【原】陳根：馬斯克的SpaceX，跑在太空最前線

陳根談科技 2021-04-19

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文/陳根

距離阿姆斯特朗1969年，人類第一次登月，已經過去了51年。4月17日，NASA宣布，在距離人類首次登陸月球50多年后的新一次登月計劃里，選擇馬斯克的SpaceX作為的唯一指定月球登陸提供商，簽訂28.9億美元獨家合同。

對于馬斯克來說，這將成為SpaceX的又一巨大成就。SpaceX作為美國龐大的阿爾特彌斯登月計劃中唯一的一家登月艙承包商，相當于把美國的登月大業最后環節完全交給馬斯克的SpaceX，成敗在此一艦。而對于NASA來說，這則是登月計劃一再延期后往前推進的關鍵一步。

不論是商業航天航空的大放異彩，還是人類邁向更遠深空走向宇宙，一個新的時代都正在到來。

為什么是SpaceX？

重返月球的計劃的起源要追溯到幾年前。

2017年6月3日，美國總統唐納德·特朗普簽署行政令，由副總統麥克·彭斯牽頭，重組美國國家太空委員會。同年12月11日，特朗普簽署《1號太空政策指令》，更改了美國國家航空航天局未來的方針，要求后者整合現有資源，加快美國的探月、探火步伐。

2019年，美國國家航空航天局（NASA）正式宣布將新的月球計劃命名為阿爾忒彌斯（Artemis），與美國上一代月球探測項目阿波羅計劃（Project Apollo）呼應。在希臘神話中，阿爾忒彌斯正是阿波羅的孿生姐姐。

一再延期后，NASA最終將登月時間點定在了2024年，并于2020年5月1日宣布，阿爾特彌斯登月計劃中的登月艙環節中標商為貝索斯創立的航天公司藍色起源、NASA的長期合作伙伴Dynetics，以及馬斯克的SpaceX。要知道，月球登陸器作為月球之旅的最終環節，在整個登月計劃中扮演著至關重要的角色。

在過去的10年時間里，NASA一直在耗巨資推進能夠滿足登月需求的重型火箭和載人飛船的開發工作，即太空發射系統(SLS，SpaceLaunchSystem)和波音承接的獵戶座載人飛船，以實現將人類宇航員送入太空。而要實現最終登月，月球登陸器就是登月計劃中的最后一塊拼圖。

在NASA確定了中標商后的10個月時間里，這三家中標公司將獲得了來自NASA共近 10億美元的資金支持，并在此基礎之上推進研發工作。在總額近10億美元的撥款中，藍色起源獲得了過半的預算，達到 5.79億美元。Dynetics領導的團隊獲得了 2.53億美元；而SpaceX拿的錢則最少，僅有 1.35億美元。

正是根據各家的研發進展，NASA繼續選擇資助對象和最終要登上月球的中標者，而意料之外卻又情理之中的，SpaceX最終拿下了這一登月項目，贏得了美國航天局29億美元合同。也就是說，在此過程中，馬斯克擊敗了由藍色起源+洛克希德馬丁+諾思羅普-格魯曼公司+德雷珀公司組成的全明星“國家隊”，還有Dynetics組成的小企業隊。

究其原因，一方面是SpaceX的Starship在競標過程中展示出的對降成本、可持續性方面的強烈追求。SpaceX在過去10年取得的進展無可置疑，星艦（Starship）作為SpaceX為未來星際飛行打造的新一代載人飛船，包括了底部的火箭助推器和上面的飛船，完全可重復使用的Starship除了能向地球軌道運送衛星，還能滿足向月球和火星運送貨物甚至人的需求。

Starship在設計中自帶了強大的動力系統、載人艙和儲物倉，登月方案也更簡單直接：將一艘Starship送至低地球軌道，飛船在地球軌道上將“油箱”再次加滿，以載著所有的載荷前往月球。也就是說，不需要指揮艙、登陸艙，Starship即可通過垂直起降的方式往返月球。

盡管這一理想的方案在當下更多還屬于天馬行空，以至于在四次星艦試飛中，均以失敗告終。可以說，Starship是真正的“越炸越勇”。但NASA并不能忽視Starship的潛力。

SpaceX非常善于飛行、測試、經歷失敗以及修復問題。這是NASA選擇資助SpaceX的原因。雖然Starship在測試中坎坷不斷，但NASA認為這對SpaceX來說并不新鮮。更重要的是，Starship項目如果成功了，將是一個巨大的轉變，能夠降低成本、提供一個新的方案，同時推動航天事業成為一個商業活動。

另一方面，SpaceX中標原因還在于拜登政府對登月艙經費撥款嚴重不足。2021財年的載人登月艙預算就從申請的32億美元被狂砍至10億美元左右，雖然這是參、眾兩院的結果，而非拜登杰作，但一定程度上已經代表了政界態度。當撥款只能滿足一家全力工作時，那最終結果只能是價低者得。

可以說，不論是對于NASA，還是馬斯克的SpaceX，這都是一場豪賭。

時勢造就馬斯克

馬斯克獨自獲得28.9億美元的固定額度合同，再次讓馬斯克和其SpaceX受到了熱議。毫無疑問，馬斯克是科技創新界無法忽視的明星，無論是Tesla、SpaceX、還是腦機接口的NeuraLink，腦洞之大前所未有，成長之快也是前所未見。而馬斯克此次競標的成功，再一次展現了商業航天航空的無限未來。

商業航天航空的發跡還要從二十世紀美蘇爭霸時期開始。世界兩大陣營的霸主以舉國之力進行軍事和科技競賽，而航空航天領域作為軍事和科技的集大成者更是成為雙方角力的核心戰場。在此期間天量的經費投入，帶來了科學技術爆炸式的發展，深刻改變了人類生活的方方面面。

好景不長，星球大戰計劃拖垮了蘇聯經濟，美國贏得了冷戰的勝利。正所謂兔死狗烹，鳥盡弓藏。沒了競爭對手，資源投入也一減再減。與蘇聯的太空競賽勝利完結后，NASA的預算經費一落千丈，不得不與其他政府部門一樣，一同競爭聯邦政府的有限經費。1977年至2012年，NASA平均預算經費僅占非國防機動開支的5%。

當彈藥不再無限供應，NASA很快就發現之前的供應鏈存在重大的弊病。美國的軍工復合體，也就是軍事工業集團，諸如波音、洛克希德·馬丁、通用等公司，在政府內擁有很高的話語權，研發合同的條款經常被簽成按實際成本結算，即預算超支NASA也得繼續付錢。

于是，在經費嚴重不足、研發持續低迷以及軍工復合體獨大的情況下，NASA不得不考慮改革。1984年，國會通過《商業太空發射法案》，允許私人發射火箭。同年，NASA修訂憲章文件《政策與宗旨》，增添了一項：國會稱美國的總體福祉，要求NASA盡最大努力發掘太空商業價值。

于是，NASA發起了供應鏈替代計劃，希望尋求傳統供應商以外的新合作伙伴參與供應鏈，用來打破傳統供應商的挾持。這也就是為什么NASA和SpaceX的合同簽約方式是按節點付款，即達到某一個約定的進度付一次錢，沒有達到無論中間爆炸多少次或損失多慘重，NASA都不會為此買單。

這種簽約方式讓NASA的預算變得可控了很多，也給了新進者入局的機會。至此，給到私營公司參與航空航天的商機才算正式出現一線縫隙。而真正打開大門的轉折點是2003年哥倫比亞航天飛機返回地球時爆炸解體，7名宇航員全部遇難。時任美國總統小布什宣布航天飛機計劃終止。

航天飛機計劃被終止了，但是NASA并沒有準備好其他替代方案。此時，美國還需要維持國際空間站的正常運轉，NASA唯一的選擇就只有付費請俄羅斯幫忙將物資和宇航員運輸往返空間站。

在這種慘烈的現實下，NASA正式公布了商業軌道運輸服務計劃（COTS）：希望有商業公司能夠低成本的承擔250英里高空軌道的往返運輸任務。此時傳統供應商的技能點都點在了航天飛機這一科技樹上，對低成本可重復利用火箭上并沒有多少先發優勢，這恰好也給了SpaceX公平競爭的機會。

2015年11月10日，美國國會通過《美國商業太空發射競爭法案》，25日奧巴馬簽字同意，法案正式生效。法案規定，未來8年將陸續給國內商業航天公司派發執照，允許私營航天企業進入外太空探索，以便促進商業航天發展、開發新能源，空間礦工對自己帶回來的礦物質將保留所有權和使用權。

正是在這些計劃和政策的支持下，SpaceX這些年已從NASA拿到過2.78億、16億、26億美金三筆超大訂單。從這一層面來說，馬斯克的成功也離不開時勢的造就。

跑在太空最前線

善戰者，求之于勢，不責于人。當然，如果僅靠勢能，今天被指定月球唯一登陸提供商的或許也就不是馬斯克了。馬斯克的成功，也是敢于想像、敢于創新和敢于失敗的結果。

SpaceX成立于2002年，SpaceX成立之初的目標就是，把航天發射的成本降到美國政府經營所需費用的十分之一，將太空運送物資和人員的風險也同步減少至以往的十分之一，這在當時對于眾多人來說無疑是不可想象的。在SpaceX成立的那一年，馬斯克剛賣掉Paypal的股票獲利1.8億美金。

這么多年來，SpaceX在研究火箭中，經歷了無數次爆炸，跌倒后站起來，又繼續跌倒，無休無止。2006年，SpaceX的第一枚火箭“獵鷹1號”火箭進行首飛，火箭在升空25秒后失控旋轉，墜入海中，發射失敗。2007年，“獵鷹1號”再次發射失敗，未能達到預定速度。

2008年8月3日，“獵鷹1號”第三次發射，這次發射搭載了3顆人造衛星和數百名希望將骨灰撒向太空的死者骨灰，然而火箭在升空兩分鐘后開始震顫，與地面失去聯系。連續三次發射失敗，給馬斯克和SpaceX帶來致命打擊，他的個人財富所剩無幾，僅能夠支撐最后一次發射。

屋漏偏逢連夜雨，在金融危機的陰霾下，特斯拉瀕臨破產，員工紛紛離職，馬斯克一度精神崩潰：“只有兩三個人留了下來。我沒想過我會精神崩潰，但真的崩潰了。”回憶起2008年，馬斯克說那是他“生命力最灰暗的一年”，“一邊嚼著玻璃，一邊凝視死亡的深淵。”

在第三次發射失敗后，僅隔一個多月，SpaceX再次發射“獵鷹1號”，終于成功將首枚非政府火箭送入了太空。發射成功后，SpaceX成功接到NASA的訂單，得以存活下去。

而在此次月球計劃的競標中，把美國的登月大業最后環節完全交給馬斯克，從技術上也可謂相當冒險。因為另外兩家是傳統的阿波羅式登月艙，登月艙可以通過成熟的商業火箭或者美國航天發射系統（SLS）運送至環月軌道或者環月空間站停泊組裝，實際工作段只是著陸并飛離月球表面。

但Starship的登月艙卻是個異類，其高達50米，重達約百噸，一個Starship大到能把另兩家登月艙都塞進去還有富余，即使強如土星五號或者能源號火箭都無法將其送至月球軌道。

于是，唯一的辦法就變成了登月艙自己飛到月球，這就需要完整的可重復使用星艦系統完成開發并且成熟，這就相當于研發一款與SLS同級別的運力百噸以上的真重型運載火箭。并且，在這個過程中，Starship還需攻克大規模低溫推進劑在軌加注技術并使之成熟，以及攻克Starship載人所需面對的一系列安全、技術和政策問題。

這對于SpaceX無疑是個“地獄”難度，不然也不會從去年12月到今年3月30日，星艦原型機SN8、SN9、SN10和SN11都炸了。相較于另外兩家交付的只是全尺寸模型，可能正是這種屢敗屢試的精神和強大的執行力讓NASA做出了決定，哪怕是放四次煙花。

當前，比之于50年前的人類的首次登月，美國這次登月的目的遠不只是在月球表面踩個腳印、插根旗子。新一輪的登月計劃目的地不僅是月球，更是以月球為起點，前往更遠的星球。人類終將是要走向太空的，但也只有敢于想像、敢于創新和敢于失敗的人，才能跑在走向太空的最前線。

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