SpaceX憑啥能跟中美俄這樣的航天大國比？_風聞

為了寫這篇文章，上週末去航天院找我以前的小夥伴聊了下，他已經幹到了高工，擔任系統工程師，對火箭理解得非常深。不過正經事沒聊明白，有件事倒是很有啓發。

相信大家和我一樣，對SpaceX的實力感覺很魔幻，一個公司，怎麼就突然間和中美俄這樣的國家一樣，成了航天巨頭。

我那個小夥伴沒直接回答，給我看了下他和他13歲兒子最近在乾的事，他倆在家組裝了一個火箭模型。那個火箭儘管是個模型，不過正經火箭的那些部件一應俱全，什麼渦輪機，燃料罐，冷卻室，燃燒室，矢量噴口、通信單元等等，可編程可遙控。唯一的毛病是沒有燃料，不然真能飛起來。

這讓我很驚訝，因為在我印象裏，這些東西只有大學實驗室才有，我第一反應是他把航天院那些廢棄的東西拿回家給他兒子玩了。

他看出了我的疑惑，説他玩的那些零件，沒有一樣是從航天院拿回去的，事實上也不可能。

他説國內的某寶已經發展到可以買到所有的配件了，當然了，那些東西並不是給火箭用的，只是他們邏輯一樣，可以通用。然後把那些零件組合了一下，打磨了下接口，組裝在一起，就成了。關鍵是非常便宜，攢那些零件沒花幾個錢，還有不少是他在鹹魚上淘到的，更便宜了。他還説，他的同事和自己的兒子從某寶上買了各種配件，竟然拼了一架無人機（這個並不難，B站上就有相關視頻）。

他感慨地説，其實馬斯克做的事，跟現在他做的事差不多。

我的小夥伴在中國市場上能低價淘到火箭模型的部件，巴基斯坦人卻不行；

馬斯克能在美國市場上淘到低價的真火箭部件，其他國家的公司卻不行。

馬斯克最大的優勢，就是美國那邊火箭零件和材料隨處可以買到，而且那些零件非常成熟，故障率極低，還便宜，這種優勢在其他國家是沒法複製的。也正是因為有這種土壤，他那樣的天才才有發揮空間。

帶着這個理解，咱們再過一下SpaceX走過的歷程，不吹不黑，相信大家看完會有更深的體會。

1

 

很多人説起馬斯克，第一反應就是他是“商業航天”的領軍人物，甚至不少人以為他是第一個這麼幹的。當然不是了，在馬斯克之前，已經有不少人在幹商業航天了，只是普遍做得不咋地。

馬斯克從事火箭事業非常晚，大概在2001年，他賣掉PayPal前後那段時間，成了個沒啥事幹的億萬富翁，閒得沒事幹，去參加了一個民間組織“火星社團”，從那時候開始和航天結緣。

本來每次這類聚會都差不多，大家聚在一起暢想下未來，討論下行業動態，一起合影留念，各自開車回家。馬斯克加入之後，説是要去火星搞個温室種菜，大家覺得沒啥新意，幾十年前就有人這麼想了。出乎大家意料的是，他説要去俄羅斯買兩個火箭回來，下次火星離地球近的時候就發射（火星離地球近的時候5500萬公里，遠的時候4億公里），然後就去了俄羅斯。大家才發現他竟然在玩真的。

那趟旅程後來沒談成，據馬斯克後來説是俄國人沒誠意，看不起他，不想賣。而俄國人説恰好相反，馬斯克靈魂砍價，人家800萬美元一個火箭，他上來就説800萬兩個行不行，俄國人立刻不想聊了，覺得這人就是個混子，跑到莫斯科玩來了。

有個廣為流傳的説法是，從俄羅斯回美國的飛機上，馬斯克做了個Excel表格，把火箭每個零件都單列出來，然後標上價格，最後一算，發現火箭的原材料只有售價的3%。原來馬斯克竟然自學了《火箭推進原理》和《天體動力學基礎》。

其實對航天那個行業稍微有點了解，就知道這都是後來胡編的，科學和工程是兩碼事，工程和市場又完全是兩個世界。有點像一個大學教通信的教授，他通信技術原理知道的再熟，他也不一定知道具體那些通信設備賣多少錢。

航天業還有個麻煩，那些業務都是B2B的，也就是公司賣給公司，價格什麼的不會發到網上，不是業內人，很難知道報價。

後來有SpaceX非常早期的離職員工説，那個表格是馬斯克在一個航天發燒友的博客上下載的，那人以前是軌道科技公司的科學家，幹過採購，離職後一直在博客上給大家普及航天知識。

那個博客的核心思想，就是告訴大家航天業看着是個超級工程，其實和造汽車沒啥差別。甚至比汽車容易得多，因為零件少得多，而且那些零件絕大部分都是現成的，你只要買回來，組裝在一起就可以了。NASA為啥幹那麼差？因為NASA官僚主義人浮於事，幾十年屁事不幹，成天在那裏A4紙上雕花。

現在來看，這人多多少少啓發了馬斯克。

説這些，並不是想否認馬斯克的牛逼，恰好相反，其實大家混江湖時間長了，就能發現“方法”，“理論”，“思想”什麼的都不值錢，很多一事無成的人談起道理來也頭頭是道。

關鍵是敢選中一個方案，然後承擔風險，投資資金和時間一直走下去。馬斯克最離譜的地方，就在於他看見什麼東西，就敢大膽地去做，一邊做一邊學，總能在匪夷所思的地方闖出一條路。

從俄羅斯回來厚，馬斯克很快找到了對後來SpaceX起到最關鍵作用的一個人，也就是湯姆·米勒(Tom Mueller)。

這人是技術天才，從小迷戀火箭，大學畢業後進入了TRW公司，在公司負責火箭引擎的研發。他自己在自家車庫裏搞了一個80磅的火箭推進器，可以產生1.3萬磅的推力，被譽為世界上最大的由業餘愛好者製造的液體燃料火箭推進器。

馬斯克很快通過圈裏人找到米勒，跟他深入溝通後，證實了之前的想法，米勒既瞭解火箭，又瞭解拼火箭的零件所需要的價格，最後一拍即合。

馬斯克當時套現退出了PayPal，有兩億美元現金，他出錢，米勒負責組團。依賴美國成熟的商業航天產業，很快就招聘到了對業務很熟的工程師，這些人知道火箭需要什麼配件，也知道去哪買。2002年6月，SpaceX在洛杉磯上線了。

2

 

對於一個剛成立的小破公司如何在俄羅斯、波音、洛馬那樣的巨頭當中活下來，這事其實體現了馬斯克的真正洞見。

馬斯克在內部有過一個演講，他認為現在的那些超級公司，火箭運力是極度過剩的。

有點像現在市場上外賣小哥都開着卡車送貨一樣，每次都能送10噸以上的外賣，可是消費者望而卻步，因為他們只能支付得起半個燒餅錢的快遞費，來得到一份麻辣燙。

這就需要有人開發一種非常廉價的交通工具，小很多，單次配送便宜很多，每次送不了多少，但是非常靈活。你説那不就是個電驢嘛。

對，馬斯克開發的就是太空電驢。

國際上很多媒體公司，大學，甚至公益機構都想發衞星，衞星不值錢（便宜的衞星只需要五六萬美元），但是火箭非常貴，這就有點像麻辣燙不值錢，配送費超級貴大家沒法點餐一樣。如果搞一種便宜火箭，專門接這種被超級公司篩掉的單，也可以混下去，到時候一次發幾百個這種便宜衞星，也不錯。

恰好馬斯克又在美國，這個想法也就有了實現的可能性。也就是我們文章開頭説的那件事，為啥別的國家很難想象馬斯克那樣的公司呢？

因為沒有成熟的太空零件市場，你成立個公司，你想買零件和材料，你也買不到，如果全部自己手搓，一方面成本將會高到崩潰，另一方面零件沒經過迭代，穩定性也有問題，根本沒法用在火箭這樣對精度和可靠性有變態要求的產品上。

恰好美國那邊有極其成熟的市場，拼火箭就跟在中國拼衣櫃一樣，幾乎所有的零件都能買到，買不到的可以找公司定做，只要把需求描述清楚，就可以做出來。尤其是可以買到大量複雜的控制系統軟件，這些軟件如果自己開發的話，估計得搞到下輩子。

剩下的買不到的零件，原材料也可以買到，可以自己弄，大家要知道，那些太空材料在其他國家非常難搞到，不過在美國卻很容易。先在電腦上建模，然後用車牀和銑牀自己弄。

零件備齊後，再把這些零件整合在一起，反覆測試性能，這才是考驗工程師能力的時候。後來米勒也説當時出了無數問題，不過團隊裏的人都是火箭專家，一一解決了。

兩年內攢了個火箭發動機這事，讓國內的很多小夥伴自然而然地覺得馬斯克不可能有這樣的技術，肯定是NASA送的。其實如果瞭解美國，就知道根本不用那麼麻煩，直接買就行了，以當時馬斯克的體量，NASA看不上他。

可以説，馬斯克以大學生攢電腦的方式攢了一台火箭發動機。不過需要注意的是，剛開始那些零件都是買的，後來SpaceX壯大後，不斷優化每一個零件，自己做能省錢就自己做，完全不讓中間商賺差價，如今已經幹到了60%的零件自給（前幾年的數據，這兩年的數據沒查到）。

在馬斯克之前，各國生產火箭，都把火箭當成一個需要不計成本投入的東西，火箭上就應該用最好的，成本是最不需要考慮的。但是馬斯克不一樣，能用的前提下，能省就省，最招牌的就是把很多部件的太空金屬換成了不鏽鋼，能不省錢嘛。

最誇張的是，他們把火箭的計算機控制系統直接從1000萬美元幹到了1萬美元，最後還通過了NASA的驗收。這事聽起來像段子，不過確實是SpaceX的高級項目總監戴維斯自己説的。

馬斯克有個觀點，他認為，相同的零件，如果一個是車上的，另一個是火箭上的，肯定是前者穩定性和可靠性強，因為前者是經歷過無數消費者測試的，後者僅在極少數火箭上測試過。正是因為後者沒經歷過大量測試，所以才會堆疊大量的冗餘，導致價格高得離譜。讓他選，他就選前邊的。如果不是他確實這麼幹了，並且幹成了，估計所有人都覺得他腦子有問題。

計劃中這台“電驢版”火箭發動機起名叫“獵鷹”，來自《星球大戰》裏的“千年隼（Millennium Falcon）”，隼（這個字讀“筍”）和獵鷹一碼事，在英文裏都是Falcon。下圖就是獵鷹發動機：

2004年左右，馬斯克找到了他的第一個客户，也就是美國國防部想發一個小型衞星，其他公司的火箭都貴得離譜，於是找到了報價最便宜的馬斯克。馬斯克的火箭組裝得也差不多了，正在做最後的調試，於是欣然接單。

2006年3月24日，SpaceX開始第一次發射，不過這次發射很快成了個悲劇，火箭升空25秒之後就掉了下來，唯一的一枚火箭發動機也摔了個稀爛，好在國防部的衞星沒摔壞。用了一年才重新組裝了一枚，這枚表現非常好，一直上升，大家慢慢放下心來，然後又炸了。

這時候公司的錢只夠發射兩次了，如果再炸兩次，馬斯克的後半生倒沒啥問題，只是SpaceX肯定完蛋了。

重新組裝後，在大家望眼欲穿的關切中，火箭緩緩升空，然後又炸了。

SpaceX的員工懷着“明天就散夥”的心態又組裝了一枚，當時的資金只夠做最後一次發射。2008年9月28日，SpaceX最後一次嘗試發射，如果這次失敗的話大家就去投簡歷找工作。沒想到竟然成功了。

公司成立六年後，終於開張了。

3

 

不知道從啥時候開始，馬斯克有兩個大膽的假設，只要能攢出來一台火箭發動機，就可以攢九個，然後並聯在一起裝在一台火箭上。一台發動機的叫“獵鷹一號”，九台的叫“獵鷹九號”。只要今後工業化生產獵鷹發動機就可以了，這樣可以不斷提高可靠性，降低成本。需要大推力，就一直堆發動機，現在最大的獵鷹重型火箭，堆了29個火箭發動機。長下圖這樣：

把一堆發動機放一起，產生巨大的推力，這個解決方案好像明擺着的道理，可事實上火箭發動機並聯是一個世界級的難題。前蘇聯和美國曾經多次實驗，被炸到懷疑人生。太容易出問題了，畢竟十套發動機並聯，就像讓你連續十次投籃全中一樣非常難，隨便一個發動機出點問題，整個火箭就炸了。

所以那時候的方案是儘量不適用並聯，為了增加推力，就得把發動機不斷往大做，大力出奇跡，巔峯狀態就是土星五號那樣的巨無霸，接近40層樓那麼高，把人送上了月球。蘇聯也研發出了類似的N1火箭。這個火箭測試過4次，都炸了，本來想用這個火箭把人送到月球，最後也沒成功。

多説一句，很多小夥伴説那時候計算機和人工智能那麼弱，美國是怎麼做到在月球降落的，也不復雜，那時候沒有人工智能，可是有人啊，飛行員開着飛行器起降，經驗豐富的飛行員比啥芯片都好使。有點像日本的“迴天”魚雷打得特別準，因為魚雷裏塞了個人自殺式導航。

馬斯克的思路也很簡單，加了大量的檢測芯片上去，又設計了複雜的算法，一旦檢測到哪個發動機故障就把它停了，測試了幾次之後，基本已經成熟了。

此外還有那個火箭回收。

這似乎是明擺着的事，畢竟咱們出去上班，不會去一趟扔一輛車。可火箭重複使用在航天工程上卻是一件非常非常難的事，涉及回收中導航、姿態控制、熱防護、推力調整、高空橫向推進等技術難點，隨便點問題都可能導致火箭墜毀。

多説一句，為了讓火箭保持垂直下落，spaceX使用了柵格翼，前蘇聯研發的，咱們國家也在用，能增加飛行器的穩定性。也就是説，馬斯克不僅吸收美國的經驗，還廣泛吸收了全世界的經驗，下圖這個：

SpaceX從2012年開始驗證火箭回收的可行性，實驗了4年，摔了6次火箭，終於成功了。

由於不斷地降成本，SpaceX的獵鷹九號火箭單次發射成本約為6200萬美元（馬斯克私下表示還能賺30%），而其他航天公司的同類產品則需要1.5億到3.5億美元的發射費用。問題是SpaceX的成本還在急劇下降，重複發射次數越多費用越低，在火箭領域也是價格屠夫。

説到這裏，就有個問題，馬斯克這些招牌小妙招，包括發動機反覆使用和多發動機並聯，似乎是明擺着的事，初中生都能想得到，為啥在馬斯克之前，那些公司都不去做呢？

其實並不是想不到，也不是不想做，而是成本和風險，尤其是風險，會壓垮所有官僚組織的創新意願。

大家幹過研發就知道，任何創新都是反覆試出來的，火箭更麻煩，炸出來的。馬斯克的公司炸了四次他們要崩潰了，炸五次就要倒閉了。如果在一個官僚化的組織裏，炸三次領導就別幹了。

所以以前那幾個大公司，比如波音和洛馬一起成立了一個ULA，還有歐洲的ILR，這些體系裏每個領導都支持創新，都支持鋭意進取，可是任何創新都需要支付大量的成本，還有可能失敗，失敗了就得追責。領導又不傻，好不容易爬上來，眼看就要安穩高位退休了，為啥要去做高風險操作？

所以歐美航天也進入了“老頭政治”狀態，整體處於半停滯狀態，計算機和半導體這些年大爆發之後，那些老頭們卻極度抗拒把這些新技術應用到火箭上去，他們只接受自己年輕時候的東西，所有新東西他們都抵制，再説了，萬一自己批准的這些項目出了事怎麼辦？

所以巨頭堅決不研發新型發動機，上世紀90年代最後一台RS-86之後，美國就沒有新型發動機了，可以看作是整個航天業都進入了老年狀態。洛馬的明星產品“宇宙神V”和軌道科技的金牛座火箭，使用的都是俄羅斯的火箭發動機RD-180，沒啥原因，就是便宜而且穩定，不會出問題，官僚系統最怕出事，每次出事就會有人掉烏紗帽。

大家都這麼想，大家一起不進步，一起心安理得騙NASA的經費。

所以很多人説SpaceX是NASA親兒子，其實不是，波音和洛馬合作搞出來的那個ULA才是，只是NASA對這個親兒子越來越失望，也沒辦法。所以SpaceX以極低價格給國防部發了一顆小衞星後，NASA開始注意到這個小公司，並且一直在暗中觀察。

到了2008年12月，馬斯克因為現金流耗盡，徹底山窮水盡，天天在那裏糾結應該關閉特斯拉還是SpaceX。NASA送來了16億美元的大單，今後由SpaceX負責向國際空間站送物資，從此以後SpaceX徹底活了。

比較搞笑的是，馬斯克這人非常難相處，跟他相處過的人大部分極度討厭這人，他的前妻、同事，絕大部分對他沒啥好感，大家記得前文説的SpaceX最早期的元老米勒吧？後來也跟他分道揚鑣，特斯拉的創始人也被他趕了出去（馬斯克是投資人，後來成了CEO）。挽救SpaceX的美國新任航天局局長，曾經差點成為了SpaceX的聯合創始人，買賣不成仁義不在，也跟馬斯克關係非常差。

局長本來想看着SpaceX進墳墓，不過後來NASA官僚們一起進言，説SpaceX如果真死了，今後就只剩ULA一個傻兒子了，這個傻兒子自己不研發，一直在買俄羅斯的火箭發動機，沒救了。局長反覆權衡後，最後選擇了給馬斯克訂單。

4

 尾聲

很多人一直在探討中國和spaceX到底有沒有差距。

這個其實沒啥可説的，確實有差距，而且不小。這一點大家可以看看咱們國家的一些院士們的説法，還是挺清楚的。

上文也説了，SpaceX看着是個民營公司，其實背後是美國積累幾十年航天工業的土壤。我們發展的時間太短了，而且經費投入也沒法比。

NASA大約有40年是躺着的狀態，但是航天相關的那些領域，比如控制、材料、化學、通信等領域的發展並沒有停滯，反而依賴全世界人才流入，發展的特別快。

有點像諾基亞和蘋果的關係。在諾基亞停滯那些年，製造一台iPhone的技術已經全部成熟，是喬布斯把那些技術放到了一台手機裏。馬斯克也是一樣的，技術一直在前進，但是NASA和其他科技巨頭都停滯不前，馬斯克把最新技術重新整合了一下，塞進了火箭，經歷了一段時間低谷後迅速打垮了那些停滯不前的前輩。

其實大家去問問航天領域的人，就發現他們普遍對馬斯克並沒有多少惡感，普遍的看法是，馬斯克讓這個領域重新年輕了起來，又回到了美蘇冷戰那時候，每隔一段時間就有點新進展。

此外還有更實際的考慮，迫於SpaceX的壓力，國內是不是需要上馬新項目，有新項目就會提拔新人，增加經費就會給大家漲工資。可以説，特斯拉是汽車領域的鯰魚，SpaceX是太空領域的鯰魚。

此外還有不少人在爭論“民營航天”應不應該搞，爭論這個一點道理都沒。大家想想，如果我是個億萬富翁，有個航天夢，想招募幾個牛人去搞點研發，替國家分擔下科研壓力，解決一些高薪就業，就算成不了，也不用花納税人的錢，做成了成果是社會的，沒做成成本是我自己的，錢賠完我自己倒閉，我就問你，有啥道理不支持？

開放民營，某種意義上講就是讓民間有想法的大神用自己的方法去試試，國家啥也不用做，只需要把他需要的東西賣給他就行了，多贏。

這一點上國家想得很清楚，2014年已經開放了准入門檻，已經有民營企業開始搞了，今後我們也是兩條腿走路，政府和民營一起發力。

所以説吧，也不用成天擔心馬斯克比咱們強，沒必要，他試過的路徑我們也可以走，而且宇宙很大，不至於他進去了咱們就沒機會了。

而且咱們國家的航天事業一直髮展得非常穩，只是前期投入不足，還有些官僚主義，人才也跑了一些，今後投入跟上了，充分尊重人才，很快就能做得非常好。