勇於探索敢於冒險的太空騎士-SpaceX

寫作本文時正好是世界航天日，55年前，第一個人類加加林進入太空；2016年4月9日，SpaceX公司終於成功實現來火箭海上回收。謹以此文想所有用於探索宇宙的太空騎士們致敬。

火箭海上回收這事挺難的，你可以想像一下站在一艘隨著海浪起伏搖晃的船上，用手把一個雞毛撣子扔出去，然後再用手指接住？

海上回收比陸地回收更加安全，因為如果返回發射場，可以想像一個20層樓高的龐然大物，攜帶著不少的燃料，風險會更高。而且從任務剖面圖來看，海上著陸時，回收駁船位置在火箭航向的前方，這樣的話，理應比重新返回發射場更加節約燃料。

Falcon9成功著陸後，全體歡呼，我們看視屏也挺激動的。不過還是讓我們冷靜一下，因為SpaceX搞火箭回收是為了重複使用以便降低成本，雖然成功實現了回收，能否按期的再次使用還是一個未知數。而且，就目前的數據，至少肯定達不到老馬宣傳的，可以把發射成本降到以前的1/10，spaceX公司自己也明顯務實多了，當前他們的目標是把發射成本降到4000萬美元左右。

讓我對SpaceX公司刮目相看的是他們技術改進的速度非常快，2015年6月Falcon火箭發射還爆炸呢，不到一年時間內，他們已經又進行了幾次試驗。這樣的速度，一定是要承擔很大的風險，但是正因為敢於嘗試，SpaceX進步的速度才特別的快。

之前針對spaceX已經寫過一些評論：

SpaceX 公司的草蜢火箭實現平穩滯空和返回地面，是技術突破嗎？ - 張拯寧的回答

如何看待 2015 年 12 月 22 日 SpaceX 成功發射 Falcon9 並回收一級火箭？ - 張拯寧的回答

本文主要不從技術角度再做分析，而是想重點說說SpaceX對全球航天文化的的影響。

航天技術的核心問題是如何用能量換速度，探索如何用一種經濟而且安全的方法把航天器和人類送入預定軌道，並使其長期穩定的運行的方法。要使得航天器至少達到第一宇宙速度需要很大的能量，這些能量如果不能夠在嚴格的控制下按照預定的方式釋放出來，就很容易導致成一場巨大的爆炸，然後讓發射任務以悲劇結束。這樣的悲劇在人類短短几十年的航天歷史中已經不斷上演，任何一個搞航天的國家都不能倖免。現代航天技術難以取得進一步突破的關鍵障礙就是NASA首席科學家丹尼斯·布希內爾所說的：「負擔得起的不安全，安全的又負擔不起。」運載火箭和航天器的設計極為複雜，風險和難度也都很大，任何細微的故障都可能造成任務徹底失敗。例如挑戰者號、哥倫比亞號的悲劇，都是由很小的設計缺陷引發的。

有這樣一個故事：

1961年初，科羅廖夫在決策發射東方號飛船把加加林送入太空時，清楚地知道風險極大，估計只有50%的成功概率，這和賭博沒什麼區別。幸運的是，他成功了。大師們一方面是精益求精、不放過任何缺陷的工程師，另一方面又是敢於冒險、勇於決策的探險家。

設計運載器與航天器需要在安全與效率之間做出平衡

航天任務的難點主要是運載器也就是火箭的設計。由於外太空沒有氧化劑，所以火箭設計最主要的難點就是要同時攜帶燃燒劑和氧化劑，火箭除了箭體結構和控制設備，主要的重量都是燃料。比如發射神舟飛船的CZ-2F火箭起飛重量479噸，火箭自身的結構和飛船加一起才44噸，其餘都是推進劑。對於航天員來說，真的就是坐在一個大炸藥桶上，不同的是這個炸藥桶還真的在燃燒。為了儘可能的提高運載能力，就需要把箭體結構盡量做的輕一些；但同時火箭的極高速度造成工作環境非常惡劣，因此火箭的材料在輕的同時還必須具有足夠的強度，這就需要在設計方案中進行平衡。

對於航天器來講，同樣有許多困難需要克服。比如，飛船返回艙再入大氣層時，由於速度極快，與大氣產生磨擦，在表面產生數千攝氏度高溫。這就要求必須採取有效措施，防止返回艙被燒毀，保證艙內的溫度適合人生存。挑戰者號、哥倫比亞號都是由於隔熱設計的缺陷導致船毀人亡。

大企業病

做航天是一件風險極高的事情，正因為如此，二戰後的幾十年航天歷史中，蘇聯、美國、中國都是舉全國之力搞航天。在很長一段時間內，航天技術主要是出於軍事和政治目的。當然，攻克了包括材料、控制、通信乃至管理方面的一系列問題，獲得的新材料和新技術廣泛應用到其它行業，極大的改變了我們的生活，比如尿不濕、太陽能電池、項目管理的理論與方法等等。更直接的，一些軍民兩用的航天產品，比如全球衛星導航定位系統、衛星通信、衛星遙感的廣泛應用已經極大的改變了人類社會。現在中國幾乎每個成年人都至少有一部手機，而每一部手機裡面又幾乎都內置了GPS晶元。

雖然取得了很大的成績，但是在近二十年，航天技術的進步實際上變慢了很多。太空梭由於幾次重大的事故，被迫放棄；國際空間站的建設也比預期要緩慢；登陸火星、重返月球等計劃由於耗資巨大，而美國開始缺錢，所以項目都被中止。另一方面，由於航天技術的複雜性和特殊性， 特別是航天人才的培養周期長，對帶頭人的要求非常高，這就客觀上造成了每個航天大國都必須養一支龐大的、高水平的專業人才隊伍。因為航天人才的特殊性，供給不充分，不可能到你用人的時候才去招聘，來不及，這個和招聘個廚子或者是IT工程師有很大不同。諸如此類的原因，造成了全世界官辦航天機構的效率都不高，人力成本也一直降不下來。

慢慢的，全世界搞航天的企業，不管是美國還是中國，都變成了由一些機構非常龐大，人員數量眾多的大企業壟斷。雖然美帝的航天企業，比如洛馬、波音主要是私營的，而中國基本都是國營的，但都不可避免的患上了大企業病。

這種病的典型癥狀就是：

• 機構臃腫、效率低下
• 成本居高不下
• 創新能力不足
• 越來越怕風險

在美國太空梭的事故調查報告中，多次提到，由於NASA官僚主義，工程師的重要意見得不到重視。還比如@孟德爾 在回答中指出的：

經歷90年代裁軍，以及航空航天業大整合後，普惠波音洛馬這些巨頭的壟斷程度已非60年代能比，對風險也更為敏感，所以對商業發射三心二意，只喜歡國防單。價格貴都不說了，好歹您別影響正常工作啊。RD－180發動機的研製美國人出了真金白銀的，阿特拉斯用得好好的，結果就因為洛克達因/普惠不想出錢建在本國建生產線，還沿用俄國生產線，導致發動機供應要受俄美關係影響。

上述這樣的情況仔細想起來簡直匪夷所思，你一個美帝，怎麼能夠連火箭發動機都不自己製造呢？在美國，私營企業關心的一定是投資的收益，如果做一件事，風險大、投入大、但是回報小，就一定不會做，而絲毫不顧忌這件事長期來看對國家整體是有益的。

在我朝，按理說不存在這種為了資本家利益而短視的行為，其實恰恰相反，一樣避免不了。因為雖然企業是國家的，但是官帽子是自己的，大力創新就意味著冒險，冒險就可能失敗。科羅廖夫有五成把握就敢把加加林送上天（要知道這意味著有五成可能加加林會上西天），但是隨著時間的推移，機構越來越複雜，領導需要成功，即使你總設計師敢冒險，官僚機構也不容許你冒險。

所以，殊途同歸，搞航天的大企業慢慢都變得非常保守，一定要非常成熟的技術才敢用在實際工程型號上。但是，航天是要求探索在空間尺度和時間尺度都無窮的宇宙，這必然是一件高風險，特別需要冒險精神的行業。現在步子走的穩了，成功率高了，但是一定就慢了。

人們曾經以為這個時代應該是太空時代或者是原子時代，但事實證明，我們的時代是計算機時代

正如矽谷創業之父Paul Graham寫到的：「人們曾經以為這個時代應該是太空時代或者是原子時代，但事實證明，我們的時代是計算機時代」。他說的沒錯。如今大部分人的身邊至少有一部手機或者筆記本電腦，但人類對宇宙的憧憬還主要停留在電影銀幕上。比起IT技術，航天和原子能技術對每個人的生活的影響小多了。

曾經我的家庭在上個世紀末安裝電話時，初裝費就要3000多元，這筆錢在20世紀90年代絕對是一筆巨款，但是現象我們已經被移動互聯網緊密的聯繫在一起，而費用極低，也就是說IT技術的進步讓我們可以用極低的費用進入數字空間。與此對比的是，目前真正意義上進入太空需要花費2000萬美元，而且只有4個人實現了這個夢想，迄今為止，人類也只有400多人進入太空，這無論如何都太貴了。

航天技術要能夠切實的，讓普通人感同身受的體會到對自己生活的改變，而不只是從電視直播中看看衛星和太空梭發射，目前最需要解決的問題就是降低成本！因為我們已經完全可以把人類送上月球，也可以在空間站中長期駐留，各種各樣的衛星已經極大的改變了人類生活，但是這些技術還都是太貴了。只有便宜到普通老百姓的收入能夠接受的水平，某一項技術和產品才能真正成為生活中的日用品，比如汽車、電視、手機。

SpaceX公司的使命

在上述大背景之下，包括美帝NASA，也包括中國政府，都希望通過引入新鮮血液，推動整個航天產業的變革。新的時代呼喚太空騎士一樣的企業家創辦更有活力的航天企業，大膽創新，看看能否走出一條不錯的新路來。「到沒有路的地方去，走出一條路」這是JPL實驗室的座右銘，現在，時代需要在傳統體制之外的太空騎士試試不同的路，這名騎士可能是老馬、也可能是其他人，可能是SpaceX，也可能是中國的某家航天創客。

於是我們看到越來越多的私營企業開始介入航天，著名的比如維珍、SpaceX。私營企業總是比官僚機構更有效率和創新性，因此，他們的出現，就可能大大降低人力成本，並可能通過創新性的設計，降低系統複雜度，使得整個航天任務更加便宜。

實際上，SpaceX已經走過了14年，僱員已經接近5000人，不過這個數量比起傳統的航天企業還是少了一個數量級。現在，Falcon9火箭成功回收了，能否真正重複使用，我們充滿期待。但是不可否認的是，近幾年，出現了航天創業熱，許多私營資本充滿熱情的希望加入到航天大家庭中。傳統的航天企業也感受到了衝擊，也開始主動變革，也在努力加強創新，比如中國也開始進行火箭回收的研發。

中國也在研究火箭回收！群傘空投試驗成功

從月球上看看地球升起，多麼美！宇宙那麼大，我們都應該在有生之年去看看。所以我熱情的期待更多像埃隆馬斯克、像SpaceX這樣太空騎士推動我們人類去看看遠方、再也不要蝸居在地球上了！

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