硅谷企业家的埃隆·马斯克最近逢人就说,他要在火星退休。他不是开玩笑。走进SpaceX在加州霍桑镇的工厂,1500个工程师正在为这个目标努力着。门边挂着的是一幅巨大的火星照片。在这个巨大的前波音747制造工厂里,停放着猎鹰9号火箭以及胶囊状的太空船,他们称之为“龙飞船”。按照计划,龙飞船应该在今年2月初携带物资被猎鹰9号火箭送上国际空间站为其补充给养,因为需要更多的准备被推迟。毕竟这将是私营公司飞船首次与在轨实验室对接。
这是SpaceX与美国航空局(NASA)签订的16亿美金合同的一部分,马斯克已经签好了超过30多个价值共30亿美金的合同。最近,他们把龙太空舱内部细节图放上网站供人浏览。这个胶囊状容器的终极目的是载人,以相对低廉的成本来往太空和地球之间。
“最快在10年内,我的飞行器就有能力将乘客送上火星。最坏的情况,15-20年也够了。”马斯克在今年四月接受华尔街日报采访时,严肃地说。
SpaceX是2002年由他创立的一家私营太空探索技术公司,在此之前,他已经创立了全球最大在线支付平台“Paypal”和纯电动汽车独立制造商Telsa Motors。这三家公司目前都运营良好。
这个亿万富翁挑战太空的故事足够“好莱坞”,扮演电影《钢铁侠》中亿万富翁和天才发明家托尼。斯塔克(Tony Stark)的小罗伯特。唐尼向导演建议,要演好这个人,最好是和埃隆。马斯克坐下来聊聊。马斯克所过的,就是斯塔克的真实人生。
横空出世的太空挑战者
在2002年1月的一天,马斯克正躺在里约热内卢的一片海滩上晒太阳。那年他30岁,Paypal眼看就快上市了,在这家他1999年创立的公司里,他是最大的股东。他并没有在人群里悠闲地穿来穿去,跟人玩球或是打情骂俏。他的手边摆着一本严肃得不像是度假该看的书:火箭推进基本原理。
马斯克在大学曾修过物理学,但他并不是个火箭专家。一年前,他策划了一个叫“火星绿洲”的项目,计划将这个小型实验温室降落在火星上,里面有在火星土壤里生长的农作物。不过当他发现发射成本比这个项目的研发和工程成本都高很多的时候,他暂缓了这个项目,决定先把自己变成火箭专家。
后来Paypal并没有上市,2002年10月,ebay用15亿的股票收购Paypal,马斯克拥有其中11.7%的股份,约合3.28亿美元。在那之前的四个月,他就成立了SpaceX,旨在研究如何降低火箭发射成本。可以说,在拿到这笔钱之前,他已经想好怎么花了。他立即在SpaceX里投了1亿美元,雄心壮志是将发射费用降低到商业航天发射市场的1/10,并计划在未来研制世界最大的火箭用于星际移民。
马斯克带着几亿美元去各大航天公司去兜售他的想法。结果,技术精英们一呼百应,包括美国最大的引擎制造商TRW的液体推进器专家Tom Mueller,世界上没有人制造过比他的更大的发动机引擎;波音公司的Tim Buzza,他在那里当了15年的“Delta”火箭测试主管;麦道飞机公司里主持“大力神”火箭的结构设计师Chris Thompson。
Chris Thompson回忆说:“那天暴热,气温达到了40几度,马斯克打电话约我见面,两小时以后我意识到,这是一个梦想成真的时刻,大公司里永远都不会有这样的机会,我要是不立刻行动,将来老死了躺在棺材里我都会跺脚后悔的!”
与美国西南航空公司、戴尔公司等著名的创新者一样,SpaceX公司的成功也是开始于一系列成本非常低廉的小改进。在加州地区55000平方英尺的SpaceX公司总部,每个人都在为制造火箭忙碌着,这里没有庞大的开发试验室,没有一大群博士,也没有政府津贴。他们大量采用了成熟技术和成熟设备,SpaceX公司目前的主力发动机灰背隼1至关重要的喷注器来自于阿波罗计划登月舱下降段发动机,发动机整体设计也源自TRW公司,TRW公司的核心设计师Tom-Mueller离开TRW担任了SpaceX推进部门副总裁。
在他们的猎鹰1号运载火箭上,并没有很多专利,科学家们不在乎,只要火箭能飞就行。火箭用的主发动机也不是21世纪的最新设计,而是1960年代的老古董,只有一个燃料喷射器。它很老,但很可靠。
在SpaceX,任何古怪的省钱办法都会受到追捧,只要是有效的。比方说,他们没有买新的经纬仪(用来跟踪火箭轨道的一种仪器),而是从ebay上买了一个二手货,省下2万5千美元。猎鹰1号的第一截按设计是部分可回收的,会降落到海里。雇一个专业的火箭打捞公司要25万美元,但也有能处理敏感设备的商业打捞公司,一家叫tug-and-barge的公司同意打捞火箭残骸,只要6万美元。
SpaceX的雇员把自己从火箭科学家的思维中解脱出来后,他们会从许多奇怪的地方寻找灵感。Thompson曾经开车经过送奶卡车,他突发奇想,能不能用这些盛牛奶的大罐子盛燃料呢?这些都是批量生产的东西,都很便宜,而且出故障的并不多。难道我们不能用类似的东西吗?他约了制造商见面,虽然最终意识到不可行,但确实存在这种可能性。
NASA为了支持私人企业发展航天事业,十分慷慨。NASA开放了“阿波罗计划”的部分技术,以便SpaceX能够按任务需求和总体设计研制合适的火箭发动机,NASA还允许他们使用测试台架。美国空军也给他们提供了测试场地。
猎鹰1号火箭前三次的试射都失败了,第四次试射终于成功。猎鹰1号的使用费是600万美元,它最接近的竞争者,科学轨道公司的飞马火箭,使用费是2500万美元。
2010年12月8日,SpaceX的猎鹰9号火箭成功将“龙飞船”发射到地球轨道,这是全球有史以来首次由私人企业发射到太空,并能顺利折返的飞船。整个宇航界为之震动。
根据NASA的计划,当美国所有航天飞机2011年退役以后,将依赖像SpaceX公司这样的私营公司将物资补给送入国际空间站。SpaceX公司已经与美宇航局签署了一份价值16亿美元的合同,为国际空间站上的美国宇航员提供12次补给任务。单次费用为1.33亿美元。而其商业竞争对手——轨道科学公司也与美宇航局达成了价值19亿美元的合同,提供8次补给任务。单次费用超过2亿美元。
今年五月,马斯克在网站的更新页面上发布一封信件,题为“为什么美国可以击败中国:SpaceX公司费用的事实”,他在文章中提到《航空周刊》的报道,中国长城公司承认他们无法与SpaceX在价格上竞争。
猎鹰9号火箭的标准发射费用为5400万美元,美国当前垄断大中型载荷发射市场的联合发射联盟(ULA),2012财年发射费用大幅度上涨30%,平均每次发射4.35亿美元。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,即使是廉价的中国长城公司的长征三号乙火箭,发射费用也到了6000万美元以上。
马斯克认为,SpaceX在设计生产中进行了高度垂直集成,随着时间推移发射价格还将进一步下降,且SpaceX的火箭被设计为可回收利用,尽管还没有真正回收过,但未来未必不可能。“如果能恢复猎鹰9号火箭的第一部分的话,那么只需建造出每次花20万美金就能重复使用的火箭推行器就能发射飞船上太空了。”他对华尔街日报说。
“除非有人发明了一种可以重复使用的火箭,否则人类将永远局限在地球上。”他说。“这是使生命存在仔多个星球上关键的革新,我曾经在下午3点的时候在房子里踱步,试图找出怎样使猎鹰9号重复使用。”他绕着他的休息室转,觉得他可以。
“你可以拥有一辆很便宜但是很稳定的汽车,同样,这个规则也适用于火箭。”