SpaceX成功背后的创新启示

郑永春

2015年12月22日，在圣诞节这一西方人最重要的节日之前，一家民营航天公司SpaceX再次惊动了全世界的航天界甚至科技界。他们研发的“猎鹰”9号火箭不仅把Orbcomm公司相当于22个成年人体重的11颗卫星（每颗重172千克）送入近地点620千米、远地点660千米的近似圆轨道，而且火箭的第一级在经历太空飞行之后，再次进入地球大气层。在点火发射升空的9分40秒后，第一级火箭稳稳站立在发射场附近的陆上着陆平台，在世界上首次实现了运载火箭的成功回收。在经历了2015年以来的数次失败之后，研发团队终于可以安心回家欢度新年了。

SpaceX无疑是成功的，但他们是如何取得成功的，这背后有什么样的体制机制来保障他们的创新实践，其中有哪些可供我们借鉴和参考？这些问题值得我们深思。

政府支持

长期以来，美国航天界一直是NASA一手主导的，这种政府主导的模式曾经把美国人送上了月球，在与苏联的太空争霸中赢得了胜利。但进入21世纪以来，美国航天的发展过分依赖NASA下属机构，NASA的机构体系庞大臃肿，缺乏创新活力的弊端逐渐显现。

为改变这一状况，美国政府在奥巴马上台伊始就开始布局商业航天的发展。如果没有国会立法和政府政策的支持，SpaceX不可能会有今天的成功。

NASA作为政府部门，在推动商业航天发展方面不与民争利，果断退出具有潜在商业价值的低轨道航天发射领域，向民营航天企业放开。NASA自身则集中精力发展基础航天技术和深空探测等公益性航天事业，特别是载人登陆火星方面。

NASA向SpaceX开放了“阿波罗”登月和航天飞机研发的大量技术报告，转移了大量成熟技术。为了扶持SpaceX，NASA把自己的核心技术骨干派驻到公司，其中包括一批航天业内的顶尖高手。

航天发展的瓶颈在火箭，火箭研发的瓶颈在发动机。SpaceX公司此前并没有研制大型火箭发动机的能力。“猎鹰”9号火箭上使用的梅林发动机原型是NASA当年用于载人登月的，推力并不大。照此计算，整个“猎鹰”9号火箭需要用19台梅林发动机。NASA把梅林发动机的全套技术转让给SpaceX，SpaceX在原有基础上进行了改造和升级，发动机推力也因此得以提高。目前，SpaceX已经具有独立自主研发火箭发动机的能力。

不仅转移技术，输送人才，NASA还给了长期的大额订单。经过三轮竞标，在20多家公司中，SpaceX研发的“猎鹰”9号火箭和另一家民营航天企业轨道科学公司的运载箭脱颖而出，赢得了向国际空间运输货物、总金额达数十亿美元的合同。

商业运作

商业航天发展的背景，源自航天领域蕴含的蓬勃商机和巨大的经济潜力。与NASA下属机构用钱大手大脚、预算经常超标不同的是，民营企业的每一分钱都需要精打细算。

为了降低成本，SpaceX制定了全面的成本控制计划。火箭和飞船使用的全部零部件尽可能自己生产，这样做也降低了零部件外部采购带来的质量控制风险；由于火箭和飞船的生产量有限，为了减少生产线，SpaceX尽可能在一条生产线上生产多种不同的零部件。马斯克相信，降低成本的关键不仅在于研发新的技术，更在于广泛采用已经成熟的技术和产品。

以给国际空间站进行货物运输的“龙”飞船为例，2008年“龙”飞船给国际空间站的货运合同单次费用为1.33亿美元，NASA用16亿美元购买了12次货运发射任务。作为对比，美国大中型载荷平均每次发射4.35亿美元，4次发射合计17.4亿美元，2012年发射费用比上年大幅上涨30%。欧洲的阿里安公司和美俄联合的国际发射服务公司的报价也不低。为了降低成本，SpaceX甚至用市面上十分成熟的浴室零件来组装飞船的门把手，仅此一项就可以节约1470美元。

这种商业化的运作模式，就像生产冰箱和洗衣机的流水线那样，脱离了以往火箭研发中十分臃肿的供应链，陈旧保守的设计方案，以及无法管控的外包合同。

有人说，“猎鹰”9号火箭第一级回收成功，将使航天发射变成白菜价。实际上，火箭回收可以降低发射成本是肯定的，但是否真的降低到白菜价，回收后的火箭发动机需要进行多大程度的更新改造，是更新后用于下一次发射，还是用于其他用途，都还需要实践的检验。

但不管怎样，SpaceX的成功一定会在航天界迎来一场大讨论。在为SpaceX的成功喝彩的时候也要反思，我们的航天体制哪些是成功的？哪些还需要大的改进。这次火箭回收成功的后续影响还需要一段时间才能充分消化。

“猎鹰”9号一级火箭着陆

永不停步

北京时间2016年1月18日凌晨2时42分，“猎鹰”9号火箭在加利福尼亚州范登堡空军基地再次发射，将美国海洋与大气管理局用于监测全球海平面高度变化的Jason-3海洋观测卫星送入轨道。发射成功后，SpaceX公司再次测试了“猎鹰”9号第一级火箭的回收，但未获成功。

回收时，第一级火箭成功启动了缓冲减速发动机，朝着太平洋上停泊的海上回收平台下降，成功抵达了驳船着陆平台，偏离驳船中央不到1.3米，几乎正中靶心。测试数据显示，火箭着陆过程很轻柔，但由于火箭底部的其中一根着陆支架没有被锁定而折断，“重重”地倒在驳船上，火箭海上回收再次宣告失败。这是SpaceX公司第四次尝试在海上平台回收火箭，此前的回收驳船都位于大西洋，而非太平洋。

此次发射使用的是“猎鹰”9号1.1型火箭，推力较2015年12月22日发射的“猎鹰”9号FT型火箭小，回收难度也较大。与陆地着陆回收相比，在海上平台着陆可以通过计算火箭的飞行轨迹选择停泊位置，缩短火箭飞行距离，节省燃料消耗。

2016年2月6日，“猎鹰”9号FT型火箭将再一次进行海上回收，发射将在佛罗里达州卡纳维拉尔角进行。

需要指出的是，SpaceX公司每次进行火箭回收测试，都是在火箭完成商业发射合同之后进行的，即使测试失败，并不会增加发射成本。马斯克表示：“我想我们将很快积累起像一支舰队那么多的回收火箭，而后我们将用数年时间去重复利用，并确保它们都工作得很好。”其次，按照SpaceX公司的管理经验，增加测试频率是他们改进“猎鹰”9号火箭的关键措施，火箭回收失败的同时也为下一次测试积累了新的数据，提高了成功的可能性。

敢想敢做

与其在无数次的讨论中侃侃而谈，不如立马开干。民营企业的基因使得SpaceX敢想敢做，想到就做，即便错了。正如SpaceX的航天工程师David Giger所说：“我们不会坐在那里花几年时间去分析和论证，SpaceX需要的是测试、测试、再测试。”

一家民营航天企业的成功，或许可以打乱整个世界的航天格局。就像是一筐沙丁鱼中的一条鲶鱼，如果没有这条鲶鱼的搅局，沙丁鱼也很难存活。SpaceX的成功，代表着民营航天企业逐渐成熟，从舞台边缘走到了舞台中央。传统上政府主导的航天业将逐渐退出具有商业利益的航天发射领域，专注公益领域，与民营航天企业一起推动人类进入波澜壮阔的大航天时代。

马斯克十分远大而坚定的梦想以及强大的意志力，无疑是SpaceX成功的重要因素之一。短短十几年中，马斯克做成了PayPal电子支付、特斯拉电动跑车、SpaceX商业航天等几件大事，未来还将致力于发射4000颗卫星全球组网，研发时速上千千米/小时的超级高铁，把人类送上火星等“狂想”。有人说，马斯克一个人活出了别人几辈子。从马斯克的成功中，我们也应该看到，人生最大的成就不是达到多高的顶峰，而是尽可能丰富自己的人生经历。我们或许永远没有机会成为首富，但我们完全可以让自己的人生更加精彩。

责任编辑：刘靖鑫