事,在星舰将面临的宇宙环境中,钢可能会使火箭整体更轻。在极寒温度下,不锈钢的强度还会增加50%,意味着它更适合装载超低温燃料液氧和液氮。
此外,不锈钢熔点高,这样星舰朝向太空的一侧就没必要设置防热层,这也可以减轻火箭的整体重量。短短几个月内,他们有了一个所谓的星舰原型——“星虫”星际飞船,准备用它进行低空飞行测试。
它有三条可伸缩的腿,用来测试星舰在完成飞行后如何安全着陆,如何重复使用。到2019年7月,它可以在 80 英尺的高度完成测试飞行。
星舰太大了,在洛杉矶建造星舰,再运到专用基地博卡奇卡太费周章,马斯克决定在离发射台约两英里的地方,在当地明媚的灌木丛和蚊子出没的湿地上,开辟出一块火箭制造区域。
为这条装配线,SpaceX 团队搭建起三个硕大的、类似机库的帐篷,还建了三个用波纹金属制成的装配大楼,可以垂直容纳星舰。
场地上有一栋旧楼被改造成了多个办公室隔间、一个会议室和一个为大家提供口味尚可的饭菜和优质咖啡的食堂。到2020年初,这里聚集了500名工程师和工人,其中大约一半来自当地, 四班倒昼夜工作不停。
距离这些设施约1英里的地方,是一连片60年代开发的31套破旧房屋,其中有一些是用预制板建成的,它们稀稀拉拉地分散在两条街道上。
马斯克为自己挑选了一套两居室,它有一个开放式的主间,刷的是白墙,铺的是浅色木地板,既能当客厅又能当餐厅,还包含了厨房。一张小木桌就是他的办公桌,下面放了一个能连接到星链终端的 Wi-Fi 盒子。
“斯是陋室”,不足以形容其作为亿万富翁主要居所的简朴程度,在马斯克心里这就是天堂,一到那,他整个身体都松弛下来,人在屋子里晃来晃去,像个城郊的大叔一样吹着口哨。
星舰的前两次发射,均失败了。星舰的爆炸,其实也象征着马斯克这个人,这是对于他强迫症的一种恰如其分的隐喻:好高骛远、行事冲动、疯狂冒险、成就惊人。
同时,他也会炸掉周遭的一切,留下残骸的余烬,面对此情此景,他却能恣肆地放声狂笑。
本文选编自《埃隆·马斯克传》,沃尔特·艾萨克森著,孙思远、刘家琦译,中信出版集团出版并授权刊载,2023 年9 月出版。