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SpaceX的星际殖民计划之一发射用经

2019-03-06 19:58:18

近《星球大战》这部电影正在热映,而与此同时,Space X 实现了人类历史上的首次火箭回收。霎时间,我们仿佛一下子闯入了星际时代。事实上,Space X 早

创见干货:

近《星球大战》这部电影正在热映,而与此同时,Space X 实现了人类历史上的首次火箭回收。霎时间,我们仿佛一下子闯入了星际时代。事实上,Space X 早在很久之前就已经为人类写好了剧本。值此时机,本文为你展示出来 Space X 的星际帝国将如何一步步地搭建成功。原文来源于 Watibutwhy,但是原文篇幅过长,犹如百科全书,译者将其进行了整理总结,以通俗简洁的方式将 Elon Musk 这个男人的野心和盘托出。

从 A 点到 B 点的故事 人生有很多从 A 点到 B 点的过程。,

比如 A 点是一早上被闹铃吵醒,揉着惺忪的睡眼从床上坐起;B 点是衣冠端整地坐在办公室的电脑前;A 点是我的房租在下一个月月末到期,B 点是一间全新的公寓等着入住;再比如 A 点是我恨死了我老婆,B 点就是抱得美人归。无论是哪个过程,从 A 点到 B 点之间总是要有一些付出的。

现在,Elon Musk 也有他从 A 点到 B 点的计划,也就是要将 100 万人搬到火星上。 呃 ,他这个从 A 点到 B 点的计划似乎比平常人所想到的事情要大上那么一点点……

自从这个项目正式开始之后,笔者曾经跟 Musk 展开了 6 次对话,主题只有一个:这个所谓的火星计划到底怎么能够实现。从他看来,只需要做到两件事就能实现。

件事:意愿;第二件事:方式

四十年前,我们曾经登上了月球;又花了十五年时间,

SpaceX的星际殖民计划之一发射用经

人手一台电脑。从技术的演进上来看,似乎火星移民计划势在必行,为什么它到现在还没实现,按照大部分人的推测,一定是人们缺少足够强烈的意愿。

但 Musk 却不这么看。 意愿并不是阻碍火星计划的绊脚石,钱才是。 如果我们要登上火星,所需要的钱是一个天文数字,对于 Musk 而言, 去火星是可以办到的,但是要让登上火星的船票能让很多人买得起,这才是关键。如果真的成本大幅下降,那么前往太空的意愿自然升腾起来。

如果有个人告诉我,曼哈顿的一间上下阁楼式的套房如今价格下跌了 95%,那么我肯定愿意搬过去啊!之所以现在笔者还蜗居于一个狭小的房间对着一台电脑敲敲打打,说白了不就是没有足够多的钱嘛!

所以 Musk 就是这样看待火星移民计划的。以前古语说的好,「人定胜天」,但是他更相信这样一个道理:「你把它从无到有的开发出来了,那么人自然就会纷至沓来。」

更加明确的来说,飞往火星的成本将以乘客的票价来覆盖,就跟如今地球上大部分的公共交通收费模式一样,关键是要让票价下降到足以让 100 万人能买得起。那么该怎么做到这一切呢?下面的问答环节将把 Musk 的基本思路介绍出来:

问:我该怎样把星际旅行的成本给下拉下来?

答:几十年的创新,数百上千次的实验、试错、尝试性发射,数千个拥有天才头脑的人们一起来完成这个宏伟的项目。

问:既然这个项目这么大,所需要的钱肯定不少。这笔钱你从哪里搞到手呢? 如果政府有兴趣参与其中,没等你出现它们早就开始干了,另外还有那些慈善组织,它们是不可能疯狂到把上千亿的美刀砸在一个耗时 30 年,甚至也不确保能够成功的太空项目上的。那么你的钱该怎么搞到手呢?

答:通过商业层面来解决。我会提供具有盈利能力的太空运输服务,为了测试自己突破性创新技术,你需要做很多次的发射。而政府和公司往往会为了让卫星以及人员进入太空,不得不选择搭乘你的火箭,这样一来他们就得为你付费。一方面资金来源有了保证,一方面自己在发射的过程中还能不断地进行技术上的测试与完善。一箭双雕。

问:那么在太空发射前期,也就是在学习和研发阶段,肯定不会有客户出现的,那么这段「真空期」里钱怎么得来呢?

答:作为创始人的我。

问:你的钱都从哪儿来的?

答:我联合创办了 PayPal,并且把它出售出去。

这就是 Musk 在 2011 年所想到的全部内容,并且由此带来了下面的这张商业计划图:

上面的这张图非常细致地展现了让 100 万人移民到火星的完整计划,其中分了三个阶段:个阶段是找出成功发射的方式;第二个阶段是大幅度降低太空航行的成本;第三个阶段是移民火星。而本系列连载的章,就是针对阶段。

阶段:想办法把东西发射到宇宙中 目标:在 Musk 花光口袋里一分钱之前,把某个东西发射到轨道上。

阶段很早就开始了,早到那个时候还没有 SpaceX 的影子呢。在 2001 年的年中,Musk 那时候还在 PayPal 的时候,阶段就已经启动了。Musk 确信进入太空是他下一步棋,接下来他做了一件任何人都想到会去做的事情:读书。

他要在大概一年的时间里成为世界的火箭科学家。

他读的书有 这本 、 这本 还有 这本,他几乎把这些内容全部背过了。火箭专家 Jim Cantell 曾经在那个时候跟 Musk 打过交道,他回忆道:「Musk 在当时几乎能把书中每一条概念一次不差地给你复述出来。他对书上的内容实在太熟悉了。」

为了让自己不至于死读书,Musk 还到处找人请教问题。Cantell 认为 Musk 是他见过的聪明的人,曾经愿意跟 Musk 就太空航行展开讨论的人,后来都被 Musk 聘用了。 事实上,Musk 是以如饥似渴的态度榨干每一个人头脑中的知识。

当 Musk 在面对太空事业上的态度越来越认真,他身边的朋友也就越来越担心。难道你不会担心吗?想想你的朋友如果要把互联公司给卖了,赚了一大笔钱后告诉你要把这些钱全花在太空事业上,要成为人类历史上个在商业层面获得成功的太空发射公司的创业者,难道你不会担心他的脑子出了什么问题吗?Musk 的朋友甚至还了一系列火箭在空中爆炸的视频强迫让他看,劝他早点儿杜绝这个疯狂的想法。

但是 Musk 却不这么看,在建立起足够充足的知识储备之后,他觉得时候拉其他人入伙了。当笔者问 Musk 有关商业层面的考虑时,他嗤之以鼻,这么回道:「我从来不知道商业模式是什么,在我眼中公司就是一群开发产品和服务的人,他们合力去追求一个目标,完成一种使命,这就是我对公司的看法。」

于是他开始四处寻找为聪明的人,于是 SpaceX 诞生了。

Space X 公司的招聘以及产品研发方式 核心团队简直就是全明星阵容,里面有大名鼎鼎的火箭工程师 Tom Mueller。SpaceX 早期的招聘政策是这样子的:

杜绝傻 X

Musk 表示,如果你恨你的同事或者老板,那么你自然不会投入到工作当时,更别说长时间专注地工作了。

无论是招聘还是提拔,都是以人核心的才干为标准,而不是考虑这个人的从业经验。

Musk 从来不关心什么学位、不管是本科、硕士还是高中学历,Musk 一视同仁。在他的眼中一个人被拆解成为三部分:天赋、性格、以及热情。这三点内容才是能完成 SpaceX 使命的根本保证。笔者曾经采访过 Space X 的汽车工程部门副总 Mark Juncosa,令笔者吃惊的是,他的形象气质像极了我身边的那些带着点儿傻气的哥们儿,而非统领一个部门的火箭学家。在他的自我介绍中,他曾经是一个表现很差的学生,就在对人生丧失热情的那一刻,他忽然发现了在赛车领域工作充满乐趣。结果证明他确实在这方面是一个天才,之后,有人将他引荐给了 Musk,Musk 理所当然地就把他招致麾下。Juncosa 在公司里的级别上升速度正如火箭一样。三十岁刚出头,他就已经负责公司重要的部门之一了,下面有数百人听从他的指挥和管理,而这些人的从业经验都比他多。

像这样的故事在 SpaceX 中屡见不鲜。

Musk 面试了每一个人,其中甚至包括了看大门的,这难免在外人看来有些奇怪,而这条规矩没有对任何人开例外,在公司创办的前八年时间,直到公司有了 1000 名员工的时候,他才逐渐把面试工作交给其他人来完成。有关 Musk 的回忆录中这么写道:「几乎每一个员工在跟 Musk 见面之前都会收到事先的忠告。这个面试短则 30 秒,长则 15 分钟。Elon 很有可能在面试刚开始的时候在忙着写电子邮件,又或者做其他工作,并不怎么多说话。但是别慌,这是正常现象。终,他会从他那把摇椅上转向你。那就算这样,他也不太可能会直视你,承认你的存在。还是别慌。一般来说,接下来他会主动找你说话的。」

垂直化整合,几乎所有环节都在公司内部研发制造SpaceX 跟 Tesla 一样,是一个高度垂直整合的公司,什么意思呢?这意味着它不会选择把很多制造火箭的环节给外包给第三方,SpaceX 几乎把所有关键性环节全部包揽到自己跟前,全面地控制供应链成本,保证对项目的所有权。这在太空领域并不常见。

SpaceX 把火箭 80% 到 90% 的研发制造都包揽了下来,其中包括设计自己研发的母板、线圈以及探测震动的传感器,开发飞行过程中专用的计算机以及太阳能面板。

传统的工业企业,比如 Andrew Carnegie 以及 Henry Ford,都是高度垂直化整合的典型代表,当然也包括了如今的 Apple。但是现在绝大多数公司都避免这种大规模的垂直整合,但如果这个创始人是对品控有着狂热执念的「疯子」,比如 Musk 或者乔布斯,那么这是的途径。

当 Musk 的团队规模逐渐成型,Musk 几乎深入到了每一个环节中,一些老板将这种管理称之为「微管理」,但是没有人能做到 Musk 的程度,也正因为这一点,他赢得了「纳米管理」的称号。

OK,现在是 2002 年的年中,现在疯狂的想法开始逐渐成型,现在有了一个清楚的愿景,一支团队,还有一个「原力觉醒」的 CEO,下一步:火箭。 在开始讲述 Space X 发射的枚火箭之前,我们先得普及一些太空发射里面的基本概念。所谓太空发射,你肯定是得把某个东西给射出去才对,是吧?这个所谓的「东西」,我们称之为「货物」(payload),「货物」有可能是卫星、人类、猴子又或者某些仪器货品。

为了让「货物」不受损,它部分时间都是装在一个保护性的壳子里,其他时间,当它身处外太空的时候,它需要由人来操控、导航、停靠,甚至还会考虑被送回地球。在送回地球的这个情况中,这个「货物」是装载一个宇航飞行器中的,恩,也就是大家所说的「宇宙飞船」。

然后你还得需要火箭,火箭是发射的主要对象, 它的任务只有一个,将「货物」和「容器」送出去,穿过大气层,直达外太空。 绝大多数的火箭都是一个巨大的燃料罐,在它的底座是一个或者多个强有力的引擎,它们提供的动力超级强大,足以让火箭穿过大气。有些时候,火箭是由多个更小的火箭组合而成。喔对了,如果「货物」刚好是一件武器的话,那么上面所说的一切都变成了战争中所使用的导弹。

,一艘火箭飞船并非是一个普通的东西,它是能让四岁孩子都对宇宙燃起兴趣的玩意儿。

阿波罗登月计划中采用的巨大火箭名叫 Saturn V,重约 3000 吨,大概是 7 架波音 747 的重量,高度有 35 层楼之高。

枚火箭:「Falcon 1」 当 SpaceX 制造枚火箭的时候,它没想着跟 Saturn V 一样巨大。相反,这款火箭体型小巧,只有 21 米高度,火箭分为两部分,一个超级强大的引擎位于火箭的底部,这是专属于 Space X 的发明。Musk 给这支火箭取了个名字叫做「Falcon 1」。

尽管它身材小巧,但是它浑身上下全部配备了的科技。它的目标只有一个: 在成功把小型「货物」发送到太空的前提下,尽可能地将成本压缩到。Musk 这么说道:「现在火箭的速度差不多都一样,便捷性也差不多,可靠性也没有什么能够提升的了。所以你现在只有一个指标能够衡量哪种科技胜出,那就是:成本。」

Musk 向大家解释了太空火箭发射的成本为何高居不下的两个主要原因:

1)现在身处太空领域的公司都是超大型公司,而一个超大型公司从本质上来说都是风险厌恶型公司。

Musk 这么说道:「在这些公司的内部,人们对风险非常厌恶。每一个人都在想着尽可能给自己留有后路,即使现在已经出现了更好的技术,他们还是愿意选择使用传统的科技,有一些竟然还停留在上世纪六十年代,比如上世纪六十年代生产出来的苏联火箭。我的意思并不是说现在还沿用着上世纪 60 年代的火箭设计,而是说所有的火箭设计样本和基础,都几乎来自于上世纪六十年代西伯利亚半岛的某个地方。」

2)没有做到充分的垂直化整合。

我们曾经谈起过 Space X 在火箭研发制造种种环节上都是自己来干,不选择外包,这种方式称之为「垂直化整合过程」。Musk 认为正是这种垂直的结构,是让火箭发射成本大幅缩减的关键环节。

他也对当下业界其他公司在这方面的保守僵化表示了愤慨谴责。「现在太空领域的公司往往把所有东西都外包出去,他们把项目外包,承包商再把项目分解给次级承包商,然后你就会发现你要打造任何有用的产品,往往下面有四级甚至五级承包商。每次项目往下分的时候,承包商都是要拿走利润的。这就是为什么成本高居不下的主要原因。"

SpaceX 没有这样的历史包袱,也不存在多大庞大的人员构成,SpaceX 事实上是从一张白纸的基础上设计并制造了 Falcon1 火箭的。而在这张白纸的背后,Musk 是自己在心里做过这样一道算数题的。火箭的构成是什么?如果它要飞到宇宙去,那么它的构成部份是太空级别的铝合金、加上一些钛合金、铜、还有碳纤维。那么进一步就可以再问了。这些材料在商品市场上的价格是多少?Musk 经过市场调研发现,这些材料的购买成本加起来,是一艘火箭造价成本的 2%!这个数字实在是太疯狂了! 所以 Musk 就想:既然物料成本这么低,我们为什么不能制造出来更加便宜的火箭呢?

从这样的想法出发,就决定了 SpaceX 绝不会是一家普通的公司,它没有以往公司所设立的庞大预算以及项目研发时间表。它是当今世界上极少数疯狂的投资人敢于涉足的项目, 而公司的所有研发运营资金全依赖于 Elon Musk 的个人银行账户。

在 2006 年前后,Musk 决定将「无人自驾驶技术」作为副项目来研发,PayPal 给他带来的财富中,有 7000 万美金都划拨给了 Tesla, 这样只给 SpaceX 留下了 1 亿美金。Musk 面对这 1 亿美金表示:这个数字足够让 SpaceX 发射火箭 3 到 4 次了。SpaceX 的目标只有一个,向世界证明,低成本地将物体发射到轨道上,这是可行的,是能够走进商业层面,惠及普通消费者的!

所以游戏规则就变得清楚起来, 如果 SpaceX 的三四次发射没有一次取得成功,那么这家公司就 Game Over 了。在那个时候,其实已经有几家私人公司在尝试着做 Space X 所做的事情,但几乎全军覆没,只有一家公司成功了,它就是 Orbital Sciences。

太空发射的难度可见一斑。

人们所理解的发射,似乎都是让火箭垂直升空,但其实它是被「扔」出去的,这是一条弧线,终使其进入近地轨道。

现实世界,火箭公司没有粗壮的胳膊,它凭借的是 7 层楼高的金属塔,有一个极度精密的机器要保证火箭以的海拔高度,以恰到好处的速度发射出去。

这还不是难的,让事情变得更加复杂是发射环境,这个「扔」的动作是发生在海洋性气候环境中,它的湿度非常高,而且里面天气不稳定,变数非常多。打个形象的比喻,就像是在流动的水下,用手以的方式把球扔出去一样。SpaceX 的汽车工程部负责人 Mark Juncosa 将火箭穿过大气的过程形容成这样子:「火箭就像是一根湿漉漉的面条,你将把它推向太空,它非常不稳定,你无法从火箭任何一点的飞行轨迹来判断接下来发生什么,你需要同时评估火箭上的好几点的运动状态。」

火箭的重量、速度、湿度较大的空气,各种因素都必须考虑进去。甚至是仪器上出现一点点的偏差就会让这次发射功亏一篑。

SpaceX 一路上走来尤为的艰难:

2006: 次发射—失败

2007: 第二次发射—失败

2008: 第三次发射—失败

这些失败全是都是由很小的偏差引起的。具体来说,一根腐蚀了的螺母在压力下稍微松动了,火箭上的液体晃动程度超过了预期幅度;在阶段中分离过程中,阶段的引擎关闭晚了一两秒钟。你也许把事情的 99.9% 都做对了,那就是因为那 0.1% 的偏差,火箭在空中爆炸。

其实这样的失败对于一般公司来说并不算什么大事儿,失败谁没有过呢?大不了后退一步,调整呼吸,挽起袖子,重新来过。但是 SpaceX 的机会只有四次,前三次都失败了,现在它只剩下了一次机会。

在 2008 年的 9 月 28 日,成败在此一举。SpaceX 成功了!它成为了人类历史上第二家完成此等壮举的私人科技公司!

同时,Falcon 1 也是人类历史上造价的火箭,所有成本加起来不过 790 万美金,它连业界的火箭造价的三分之一还不到。

NASA 投来了关注的目光,第四次成功发射已经成为了强有力的证明,在 2008 年的年末,NASA 找来了 Musk,表明想跟 SpaceX 签一份 16 亿美金的合同,帮助他们向 ISS 空间站进行 12 次运输任务。

Musk 的钱终于证明了价值,SpaceX 已经有了客户的关注,但是它还有更远的路要完成,星际殖民的征程已然拉开大幕!接下来我们将走进更加精彩的篇章,去看 Musk 在第二阶段如何大幅度地削减成本!

本文来源:Waitbutwhy 译文创见首发 由 TECH2IPO / 创见 花满楼 编译 转载请注明出处

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