SpaceX崛起背後的美國因素
21世紀以來,載重最大的航天火箭SpaceX的獵鷹Heavy目前已經做好了完全的準備,計劃在美國時間1月18日早晨2點到8點間擇機發射。如果本次發射成功,意味著馬斯克的SpaceX將進入一個新的高度,而屆時SpaceX將再成為新聞焦點,開啟霸屏模式。
從2002年6月,SpaceX創建開始,短短15年的時間,SpaceX創造了人類在商業航天歷史上的奇蹟,這個不到5000人的私人公司,卻做到了這個地球上大部分國家都沒有實現的航天夢想。而從目前其已經掌握的航天技術而言,比起我們幾十年航天發展歷史的傳統強國來說,也是有過之而無不及。
成功沒有無緣無故,何況是在商業航天這個重資本和重技術的領域。從本文開始,我想從商業策略、行業趨勢,以及技術分析等幾個方面對SpaceX的成功背後進行一個簡單的分析,幫助我們看看這個很酷、很傳奇的航天神話背後的故事。
這是第一篇,也是一個一個概述。
SpaceX的崛起歷史
我們從時間線的方式,梳理一下從2002年成立以來,SpaceX的崛起歷程:
2002年6月,馬斯克自掏腰包,投資1億美元,成立了太空探索技術公司,也就是SpaceX,其成立的目標是實現低成本的太空運輸方式,而其遠景目標是實現火星殖民。從馬斯克大學生活開始,太空冒險就是其一直的夢想,而在馬斯克成功兩次創業,積累了足夠的資本後,他的太空夢也終於楊帆起航了。
2005年1月,SpaceX購買了薩里衛星技術公司10%的股份。
2005年9月26日,經過了3年的準備,獵鷹1號終於準備開始首秀,但是幾經波折,第一次發射推遲到了2006年的3月25日,但是最終仍然以發射失敗告終;
經過三次失敗的嘗試,第一次發射已經是三年之後了;
2008年的12月份,SpaceX迎來了它生命最重要的貴人-NASA,NASA授予了SpaceX一系列包括了12次發射的商業軌道運輸服務的合同,合同金額價值2萬美元-10億美元,具體數額視最終完成的任務而定,而該份合約涵蓋了2010年6月到2012年的發射任務;
而和NASA的合作,使得SpaceX加速了SpaceX最成功的火箭獵鷹9的研發。2010年6月4日,獵鷹9的1.0版本進行了首次發射。獵鷹9v1.0版本共進行了五次發射,四次成功,1此部分成功,標誌著SpaceX的火箭技術區域成熟;
2013年9月29日,獵鷹9號v1.1版本首次發射,對比v1.0版本,v1.1版本的獵鷹9號改進了一級火箭發動機的布局,同時將之前採用的火箭發動機梅林1C,升級為了梅林1D,從而使得整體的LEO有效載荷從8噸提升為了13噸;獵鷹9號1.1版本共進行了15次,其中成功了14次,失敗了1次;在這個期間,SpaceX還承擔了NASA得龍飛船的研發和發射合同;
獵鷹9號的v1.2版本,也就獵鷹9號的全推力版本,在2015年12月21日的首次成功發射,同時在這次發射中,SpaceX也實現了首次太空軌道火箭第一級的可控回收軟著陸。
2016年4月8日,經過了五次失敗的嘗試後,SpaceX第一次實現了在海上駁船的成功著陸;
2017年3月30日,SpaceX實現了一級火箭的首次重複使用和成功回收;
目前獵鷹9號已經成功完成了35次發射,失敗2次,成功了33次,並且實現了14次的火箭一級的回收著陸。
2018年1月8日,承載了SpaceX載人航天夢想的Falcon Heavy(FH)已經準備好了,即將發射,而SpaceX也必然會書寫人類歷史上的新記錄。
為什麼SpaceX會在如此短的時間內,取得如此成就?它成功背後的美國因素有哪些?
美國式創新環境為SpaceX創造了一個偉大的『上帝』
說到SpaceX,肯定離開不了SpaceX的創始人,它的『上帝』馬斯克。
馬斯克生於南非,母親是加拿大人,父親則是南非白人。馬斯克在自己10歲那年買了第一台電腦,並自學了程式。12歲時,以500美元出售了自己的第一個名為Blastar(一個太空小遊戲)的商業軟體。17歲(1988年)高中畢業後,馬斯克離開了家庭;1992年馬斯克在加拿大學習兩年後,轉到美國的賓夕法尼亞大學學習商業和物理,分別拿到了經濟學學士學位和物理學學士學位;本來馬斯克計劃在斯坦福繼續攻讀應用物理和材料科學的研究生學位,但是最終在入學兩天後就選擇了退學;
促使他選擇退學的原因,就是他選擇和自己的弟弟合夥創辦了Zip2,一個實際上類似於在線廣告平台的項目,並且最終在1999年,該項目被康柏收購,馬斯克在這次創業中成為了千萬富翁;
在此之前的1998年,馬斯克和其他夥伴共同創建了貝寶,一個在線的支付平台;而在2002年,貝寶則被eBay收購,收購金額約為15億美元,馬斯克則晉陞為了億萬富翁。
所以從馬斯克在成立SpaceX之前的經歷來看,創業和創新都是他人生的主旋律。而兩次成功創業,使得他實現了財務自由,而留給他的,只有夢想了。
馬斯克的夢想在於開拓這樣的領域,能夠徹底的改變世界和改變人類:互聯網、新能源和太空;
以往的太空競爭,都是國家隊,雖然當時美國已經湧現了一些民營太空技術公司,但是大部分都屬於億萬富豪的玩票性質;真正將太空發射作為商業方式運營,其前景還並不是那麼明朗。
根據估算,馬斯克在成立SpaceX的時候,自己投資的1億美元,大約是馬斯克一大半的身家了,所以這樣的投資基本就是一次豪賭,何況1億美元對於當時的太空技術開發,其實也只是杯水車薪。
成熟的美國航天產業是SpaceX崛起的土壤
美國航天產業的成熟還是起始於美蘇爭霸的冷戰時期,而目前看起來還是一個神話的土星五號,則是美國航天工業發展的最高峰,當時由美國全國2萬多個單位共同協作,完成了這次人類航天歷史上的壯舉,也奠定了美國在全世界航天工業領域的領頭羊地位。
美國的火箭航天工業包括從事導彈武器、航天技術設備及其零部件的設計、製造、修理、現代化改造和回收利用的科研機構與企業。其產品包括導彈武器和航天技術設備,其中導彈武器包括戰略導彈、戰役戰術導彈、戰術導彈、防空導彈和反坦克導彈以及反導導彈,航天技術設備包括運載火箭、航天器(人造地球衛星)和宇宙飛船(空間站)。
目前美國火箭航天工業擁有大約70家企業,員工總計約為9萬人,覆蓋了火箭航天工業的主要的產業鏈。其中53家生產企業構成了美國火箭航天工業部門的基礎。這些企業包括19家組裝廠,10家製造發動機的企業和24家製造火箭航天技術設備其它零部件的主要企業。組裝廠員工數量佔全部生產企業員工總人數(約49000人)的一半以上。在組裝廠中,有8家生產導彈武器,11家生產航天技術設備。
美國的火箭航天工業企業分布在全國範圍的23個州。就企業數量和員工人數來說,加利福尼亞州位居第一(其中企業數量佔總數的21%,員工人數佔總數的29%以上)。大型工廠主要集中在亞利桑納州和亞拉巴馬州。這三個州的員工數量佔全行業總數的56%以上。
製造火箭航天技術設備的企業分布在全國範圍的57個城市。其中員工人數最多的有亨茨維爾市(位於亞拉巴馬州北部)、圖森市(位於亞利桑那州南部)、丹佛市(位於科羅拉多州北部)和森尼韋爾市(位於加利福尼亞州舊金山灣區的南部),這四個城市的員工人數占本部門員工總數的38%)。這類企業主要集中在太平洋沿岸(有19家)和大西洋沿岸(有10家)。
在SpaceX出現之前,在美國航天工業體系下,不僅僅已經出現了老牌的火箭航天企業:比如波音、雷神、洛克希德-馬丁、軌道科學等;同時也已經擁有了一批在其領域上已經具有技術競爭力的私企:藍色起源、維珍銀河等。
SpaceX公司的總部位於加利福尼亞州霍桑市火箭路1號,其總部也是之前波音生產波音747的工廠,目前成為了SpaceX的地面指揮中心和載具製造工廠。
因此,如果說SpaceX在如此短時間內,取得了技術和商業的巨大突破,與其說是SpaceX的成功,還不如說是美國火箭航天工業厚積薄發+美國創新機制土壤結合的自然結果。
關鍵時刻SpaceX遇到了貴人-NASA
正如一個人的一輩子的成功,離不開人生路上的貴人幫忙一樣,NASA也成為了SpaceX發展過程中的貴人。
從SpaceX的發展時間線上來看,從玩具一樣的獵鷹1的失敗,到08年以後,獵鷹9的橫空出世,NASA都扮演了一個非常重要的角色。
NASA和美國軍方其實一直都在左右著美國航空和航天工業的發展步伐。不過在航天工業上,也許NASA的影響力更大。2000年以後,尤其是2003年的哥倫比亞號太空梭的失事,美國國內對於太空梭的未來的信心大減,再加上太空梭昂貴的維護費用,太空梭退役被提上的議程。根據計劃,太空梭會在2011年退役。然而此時的NASA面臨了一個難堪的局面:太空梭退役後,美國沒有能力將人送到太空,而需要轉而求助於俄羅斯的聯盟號。
同時太空站還需要大量的物資需要運送,這些原因導致了國際空間站計劃停滯不前;而傳統的火箭發射服務商,比如波音、軌道科學,單次發射的成本在2-3億美元左右,然而SpaceX的獵鷹1的單次發射成本只有860萬美元;馬斯克對低成本太空發射的初衷與NASA的訴求不謀而合,同時馬斯克對火星的嚮往也正好與NASA的重返月球計劃一致。
有理由相信,在獵鷹1連續放鞭炮的時候,NASA已經開始關注了SpaceX,最早在2005年左右,NASA已經和SpaceX有了接觸;2006年,NASA同SpaceX簽訂的軌道運輸意向合同,由NASA提供資金,啟動了獵鷹9的研發;不過NASA早期對SpaceX也抱有懷疑態度,因此一直簽訂的合同都是演示合同。
NASA對SpaceX的技術支持一直沒有明確的證據,但是分析SpaceX的火箭發動機技術可能能夠一窺端倪。火箭發動機是火箭中最重要的部件。獵鷹1最早採用的是梅林1A火箭發動機,梅林1A火箭發動機最初採用的比較簡單的燒蝕冷卻技術,從早期獵鷹1的測試來看,這款發動機的表現並不理想;即使後來升級為梅林1B之後,推力從340KN提升到380KN,但是最終梅林1B卻沒有應用任何一款SpaceX的火箭;SpaceX放棄了之前投入巨資研發的火箭發動機,在2007年11月開始點火測試了重新設計新的梅林1C發動機(對比梅林1B,其推力不升反降了)。如果按照開發周期推算,梅林1C的立項時間應該在2006年,正好是NASA同SpaceX簽訂合同的時間;而後梅林1C對比之前梅林1A、1B發動機,在整體系統的穩定性上和性能上,短時間都取得了明顯的提升,這種技術的飛躍,能夠解釋的只有來自於外部力量的支持。
所以,SpaceX是在一個正確的時間點上碰到了一個正確的人。NASA成為了SpaceX崛起的貴人。
小結
從冷戰時間,美國航天工業達到最高潮,到後續逐漸冷卻,美國成熟的的航天工業為SpaceX的崛起提供了肥沃的土壤;
而美國的教育文化中,培育出馬斯克這種富有創新和有情懷的商人,通過對理想的堅持,播種了SpaceX的種子;
在合適的時間點上,NASA扮演了SpaceX的貴人,助推了SpaceX的成長,造就了SpaceX的今天。
對於中國的商業航天企業而言,成功的過程雖然無法複製,但是SpaceX仍然是一個非常好的分析對象。目前已經有一批比如零一空間、藍箭空間的民營航天企業出現,並且得到了資本市場的支持,也許不久的將來,我們自己的SpaceX也會慢慢出現,實現人類對太空一如既往的探索夢想。
推薦閱讀:
※同時主導特斯拉、SpaceX、Solar City 及全球衛星上網服務這些項目,Elon Musk 到底在下一盤怎麼樣的棋?
※SPACEX之類的民營航天公司發射火箭也要軍隊封場嗎?
※獵鷹重型火箭將在下月首次試飛,搭載特斯拉跑車飛向火星
※SpaceX 馬斯克致意長征火箭:我知道發射失敗的痛苦。但失敗造就成功
※中國可以去挖NASA工程師和科學家嗎?