婷儿 户外

把 SpaceX 的猎鹰 9 号回收火箭比作一支铅笔，那么从辐射到复返的本事难度，格外于让铅笔飞过 453 米高的帝国大厦头顶，然后精确落到唯有鞋盒大小的着陆点上。

接替猎鹰 9 号的重型输送系统星舰，提议了一个更极限的筹算：用一对筷子紧紧夹住这根小小的铅笔。

要是机械臂稳稳接住鼓吹器，就能减少火箭零部件着陆时的挫伤，火箭在轻佻感触和补充燃料后，不错赶紧复返责任岗亭，擢升辐射后果。

2023 年头始星舰试飞后，SpaceX 的前三次试飞以两次爆炸一次失联扫尾。本年 6 月的第四次试飞，星舰飘零一小时后在海面兑现"软着陆"。

本年 7 月的采访中，马斯克就信心澈底地预言第五次试飞有很大契机告捷，因为"咱们并莫得招架物理学"。

物理学薪金了马斯克。10 月 13 日，星舰的第五次试飞中，遍及的机械臂告捷夹住了火箭的助推器 Super Heavy ——高度为 69 米，直径为 9 米，空重 200 吨，满载重 3600 吨。自此，东谈主类的航天史进入了新的章节，"天际公交车"不再是驴年马月的离奇乖癖。

2023 年全年，SpaceX 告捷完成了 98 次火箭辐射，占全世界总辐射次数的 44%；这 98 次任务辐射了 1984 颗星链卫星、将 1600 吨有用载荷奉上了既定轨谈，占各人有用载荷的 80%。

按照彭博的说法，2024 年 SpaceX 有望在火箭辐射和星链业务上获取 90 亿好意思元收入。

对于 SpaceX 的愿景和兑现旅途，认识记录在 2011 年 5 月马斯克发表的一封名为《The facts about SpaceX Costs》的公开信中 [ 2 ] ，13 年畴前，绝大多数内容依旧有用：

·完全可复用的输送器是航天产业的耐久筹算，在兑现筹算前，SpaceX 不会餍足于现时的跨越。

·各人范围内，唯有 SpaceX 将辐射用度公开在网站上。SpaceX 的订价不是为了霸占市集份额，也不是用廉价"教师"市集后提价，而是通过革命降服外洋的廉价劳能源。

·跟着时辰的推移，SpaceX 的进展会越来越好，价钱会越来越低，这是系数科技门类的发展司法。

最佳的零部件是莫得零部件

航天辐射节略由两个部分构成：输送火箭和送进天际的飘零器（卫星、空间站、深空千里镜等）。

输送火箭是飘零器逃离地球的能源来源。在东谈主类不算长的天际探索历史中，输送火箭一直是一次性耗尽品。完成运送任务后，它会跌入大气层甩手。

类比民航业，就像一架把乘客运到主义地后，坐窝原地坠毁的飞机。

有去无回的一级输送火箭会占据辐射资本的 50% 以上 [ 6 ] ，莫得任何生意机构能承担这样的资本。因此，天际辐射只可由政府财政买单，交由特定的承包商承担辐射任务。

马斯克的想路其实很轻佻：让火箭不错重迭辐射，同期将火箭作念的尽可能大，一次输送富足多的东西，每公斤的输送资本就能极大摊薄。

这个想路的第一个产物不是星舰，而是 NASA 的"航天飞机谋略"。航天飞机的假想初志亦然为了兑现辐射系统复用，但想路是依靠空气能源学——这等于为什么它长得像飞机。

但在航天飞机移时的人命周期里，其安全性一直饱受质疑。挑战者号和哥伦比亚号齐资格短干事惨事，屡次事故后，保守坚定在 NASA 昂首，毕竟没东谈主但愿看到宇航员的人命和征税东谈主的钱在半空中炸成碎屑。

上图：挑战者号腾飞 73 秒后在空中爆炸

下图：哥伦比亚号复返大气层时解体。两次事故酿成 14 名机组东谈主员全部遭难

另外，航天飞机天然兑现了"可复用"，但并莫得贬责资本问题。

航天飞机名堂领有高出 650 个设施，120 多万台征战，雇用了 5000 多名职工。除此除外，全好意思有 1200 多家供应商为该名堂服务。

如斯遍及的参加后，航天飞机向低地球轨谈输送的增量资本依然高达 4.09 亿好意思元；按照测算，送往国际空间站的每公斤货品，运脚高达 27 万好意思元。

作为对比，SpaceX 每公斤运脚约为 1410 好意思元，其他生意航天公司最愚顽达到 5000 好意思元。

马斯克赞同火箭复用的构想，但他觉得，既然空气能源学的想路照旧被历史证伪，SpaceX 就要从根底上改变，一种被觉得离奇乖癖的火箭回收花样摆上台面：能源垂直回收。

顾名想义，能源垂直回收不依赖机翼滑翔，而是发动机屡次燃烧减慢落拓出遗迹。这种无损着陆花样在月球、火星等深空探索里照旧用过，但很少有东谈主想把它用在地球上。

地球不仅有更大的重力、剧烈的大气摩擦，还有繁密的人命行径区域与复杂的国界地形，这导致能源垂直回收在地球最大的应用场景是科幻电影，马斯克是第一个试图复现科幻电影的东谈主。

2021 年 NASA 的火星探伤车"坚定号"告捷着陆

现在，SpaceX 的猎鹰 9 号是世界上独一兑现大规模重迭使用的火箭，其回收本事照旧格外老练。但马斯克觉得猎鹰 9 号的起落架赠送降落决策资本如故太高，干脆告成用筷子夹住助推器。

星舰系统配备了 33 个助推器发动机，粗略将高出 100 吨的有用载荷送入预定轨谈，这一数字是猎鹰 9 号的 5 倍。马斯克觉得，终有一天，它将带着 100 名乘客前去火星。

物理学没说不行以

为了在参加有限的情况下达到逸想筹算，马斯克将消费电子产物的分娩想路大规模带进了壁垒分明的天际产业，其中枢是快速试错，快速迭代。

2024 年 7 月，SpaceX 公布了服务于星舰的第三代猛禽发动机（Raptor 3），比著名的梅林发动机更坚强、复杂，礼聘甲烷（一种在火星上易得的资源）+ 液氧的高效燃料组合。莫得排气管，响应产生的系数气体齐保捏在发动机里面，可在海平面产生 230 吨的推力。

马斯克泄露：唯有天主本东谈主才气在聚会分子方面比猛禽甩手室作念得更好 [ 3 ] 。

星舰的三代猛禽引擎

和前两代对比，猛禽三代的外在变得格外干净，致使是工致。分娩经过和本事优化迭代后，普遍管线被金属 3D 打印本事整合到了引擎里面，于是保护管线的格外隔热罩也被断念了。

三代引擎是 SpaceX 研发形而上学的一个侧写：源流不需要完好意思，过程中要有针对性的改进，最终通向一个简易、认识、高效的畴昔。

在火箭辐射上，SpaceX 一样采选"炸了就炸了"的假想花样，即赶紧制成火箭和发动机原型，进行测试，炸毁，修改，再次尝试，直到作念出能用的东西。

SpaceX 的鼓吹部门首席本事官穆勒回来说："你不需要完好意思地回避若干问题，要道是能多快找出问题，然后贬责它 [ 4 ] 。"

和 NASA 荡气回肠的求稳想维相悖，马斯克戮力向工程师传达一个理念，一件事情只消莫得招架物理学定律，那就有兑现的可能。

这种想路一样用于特斯拉的汽车分娩。

2018 年，马斯克只怕发现一辆 Model S 的玩物车模的车底被压铸成了一整块金属，致使还有一套吊挂系统。本日的会议上，马斯克提议特斯拉也不错这样作念，但工程师泄露反对，因为汽车底盘要大得多。

马斯克反问："不等于搞一台更大的锻造机吗？又不是冲破物理学定律 [ 5 ] 。"

之后，他和高管给六家锻造公司打了电话，唯有一家名叫意德拉的公司经受了这项挑战。后者提供的 GigaPress 将传统车架中的需要加工再拼装 70 个零件，焊合 1000 至 1500 次的复杂分娩过程，变成一次轻佻压铸加工，让焊合两小时变成压铸两分钟，为 Model Y 省下了 20% 的分娩资本。

猎鹰 9 号火箭

在"无需完好意思"的信念下，SpaceX 贬责许多工程学问题时胆子齐很大，有一种乱拳打死憨厚傅的好意思感。

为了向 NASA 发挥注解本人的正确性，SpaceX 会同期用业界圭臬征战和我方假想的征战进行辐射测试。一朝 SpaceX 的假想性能等同或优于业界圭臬，它就会成为公司的新圭臬。

按依法程，好意思国系数飘零器辐射齐必须盲从联邦航空无间局 ( FAA ) 的准则。2020 年第一次超重型助推器（星舰早期版块）无东谈主辐射测试里，FAA 的查验员觉得高空风条款并不餍足辐射要求，但 SpaceX 的天气模子暗示不错辐射，工程师看向马斯克，他肃静点了个头，火箭升空了。

龙飞船为国际空间站实施载东谈主任务

2022 年，牛津大学三位学者分析了 NASA 和 SpaceX 共计 203 次天际任务，发现后者的火箭研发资本唯有 NASA 的十分之一，研发速率却快了两倍 [ 16 ] 。

NASA 每年获取的拨款高出 200 亿好意思元，SpaceX 建造 21 年，统共只筹集了百亿好意思元支配的资金。用着 NASA 半年的预算，SpaceX 不绝开发了猎鹰一号、猎鹰九号、猎鹰重型和星舰，还有梅林和猛禽两款火箭发动机。

猎鹰 9 号火箭从一张白纸到初次辐射，只用了四年半的时辰，耗资平均在 3 亿好意思元支配。作为对比，NASA 主导研发的航天飞机，每一架齐耗资高出 20 亿好意思元。

龙飞船上的浴室门把手

第一批 SpaceX 职工入职时，被示知公司筹算是作念"天际行业里的西南航空公司（好意思国版春秋航空）"。

天然看上去顶端无比，但 SpaceX 的火箭骨子上礼聘了普遍廉价的消费级产物 [ 11 ] ：

猎鹰火箭用 5000 好意思元的平凡电脑，取代了 100 万好意思元的航天级电脑；火箭打捞雇的是平凡的生意打捞公司；龙飞船的门把手是工程师们用浴室零件拼装的，资本只需 30 好意思元，而 NASA 的同款门闩造价 1500 好意思元。

猎鹰 9 号的载重舱的空气冷却系统要价 300 多万好意思元，但其后被换成了稍经改换的商用空调征战。得知猛禽发动机里面有一根资本 2 万好意思元的管子，马斯克泄露"恨不得戳瞎我方的眼睛"，并要求发动机资本在 12 个月内，从 200 万好意思元降到 20 万好意思元。

除了物理学，马斯克确切存眷的东西似乎唯有资本。SpaceX 确切的首创是改变了航天器的分娩经过，用分娩汽车的花样分娩火箭。

马斯克提议过一个名为"傻子指数"的见解，即工业品分娩资本与原材料资本的比值。比如一个零部件的总资本为 1000 好意思元，而原材料铝的资本唯有 100 元，那么傻子指数就高达 10，意味着分娩设施创造了过多的资本。

SpaceX 出现前，火箭的举座资本比碳纤维、金属、燃料这些原材料资本高出了足足 50 倍，傻子指数爆表。星舰名堂启动时，马斯克免强 SpaceX 的财务分析师在整夜之间找出 20 个傻子指数最高的零部件，比如泵和整流罩，并制定筹算，尽可能减少加工工序。

按照马斯克的说法："要是你作念的东西傻子指数很高，那你等于个傻子。"

一直以来，马斯克贬责资本问题的想路是"用资本最高的按序裁减资本"，十个司帐需要花一个月算好的账，会招二十个模范员编写一套模范，把算账经过自动化，这样一天就能算罢了。这亦然为什么马斯克会说，"与假想一家工所在需的脑力服务比拟，假想车的脑力服务微不足道。"

从分娩 Model 3 的超等工场到 SpaceX 的星舰，这套想路无往不利。

SpaceX 在火箭分娩中引入了一项摩擦搅动焊合 ( friction stir welding ) 本事，这项本事的中枢是借助高速旋转的机头摩擦金属板通顺处，让晶状结构会通在一谈。

由于焊合会改变金属板材的受力性能，航天公司一般礼聘铆钉等紧固件提供撑捏，代价是截止了金属板材的尺寸。SpaceX 第一次将摩擦搅动焊策应用于火箭箭体这类硕大无朋，不仅焊缝更坚固，也能使用更轻的合金，让猎鹰火箭一举减重数百磅。

四个铝制圆顶由摩擦搅动焊合本事焊合而成

与大多数航天器制造商不同，SpaceX 的中枢工场设在了公司总部里面，系数火箭、飞船的中枢零部件齐在这里分娩拼装。在工场最中间，多样遍及的焊合施工区域之间，有一栋三层楼高的透明办公楼，是火箭工程师的办公室。

这等于 SpaceX 延伸的"垂直集成"分娩决策，假想者和制造者能一同责任，新想法能快速落地，产线问题能立即贬责。

SpaceX 的天际工场

基于这套按序，SpaceX 我方完成了 80%～90% 的制造责任——包括火箭、发动机和要道电子征战。SpaceX 的系数本事司理齐必须去分娩一线，包括马斯克本东谈主。

这种对分娩经过顶点的掌控是擢升后果的要道，特斯拉曾将其称为"来到红灯前"。特斯拉的首席假想师冯 · 霍兹豪森曾说："咱们要培养出一群像工程师一样想考的假想师，再培养出一群像假想师一样想考的工程师。"

到 2022 年感德节，星舰工场里照旧每天能造出高出一台猛禽发动机，通盘分娩过程险些就像配装汽车一样粗交流顺。

在突破工程转折的同期，SpaceX 颠覆了天际产业传统的资本结构。就连 NASA 也承认 [ 8 ] ："咱们确乎相识到需要裁减资本，并觉得生意联接伙伴在这方面作念得比咱们更出色。"

看得见的手

《马斯克传》中记录，SpaceX 的工程师曾向马斯克解释火箭辐射靠近的安全审查的行政要求，以及辐射许可审批的复杂。

这让马斯克怒不行遏，泄露我方为东谈主类登陆火星殚精竭虑，但到头来"还得惧怕这些破事"。紧接着，马斯克说了一段裕如哲理的话：

"娴雅等于这样阑珊的，因为他们甩手了冒险。当他们甩手了冒险行状，娴雅的动脉就会硬化。"

在 SpaceX 的故事里，NASA 似乎一直饰演着电影中经典的邪派变装：低效、官僚，不时动用行政力量讳饰市集化的技巧革命。但骨子情况是，NASA 是 SpaceX 最伏击的支捏者之一。

航天飞机谋略绝交后，为了削减资本，好意思国政府初始支捏私东谈主航天企业。SpaceX 当先的订单，就由 NASA 和 DARPA 提供。DARPA 高层曾盛赞马斯克：有远见的东谈主有许多，但既有远见还懂火箭的唯有马斯克。

SpaceX 的成长过程中，看得见的手永恒形照相随。

NASA 向 SpaceX 提供了本事转让，包括绽放本事贵寓、派驻本事东谈主员、转让专利、提供研发征战与考试阵势等。好意思国现行的《国度航天计策》中明文写着，要通过采购计策、体制革命来推动生意航天的发展。

比拟生意公司订单和有限的个东谈主投资，政府订单才是 SpaceX 运营的解救。SpaceX 从好意思国政府得到的各样名堂经费高达 80 多亿好意思元，其中 NASA 提供了约 72 亿好意思元，空军提供约 9.6 亿好意思元。

SpaceX 的告捷从不是单打独斗。每一个高举解放市集大旗的经济体齐无比明晰市集的优点和残障，然后对其善加期骗。

尾声

猎鹰重型火箭初次辐射时，装载了一辆特斯拉跑车作念载荷考试。辐射很告捷，马斯克乐不雅地预测，这辆跑车能在地球与火星之间的轨谈上漂浮上亿年。

"终末，它会顶点的接近火星，有那么少许点的契机、极其飘渺的但愿，可能落到火星上。"

天地漂浮的特斯拉跑车，一块电路板上写着" Made on Earth by humans "

许多 SpaceX 工程师进入天际行业是受一册 1998 年出书的书饱读吹，《火箭小子（Rocket Boys）》。作家 Homer Hickam 曾担任 NASA 工程师，肃肃宇航员培训，参与过哈勃天际千里镜的维修任务。

这本书在出书第二年被改编成电影《十月的天际》，呈报了 Homer Hickam 作为一个煤矿工东谈主的孩子，如何对天际探索产生兴味，在家乡小镇试射了 31 枚"自研"火箭，之后在宇宙科技展览会夺魁。

电影里有一段对白，发生在 Homer Hickam 和一又友们发生争执，准备甩手比赛期间。

主角的一又友问：憨厚说，咱们这群煤矿来的小子赢得科学展的几率到底有多高？

主角说：百万分之一吧。

一又友说：这样高？若何不早说。

科技的跨越有许多原因。其中一个伏击原因是，总有一些东谈主把百万分之一的概率看成值得终生去追寻的情理。

参考贵寓

[ 1 ] SpaceX and the categorical imperative to achieve low launch cost，Space News

[ 2 ] Elon Musk: " Why the US Can Beat China "，SpaceX

[ 3 ] How SpaceX Reinvented The Rocket Engine!， The Space Race Youtube

[ 4 ] 埃隆 · 马斯克传，沃尔特 · 艾萨克森

[ 5 ] 硅谷钢铁侠：埃隆 · 马斯克的冒险东谈主生，阿什利 · 万斯

[ 6 ] 好意思国重迭使用输送火箭发展分析，胡冬生

[ 7 ] SpaceX 发展之路：互联网模式下的生意航天，盛英华

[ 8 ] How the Rise of SpaceX Is Reshaping NASA，WSJ Youtube

[ 9 ] 可重迭使用航天器是怎么降落的，中国航天

[ 10 ] 好意思国天际探索本事公司供应商无间按序及可模仿之处，中国航天圭臬化参谋所袁硕

[ 11 ] 好意思国天际探索本事公司资本限度分析，中国航天科技集团有限公司魏鸣

[ 12 ] Why Is The U.S. Space Industry So Obsessed With Vertical Integration?，Garrett Reim

[ 13 ] 火箭复用的颠覆式革命，SpaceX 如何作念到的，常识分子

[ 14 ] 领跑天际 2.0 时期，好意思国生意航天发展综述，蒿旭

[ 15 ] SpaceX 是怎么长大的：政府支捏对天际探索本事公司成长影响分析，杨开

[ 16 ] How to Solve Big Problems: Bespoke Versus Platform Strategies， Bent Flyvbjerg

裁剪：李墨天

视觉假想：疏睿

包袱裁剪：李墨天

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