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馬斯克秘訣:用衛生間門閂擊敗波音 超越NASA

太空探索技術火箭工廠(SpaceX)位於洛杉磯國際機場附近一座巨型的白色機庫式建築,停車場里停滿了新型的特斯拉電動車。這座建築曾為波音747的生產地。穿過大門,經過安檢區和一個小屋農場時,一個科幻小講般的世界便矗立在你的面前。公司的雙層餐廳正對着生產車間,設計師們一邊吃午餐,一邊監督技術人員建設太空艙和火箭的進度。

2014年,NASA和SpaceX簽署了一份有史以來最大的單筆訂單,價值26億美元,該項目的目標係將美國宇航員送往國際空間站(ISS)。目前,有兩家公司在為美國已終止的穿梭機計劃奮鬥,一家係SpaceX,另一家係波音。

美國曾經係衛星發射的領導者,現在卻遠落後於歐洲和俄羅斯。由洛克希德·馬丁和波音組成的合資企業,聯合發射聯盟(United Launch Alliance,ULA)直到2017年都還在使用從俄羅斯國有公司購買的發動機。美國對商業太空公司的下注成為唯一有可能勝出的機會。

八年前,當NASA官員首次涉足SpaceX時,他們認為自己只係在僱用一名臨時工打雜做一種所謂的“太空計程車”。現如今,這個商業項目卻成為了NASA的最大希望。

一個多星球的浮誇項目

2002年,當伊隆·馬斯克創辦SpaceX的時候,準備把一個裝滿植物的溫室發射到火星上,但他卻搵唔到一個能完成該任務的性價比高的火箭。

他揾到了湯姆·穆勒(Tom Mueller)這樣的人。湯姆係TRW集團航空部的一名工程師,出於興趣,他在自家車庫裡建造了一個火箭發動機,而正係這個業餘愛好者製造的最大的液體燃料發動機,日後成為了SpaceX火箭發動機梅林(Merlin)的最早版本。之後,馬斯克決定創辦一家公司,來提供他無法揾到的服務,那就係讓去火星變得廉價和現實。很多成功的科技創業家都喜歡創辦太空公司,比如亞馬遜的Jeff Bezos,微軟的Paul Allen,谷歌的Larry Page和Eric Schmidt以及維珍的Richard Branson,他們都積极參与空間技術的公司,不過大多數的項目,被認為係虛榮浮誇或者不靠譜的項目。

曾經幫助馬斯克建立了paypal,SpaceX董事會成員的Luke Nosek講,當時馬斯克的很多朋友都建議他唔好做SpaceX。

在馬斯克白手起家,開始做太空業務時,NASA也遇到了很多的困難。從1981年到2011年的宇宙飛船計劃即將到期,該計劃本來準備將宇航員和貨物送入太空軌道,結果收到了美國太空機構的冷淡回應。2005年,布殊政府推出了第一個後繼計劃,星座計劃,準備實現登陸國際空間站和月球。該計劃成本最初估計為970億美元,2009年這個計劃被最終取消了。

2005年,航天工程師邁克·格里芬(Mike Griffin)成為了美國宇航局的最高領導,他有着不尋常的背景:他係美國中央情報局國家安全技術內部風險投資基金In-Q-Tel的前任總裁。格里芬決定撥款5億美元支持商業太空計劃,期望能揾到一種廉價的方式來為軌道任務服務,這有別於傳統美國宇航局NASA的承包方式。這一行動,讓他的高級職員們懷疑,在他心裏,嗰個人類歷史上最昂貴、所有設備加起來超過1500億美元的空間站,係一個巨大的老鼠洞,科研經濟價值極其有限卻還要不斷的往裡砸錢。

為格里芬提供這個建議的係物理學家和風險投資家艾倫·馬蒂。他首先寫了一份兩頁紙的有關克萊頓·克里斯滕森(Clayton Christensen)的經典巨著《創新者的困境》(The Innovator's Dilemma)的報告。並將該報告分享給NASA的高級管理人員。在馬蒂的堅持下,美國宇航局的律師們發現了該機構與生俱來的弊端。,2006年,格里芬和他的同事想出了一個策略:同時投資兩家公司,SpaceX和Rocketplane Kistler,來開發太空運輸技術。但係在技術和財務進入一個里程碑之前,他們不會擁有公司的股權或知識產權,但同時也不保證及時付款。

馬蒂講:“我對聯邦政府非常了解,如果你投了資金,卻沒有收到任何回報,每個人都會生氣;而如果你投了錢,竟得到了五倍的利潤,大家還係會生氣,因為那樣你就係在和私營部門競爭。”

衛星發射業務領域有一個很有意思的怪癖:客戶預先支付建造他們火箭的費用。這意味着,公司一旦能夠在一個測試中成功證明其概念,那就不需要籌集下一輪周轉資金,從而保護早期投資者的股權不被稀釋。

SpaceX實際上做了咩?

火箭到達太空軌道,必須以每秒7.7公里或每小時18,000英里的速度飛行,這幾乎係空氣中聲速的25倍。SpaceX的燃料係價值20萬美元的煤油和液氧,外部係非常薄的金屬表層,主要係鋁材料。馬斯克曾經對一個投資者講,如果把他64米(224英尺)高的火箭壓縮到可口可樂罐的大小,這個微型炸藥的壁將比我們如今任何飲料的瓶壁薄許多倍。

九個梅林引擎

最重要的係成本

SpaceX目前每次發射費用為6,120萬美元,它發送每公斤貨物去近地軌道的成本為4,653美元,遠遠低於競爭對手,聯合發射聯盟的成本14,000到39,000美元。其他供應商,每次發射通常要收費2.5億到4億美元;俄羅斯向NASA收費更係極高,每一個搭乘Soyuz飛船的NASA宇航員,要向俄羅斯支付7000萬美元。 SpaceX如今的成本離馬斯克和他投資者們最初的預期還相差很遠,他們仍在不斷降低這個成本。

低成本的秘訣其實係相對簡單的,至少在原則上係:儘可能在內部一個集成的製造設施中,採用現代化的組件完成大部分組件的生產;這可以避免嗰啲冗繁的供應鏈,比如傳統設計商、承包商和“成本加成”計費等等。許多早期的員工被公司吸引,就係想避免傳統航空集團的官僚作風。一名公司的早期員工,創始人基金(Founders Fund)合伙人斯科特•諾蘭(Scott Nolan)講:“我把嗰啲大型企業中試圖整合其他人技術的人稱為官僚集成者。SpaceX係這個領域的第一個真正的技術創業公司,整個平台都係自己搭建的,他們質疑一切。”

航空航天主要的承包商之所以係行動緩慢的巨人係因為他們的主要客戶就係政府。政府僱傭公司做工作,支付他們費用和承諾的高利潤率,這種激勵結構摧毀了企業的創新能力。

政府機構習慣了不計較成本,而創業公司則會儘可能的節省每一筆開支。SpaceX用衛生間隔斷閂鎖的部件來製做艙門把手,以節省1470美元;他們還發現使用賽車安全帶來綁定宇航員要比專門定製的高價繃帶更舒適更便宜;馬斯克讓真人進入到太空艙模型中測試,以確保宇航員可以在艙內移動,而沒有採用計算機模擬。SpaceX的高管們蔑視NASA對縮略語和大量文檔記錄的喜好,SpaceX的員工以周五晚上堅持工作而感到驕傲。

NASA官員Mike Horkachuck講“SpaceX的工程師會討論成本問題,一個價值5萬美元的部件,他們會覺得太貴,會用2000美元,在自己的工廠里生產這個產品;而在NASA我幾乎從來沒有聽到過哪個工程師會關心零件的成本。” Horkachuck還講:“我諗我們把他們從一個一百人的小公司帶動了起來,才成就了今天的SpaceX。早些時候,NASA就係他們的啟明燈,讓他們從一個興趣小店,向真正專業的生產火箭的航空公司發展。”SpaceX一直把自己看做係一家科技公司,不斷迭代優化設計,不斷通過測試來改進原型。而傳統的生產方式則要一個強大的計劃來執行,免不了要龐大的開支。SpaceX的工程師David Giger講:“我們不會坐在嗰度分析某個產品分析好幾年,SpaceX係建立在測試基礎上的。我們邊飛行邊測試。最初的試飛歷經了挫折和磨難。”

NASA確實幫助SpaceX把所有的精力集中在了重點上,這係其他太空創業公司所沒有的優勢。他們為SpaceX帶來了早期收入,美國航空航天局獎獲得者吉格講:“NASA讓我們有了一個進度表,也有了資金,這些對於當時的一家小公司,很顯然係非常關鍵的,可以讓我們專註起來。”

SpaceX一共有幾多次失敗的機會?

誇賈林(Kwajalein)係馬紹爾群島的一個環礁,係美國海軍火箭試驗設施的基地。馬斯克談到這個地方時講:“我認為呢度係世界受腐蝕程度最厲害的地方。”吉格講:“這就係一個小小的島嶼,上面有一頂帳篷。火箭得通過巨型C-17‘環球霸王’飛機才能飛行。”

誇賈林地區距離范登堡空軍基地約7,700公里(4785英里)。SpaceX本來預計2005年在嗰度完成獵鷹1號的首次發射。但係,最終空軍還係拒絕了SpaceX。一來由於洛克希德·馬丁公司的火箭正在附近準備發射,二來軍方官員擔心這家新貴公司的首次發射可能會破壞他們的秘密計劃。其實他們還係很有先見之明的。2006年,“獵鷹1”首次發射,以火箭在誇賈林發射台上的爆炸而告終。受腐蝕的燃料線係發射失敗的罪魁禍首。2007年,第二枚火箭在到達軌道之前也失敗了。SpaceX一位來自德國的工程師Koenigsmann在談到第二次發射時講:“這架引擎實際上飛得很遠,雖然最終沒有進入軌道,但至少它飛出了人們的視線。”

儘管這兩次發射都失敗的,Nosek和馬斯克在Paypal的另一位聯合創始人Peter Thiel,通過風險投資公司Founders Fund還係向SpaceX投資了2000萬美元。美國宇航局NASA對SpaceX的投資,使這兩人相信馬斯克的確知道如何製造火箭。

即便如此,未製造出成功火箭的事實讓這個剛剛起步的公司舉步維艱。SpaceX總裁兼首席運營官,有着豐富經驗的航天工程師Gwynne Shotwell,花費了大量的時間用未經證實的產品去四處推銷。她講:“我並沒有像原本期望的那樣去做很多的工程項目,而係花了大量的時間去不斷講服客戶投資SpaceX。”

根據Founders Fund(創始人基金)的合作夥伴的計算,在前兩次發射失敗之後,SpaceX還有三次失敗的機會,如果接下來三次發射都失敗了,公司所有的剩餘資本和客戶的信心會被消耗殆盡,SpaceX也會以失敗而告終。這係該基金當時最大的一筆投資。

不久迎來了第三次發射,這顆裝載着三顆衛星以及“星際迷航”中斯科蒂扮演者詹姆斯·杜漢(James Doohan)骨灰的火箭,本次發射還係失敗了。原因係第一級引擎中剩餘的少量燃料在分離後被點燃,導致它與二級引擎相撞,造成了悲劇的發生。

只剩下兩次機會了,公司的工程師確信自己揾到了問題所在,Koenigsmann講:“在第三次和第四次發射之間,我們只改變了一個數字,那就係一級和二級載體分離的時間間隔。”

2008年8月,火箭將一個虛擬載荷送入軌道。一個月後,另一架獵鷹1號代表馬來西亞政府發射了該公司的第一顆合同衛星。這些成功證明SpaceX係可行的,美國宇航局與它簽署了一份價值16億美元的合同,計劃在2016年前運送20頓貨物到國際空間站(當時一共與兩家企業簽訂了合同,另一家係軌道科學公司Orbital Sciences,係一家取代Rocketplane Kistler的老牌NASA承包商)。

2010年,在NASA位於佛羅里達州的卡納維拉爾角基地,SpaceX發射了第一枚獵鷹九號火箭。不久之後,龍飛船的首發成功,SpaceX成為第一家可以將太空船送入近地軌道並成功回收的私人公司。

與國際空間站對接的龍飛船

SpaceX仍須證明它可以與太空站安全對接,並可以在遠程遙控下安全飛行,這就好像係要把車停在幾千英尺以外的世界上最昂貴的停車場一樣。一個小小的事故,就有可能把它們都摧毀。在第一次試飛成功之後,他們向NASA建議把龍飛船的最後兩個試驗(靠近國際空間站並與之對接)結合起來以節省成本。

NASA的官員非常緊張。後來,飛行過程中的太空艙傳感器的程序被重新編寫了,以便飛行任務不會因為碰撞而中止,事實證明對接係成功的。到目前為止,SpaceX已經成功完成了對國際空間站的三次補給任務,第四個任務艙目前仍停靠在空間站里。 NASA在SpaceX上的賭注成功了。

沒有任何跡象表明,首都會增加對航天業的投入,這對SpaceX可能唔係個好事情,但係對於嗰啲高價位的競爭對手更係個噩耗。

未來駕駛艙內的觸屏控制

很少有記者會問馬斯克關於裝有類似ipad一樣的觸屏控制面板和3D打印引擎的太空艙,他們更想知道SpaceX對空軍的訴訟進展如何。美國空軍在沒有公開招標的情況下,與聯合發射聯盟(ULA))簽署了一份價值110億美元的合同。而馬斯克給出一個很好的報價,他一直譴責ULA對於俄羅斯引擎的依賴程度。最終,法官命令空軍和SpaceX進行庭外調解,SpaceX的管理層希望通過這場官司可以與空軍簽署一份採購合同。

2014年9月份,美國宇航局NASA宣布,簽署了兩份擬將宇航員送往太空站的合同,一份係與波音簽署的42億美元的合同,另一份係與SpaceX簽署的價值26億美元的合同。據NASA描述,這兩個合同的任務係完全相同的,而價格差異驚人,官方未給出信服解釋。波音公司的代表講,這反映了波音公司的可靠性,這也微妙的反映了他們對於SpaceX的睇法——儘管“獵鷹9”已經發射了13次,並且沒有一次失敗,但NASA可能仍將其看成係一種不成熟的飛行器。根據泄露的文件,SpaceX其實比波音要提前完成各項計劃,但係在公司適用性評估這一項上,波音公司略勝SpaceX6%,這就係‘優秀’與‘非常好’之間的差別。

但係波音的成本要比SpaceX高出62%,很顯然這家老牌公司面臨著精簡的壓力。ULA就已經開始了一個激進的成本削減計劃,並與由亞馬遜的傑夫·貝佐斯(Jeff Bezos)成立的宇航公司Blue Origin進行合作,這家公司係馬斯克在公開質疑的對象。國會撥款者,也開始質疑NASA同時支持兩個商業宇航員項目以及他們自己的載人勘探獵戶座飛船(Orion)的成本了。另一家競標失敗的公司,Sierra Nevada Corporation,公開質疑美國航空航天局的這些決定,尤其係對波音公司大幅增加成本方面的質疑。

在未來的四年里,SpaceX將有33次商業發射,原計劃在2017年之前發射載人飛船,在與政府簽訂了數年租約後,公司會在得克薩斯州建立自己的太空港。目前,SpaceX已經成為火箭發射行業的一個強大競爭者。這也係對美國宇航局公私合作關係的驗證,他們的重點在創造一個成功的企業,而非單單一個產品。

馬斯克和他的投資者們的目標遠唔係只做一個火箭製造商,他們想做更具挑戰的事業:構造一個高效的太空經濟產業,在真空中大幅提高人類生產力,雖然我們現在還不知道這會帶來咩。正如創始人基金(Founders Fund)的Nolan比喻的那樣:“這就像係當初的互聯網技術,在互聯網剛誕生的時候,人們並不清楚咩樣的業務會從高效交換信息的技術里誕生。”

如果成本降下來,投資者可以發射更多的衛星去近地軌道,人類的通信技術和成像技術就可以更強大。由於高額的發射成本,目前已運行的衛星並未得到及時升級,為了使它們的壽命盡量長些,衛星被定位在距離地球較遠的位置,因為越靠近地球,衛星軌道衰減得越快,壽命越早結束。因此,這些衛星里的電子技術也相對過時。另外,較低成本的發射,可以使當前的地面飛行上升到大氣層外,這會讓本來需要一天時長的行程壓縮為幾個小時。如此以來,太空旅行甚至係小行星採礦也係一個有潛力的行業,但第一步就係需要低成本的發射。

那麼,600萬美元的發射,真嘅可以取代6,000萬美元的發射嗎?解決這個問題的方法關鍵在於對火箭的回收和重複利用。製造一個火箭的成本相當於製造一架波音737。據SpaceX公布的數字,一個火箭的製造成本係5400萬美元,而燃料成本僅20萬美元。從此,SpaceX開始將重心放在了“蚱蜢”火箭上,這係基於獵鷹九號火箭部件和梅林引擎打造出來的,使用了全新的垂直起飛、垂直降落(VTVL)概念。如今,SpaceX的衛星發射都使用裝備了這種大型着陸腳的火箭,公司還試圖讓火箭在海洋中“降落”。儘管到目前為止,試驗還沒取得成功,不過公司內部人士表示,收集的數據顯示已經越來越接近成功。

體系硬化和輕狂的雙重風險

有些人擔心SpaceX體系,會逐漸變得越來越不靈活,失去了它原本對大型軍工承包商的優勢。如今,員工總數過千的SpaceX,公司新聘請的員工並唔係每一個都要經過馬斯克的面試。不過公司的用人標準仍然保持很高:舊年夏天,近400名員工在績效評估後被解僱,還引發了訴訟案。在離開SpaceX時,Horkachuck擔心的講公司現在越來越像嗰啲它所蔑視的傳統承包商。與此同時,NASA前內部風險投資家馬蒂,也擔心的指出SpaceX已經失去了對商業化的簡單關注,他們在逐漸建立另一個商業載人項目的大型官僚機構。

(原文連接為:https://qz.com/281619/what-it-took-for-elon-musks-spacex-to-disrupt-boeing-leapfrog-nasa-and-become-a-serious-space-company/)

阿波羅網責任編輯:夏雨荷 來源:澎湃新聞 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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