簡介
在美國矽谷,有個年輕的億萬富翁名叫艾龍·馬斯科,他與人合夥創辦了PayPal網上付費機制,讓網上的消費者既安全又方便地付費,成為迄今最成功的網上付費方式。
2002年,他將PayPal轉賣給全球最大的網上商店——電子港灣(eBay),一舉賺了1.5億美元。如果用這筆錢投資房地產,這幾年他的資本恐怕已經翻倍了。但是馬斯科有無窮勇氣和創意,他用所有身家成立了一家私人太空發射公司,投資發展火箭。他的野心是經營太空貨運生意,近期目標是月球,遠期目標當然是火星,他要直接和美國太空總署(NASA)以及全球各國的太空發射中心搶生意。
發展歷程
1. 火箭可以用“可愛”來形容嗎
一個明朗的清晨,在美國加州的范登博格空軍基地,這個問題的答案是肯定的。在空軍基地,四周聳立著火箭發射塔,從1958年開始,曾經有幾十個巨大的、昂貴的火箭在這裡發射升空。但是這天,躺在這裡的確是個“可愛”的火箭,它的長度只有21.3米,和曾經推動阿波羅飛船上月球的“土星5號”火箭相比,“身高”只及其1/5。它的直徑只有1.63米,私下裡空軍基地的工作人員叫它“鉛筆”。
一般火箭通常有4到5節,可這個火箭只有2節;一般火箭以無鉛汽油為燃料,而這個火箭的動力是精煉煤油,成本相對低廉。那天,10多名工程師正圍著這小火箭進行發射前的最後檢查,換了其他大型火箭,光這項工作就要超過100名工程師參與,這個嬌小傢伙名叫“獵鷹1號”,很多人都覺得這名字多少有點誇張,“麻雀”或者“杜鵑”更合適。正是這個不起眼的小火箭,在未來有可能大幅降低發射軌道衛星的成本,也有可能挽救垂死的美國航天工業。
“獵鷹1號”是Space X 公司開發的第一支火箭,這家高科技公司3年前在加州成立,該公司的目標是“將運送630公斤重物資進入太空軌道的價格控制在670萬美元左右”,這個價格被業內同行斥責為“骯髒的”。相比之下,目前最便宜的價格是3000萬美元,是另一家小型火箭公司的報價,該公司生產的“飛馬座5號”目前是“獵鷹1號”最主要的競爭對手。當然,Space X已經開始研製容量更大的火箭,希望在未來有更大的運送能力,他們的最終目標是發射載人太空梭,該公司副總裁柯里斯驕傲地說:“憑我們現在的技術和能力,在10年內載人登月不在話下。”
在航天工業中,Space X幾乎是規模最小的那種公司,但是他們的野心著實不小,公司總裁和執行長艾龍·馬斯科曾經是矽谷紅人,現在公司所有資金都是他當年發的網路財。他解釋自己成立這家公司的目的是“解救人類於自殺災難”,他說:“60年前人類還沒有核武器,因此不難想像,60年後我們將有怎樣可怕的武器,人類毀滅地球是遲早的事情,最佳的解決辦法就是在火星上開闢第二生存空間,這樣億萬人就不用選擇自殺了。”要想在火星上立足,首先要登入月球這箇中轉站,另外大量衛星和太空物資需要被運送,這樣看來,太空發射行業的前景似乎是一片光明。
Space X有130名雇員,在加州洛杉磯市郊租用了4棟辦公樓,員工明顯分成兩類:從事技術和測試的是那些穿T恤和牛仔褲的年輕人,公司的首席測試工程師年僅23歲,胳膊上滿是文身;從事管理工作的人則西裝革履,這些人大多是從大公司挖過來的,例如波音或者洛克希德·馬丁,他們年齡大,態度嚴肅,對所有下屬“殘酷無情”,希望把大公司的嚴謹氣氛帶進來。
Space X的發展構想是完全商業化,在他們看來,類似波音、洛克希德·馬丁這樣的大公司,制度太死板,受到國防部管制太多,不能實現全面商業化,故而缺乏競爭力。很多業界專家認為,儘管年輕且缺乏經驗,Space X的發展方向是正確的,航天工業即將迎來一場革命,30年前,全球80%的火箭發射業務由美國承擔,時至今日還不到20%。目前,至少有30個國家具備發射火箭的能力,雖然Space X是業界第一家私營公司,但是今後私人公司承擔發射業務必然成為一種趨勢。然而,火箭畢竟是尖端科學,地球引力是巨大的,大氣層是厚實的,哪怕是最簡單的火箭,在大氣層中也有爆炸的可能。在Space X的試驗場地上,曾經有多少火箭爆炸墜毀!2004年,天才飛機設計師魯坦設計出“太空船1號”,並因此獲得當年的X大獎,但是“太空船1號”只能在亞軌道飛行,需要的能量僅是進入特定軌道的2%。要想向月球、甚至火星運送貨物,需要的不僅是幾個年輕人的勇氣,還有太多的不確定因素。
2. 艾龍·馬斯科今年只有34歲,已經成為擁有兩架私人飛機的億萬富翁,很多人不理解他為什麼玩火箭,他總是回答說:“我想學習如何讓財富縮水”。其實馬斯科有能力在海邊買下一座五星級酒店,一輩子享受陽光和雞尾酒,不用操心財富縮水,但是他驕傲地說:“玩過高科技的人不可能去玩這種低水平的東西,除非讓我接受大腦前葉白質切除術。”
馬斯科並非未曾經歷過貧窮,在南非出生的他隨父母來到美國,他的大學本科時光在加拿大安大略省的皇后大學度過,那時候他每天的生活費只有1美元。碩士階段他在美國賓州大學度過,1995年他被美國史丹福大學錄取,準備攻讀博士學位,但是就在入學後的第二天,他退學了,因為他欲著手開辦一家名為Zip2的軟體公司,1999年他將這家公司出售,成為年輕的百萬富翁,與他同年的很多斯坦福“校友”還未畢業,欠著一屁股學生貸款呢。之後,馬斯科創建了PayPal網上付費機制,被譽為最成功的網上付費方式。2002年他將PayPal轉賣給eBay,藉此成為該公司股東之一。目前《福布斯》估計他的淨資產是2.34億美元,若問他這個數字是否準確,他會聳聳肩說:“那要看對Space X估價多少”。
馬斯科之所以決定成立火箭公司,是因為他相信火箭技術本身的費用並不是那么高,而是相關領域的效率太低,導致成本高昂。其中最顯著的一個問題就是目前航天工業的高層近乎固執地沿用一些已經過時的硬體。另外傳統公司採用大團隊研製火箭,例如波音公司在研製“三角洲4號”火箭時,投入近1000名工程師。根據經驗,馬斯科認為,小型科研團隊工作效率和準確度要高得多。
從一開始,Space X的宗旨就是簡單,這樣既能保證最大的安全性,也能節省成本。“獵鷹1號”採用了全新的、節能型引擎,在過去30年裡,美國只研製出兩種火箭引擎,因而“獵鷹1號”的引擎設計是從一張白紙開始的。這種引擎的最大特色在於使用高純度煤油作為燃料,另外,它可以隨時關閉,這使得工程師在控制台上就能遙控關閉火箭引擎,而傳統的火箭引擎,一旦點燃後就不能“回頭”了。“獵鷹1號”火箭有兩節,分別配備兩個引擎,它的第一節採用硬殼式結構,由鋁合金製成;節間段和整流罩都由碳化纖維製成,降低了材料質量;第二節是罐結構,由鋁鋰合金製成。整個火箭的設計簡單到不能再簡單,即使這樣,整個設計時間還是歷時3年半,其間經歷了不少挫折。
“獵鷹1號”的一個大賣點是可*性高——它使用數量較少但性能高的引擎,以減少引擎出現故障的可能性。另外,由於是兩節火箭,只有一次節間分離(級間分離螺栓是雙重啟動,運用這種結構的火箭還未曾出現發射失敗),而且沒有捆綁式助推器,此舉能進一步保證高可*性。在關鍵電子設備方面,“獵鷹1號”採用冗餘設計,像是多備份的飛行用電腦,附加衛星導航系統,這些電腦設備原本只用在造價數億美元的超大型火箭上,裝備於“獵鷹1號”只為加強精準和安全。“獵鷹1號”還使用了以前極少用於運載火箭的一種控制系統,即在第一節點火後,火箭不馬上升空,而是要等到所有的推進系統及火箭上的其他系統被確認運行正常;如果發現任何不正常因素,火箭會自動安全關閉,並且卸載推進劑。在航天發射工業中,安全性實在太重要,不論發射的費用有多便宜,被發射到太空中的貨物肯定不便宜,一個衛星少說要幾億美元,若發射不成功,多半也就泡湯了。根據統計分析,在上個世紀80年代到90年代之間,20年中發射失敗的原因91%發生於火箭引擎、火箭分離和火箭機電系統。相關評估公司對於“獵鷹1號”發射失敗率的估計是2.8%,這是美國歷史上最低的。價格也是關鍵競爭因素,“獵鷹1號”的設計當然考慮到了成本,其80%的部件在設計時已經考慮重複使用。火箭的第一節裝載貨物,在進入軌道後釋放貨物並墜毀,負責推動主力的第二節火箭,在燃料用盡後將與第一節分離,“乘坐”降落傘落地,最終被回收利用,將成為目前除了太空梭外,惟一可以重複使用的升空設備。以往太空梭雖然可以重回地球,但是推動太空梭的3節火箭全部一次性報銷,至於發射衛星的火箭,也只能是“瀟灑走一回”。
3. 縱使工程設計接近完美,儘管耗費無數金錢和精力,“獵鷹1號”的發射並不像想像中順利。它的第一個貨物是一顆重量為19.5公斤的小型衛星,衛星由美國空軍學院的學生設計,將用於對空間離子以及它們對通訊系統以及GPS導航系統的影響進行研究,“獵鷹1號”必須將其送到500公里以外的近地軌道。 去年8月第一次準備發射時,范登博格空軍基地有另一支“重要”火箭要升空,兩者可能有衝突,“獵鷹1號”遇到大牌被迫延期。不願意等待的馬斯科索性下令將火箭運到馬紹爾群島的另一個發射地——奧梅列克島,準備在去年11月25日升空,誰知道在起飛前倒數10分鐘,馬斯科還是終止了發射程式,最初是一台電腦出現問題,後來又發現備用煤油入口設定錯誤,在校對時不少燃料揮發,由於補充燃料在當地的產量非常有限,要從夏威夷運送,只好把發射的時間延遲。從去年11月推遲到今年2月,“獵鷹1號”還沒有動靜。“獵鷹1號”發射不順利並不影響Space X的整體發展,獵鷹系列的其他 火箭已在緊鑼密鼓研製中,中型火箭“獵鷹5號”的第一節配備5個引擎,即便其中一個或兩個出現故障,火箭仍能正常運作。大型火箭“獵鷹9號”第一節就配備了9個引擎。無論是“獵鷹5號”還是“獵鷹9號”,每節火箭都能被重複使用,這大大降低了未來獵鷹系列火箭的發射成本。馬斯科希望“獵鷹5號”和“獵鷹9號”至少能被重複使用100次。所有獵鷹系列火箭都是在加州的一家工廠里生產、組裝的,當火箭被卡車送到發射現場時,已能直接升空。這是一種全新嘗試,以前,所有火箭都是在發射架上被工程師們精雕細琢建造的。
馬斯科的理想很單純:要開拓太空就必須把貨物運送到地球軌道,但是現有的航線費用太貴,所以他要開闢一條便宜的太空航線,運費僅是NASA的1/10。幾十年來,很多私人公司試圖經營類似生意,但是只有Space X初步上軌。失敗原因很多,一是技術不足,連串相關技術不能突破,單一技術不能成事;二是資金不足。馬斯科下定決心,即使最後要賣掉房子,也要實現自己的理想,一旦“獵鷹1號”最終順利升空,他將成為私人發射火箭第一人。