甲方乙方借雞生蛋！SpaceX發展與美國政府支持_風聞
大眼联盟-昨天 12:13
美國太空探索技術公司（SpaceX）2002年成立，2006年就進行火箭首飛（不過未能成功），2008年獵鷹1運載火箭首次成功發射，2010年成功實現獵鷹9中型火箭首飛。2012年，SpaceX 公司開始進行垂直起降複用技術飛行試驗，2015年獵鷹9火箭首次完成陸地回收，2016年實現獵鷹9火箭的海上回收。2017年，SpaceX公司不僅完成了其首次軍事載荷發射任務，還首次實現獵鷹9火箭複用並且成功完成18次發射任務，佔美國全年發射數量的2/3，一躍成為美國最重要的發射服務商。2018年SpaceX公司又實現了獵鷹重型火箭首飛，完成了同一枚火箭一子級的第三次發射，且發射數量也再度實現突破，達到了21次。
▲SpaceX公司火箭技術發展歷程
在十幾年的時間內，從零起步的SpaceX公司能夠如此快速發展，從一家名不見經傳的新興企業，到能夠和處於壟斷地位的傳統發射服務商相抗衡，除了自身在技術方案、設計理念和管理方式上的創新，以及公司創始人艾隆·馬斯克的貢獻之外，政府所發揮的作用也不可忽略。尤其是考慮到航天發射和國 家安全的密切關係，政府的影響就顯得更加突出。
SpaceX公司從政府獲取的支持可以分為兩類：一類是實實在在看得到的顯性因素，包括資金、技術和基礎設施等；另一類則是隱性因素，並不是政府直接提供的支持，而是通過長期建設和引導，為SpaceX公司發展提供了良好環境，主要包括政策制度、人才積累以及工業基礎。
資金支持
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SpaceX公司從美國政府得到的各類項目經費高達80多億美元，對於目前200億美元左右的公司估值而言，政府在資金方面對於SpaceX公司的影響不言而喻。美國政府為SpaceX公司提供的資金支持包括系統研製經費和服務採購經費，來源主要是美國宇航局（NASA）和空軍。其中，美國宇航局提供的資金總計大約為72億美元，美國空軍提供的資金大約為9.6億美元。
▲2015年艾隆·馬斯克陪同美國時任總統奧巴馬參觀公司位於卡納維拉爾角的發射設施
創業初期，SpaceX公司連續經歷3次發射失利，陷入重大危機。然而，美國宇航局主導開展“商業軌道運輸服務”計劃（COTS）為其帶來了轉機。SpaceX公司利用獵鷹9火箭+龍飛船的組合方案獲得了美國宇航局的支持，得到了接近4億美元的資金支持，遠高於公司當時得到的商業投資。之後，SpaceX公司又從該局和空軍得到了各類發射合同，總價值達到45.1億美元，按目前獵鷹9火箭6200萬美元價格折算，大約相當於73次發射任務。相比於商業公司的訂單，政府的訂單才是SpaceX公司運營的支柱。
▲SpaceX公司憑藉獵鷹9火箭+龍飛船的方案得到美國宇航局COTS計劃的支持
儘管SpaceX公司一直在描繪和宣傳火星移民的願景，但是所需的資金並非SpaceX公司能夠獨立承擔的。因為載人航天系統對於安全可靠性的嚴格要求，必然會導致系統研發成本的急劇上升，因此SpaceX公司在“商業乘員計劃”中從政府得到的資助達到31.44億美元，是COTS計劃的8倍。如果沒有美國宇航局的支持，很難會有商業資金為SpaceX公司提供支持。畢竟，當前載人運輸系統的商業應用前景遠沒有商業衞星發射需求那麼明顯。而沒有載人航天發射能力，SpaceX公司的願景就成了幻景。
▲SpaceX公司從政府得到經費
隨着技術和產品越來越成熟，以及商業市場的穩步發展，SpaceX公司未來對於政府訂單的依賴可能不像創業初期那樣嚴重。但對於政府而言，能夠用更低的價格採購到發射服務，肯定還是會樂意使用SpaceX公司的產品。
另外，SpaceX公司為實現載人登火的遠期目標，正在開展大獵鷹火箭 （Super Heavy Starship）的初期研製工作。但受制於公司資源有限，主要精力投入到了載人型獵鷹9火箭以及獵鷹重型火箭上，“大獵鷹”的進展非常緩慢。於是，SpaceX公司在2017年又明確表示希望BFR項目得到政府的經 費支持。
從上述內容可以看到，SpaceX公司在新系統研發階段非常依賴於政府資金，如果僅僅依靠公司自籌資金，遠達不到今天的成就。
技術支持
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相比於資金幫助，SpaceX公司從政府得到的技術支持更是促進其快速發展的關鍵因素。根據美國宇航局最新的航天法案協議清單，目前美國宇航局和 SpaceX公司之間簽訂的航天法案協議中，有10項是由美國宇航局為SpaceX公司提供技術支持，涉及的技 術領域包括運載火箭研製、發動機建模、增材製造技術、乘員艙顯示和控制技術、衞星再入分析、航天器結構的表面化學和材料分析、載人飛船試車監控所需的協調激光光譜技術等。
▲重型獵鷹火箭從LC-39A發射工位起飛
另外，在“商業軌道運輸服務”計劃和“商業乘員計劃”下，雙方簽署的協議也明確表示，美國宇航局會給 SpaceX 公司提供必要的技術支持，而且相關技術成果和專利的所有權一般都屬於SpaceX公司。一方面，通過提供技術支持保證SpaceX公司的航天運輸系統研製計劃；另一方面，將技術成果劃歸為公司產權，促進技術的商業應用。
▲SpaceX公司在美國宇航局斯坦尼斯航天中心進行“猛禽”發動機預燃器的試驗
從上述內容可以看到，SpaceX公司在火箭、飛船、衞星等各個方面都得到了政府的技術支持，這對於公司快速發展起到了非常重要的促進作用。
設施和服務支持
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基礎設施是SpaceX公司從美國政府得到的另外一項直接支持，主要包括髮射設施和試驗設施。
從2007年開始，SpaceX公司陸續租用了美國空軍的SLC-40、SLC4E、SLC-4W、SLC-13四個發射工位，以及美國宇航局的LC-39A發射工位（此前用於土星5號火箭和航天飛機的發射）。通過租賃方式得到上述設施的使用權之後，儘管 SpaceX 公司需要進行大量適應性改建，但是相比於完全自建發射場，租賃方式更加經濟，而且最重要的是能夠利用空軍和美國宇航局提供的各類支持服務。以肯尼迪航天中心LC-39A為例，SpaceX公司在租賃發射工位之後，還能夠使用肯尼迪航天中心的發射控制室、有效載荷處理設施、發射遙測和通信服務、推進劑及處理服務、地面支持設備等發射相關的設施和服務，以及發射組織、操作、安全等方面的流程支持，甚至於火警、應急服務和媒體支持等方面的輔助支持。因此，政府為SpaceX公司提供的不僅僅是場地和設施，相關的配套服務都能夠得到保障。
在試驗設施方面，SpaceX公司主要是充分利用美國宇航局所屬幾個中心提供的支持，其中斯坦尼斯航天中心為其提供了發動機試車設施和技術支持，白沙試驗設施為其提供危險物品方面的試驗、分析和培訓，格林研究中心為其提供電源試驗方面的支持，戈達德飛行中心為其提供無線電（射頻）試驗方面 的支持。在系統研製過程中通過借用政府的試驗設施，SpaceX公司不僅得到了專業的技術支持，也避免了自建和維護設施的沉重負擔。
政策制度支持
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航天發射涉及國家安全，具有一定的敏感性，商業公司能否順利運營非常依賴於政府出台的相關政策法規，而美國政府已經相對完備的規章制度體系成為促進SpaceX公司快速發展的最重要的隱性因素。
▲SpaceX公司從航天領域內老牌公司吸納人才
▲美國在商業發射領域已經形成了較為完善的政策法規
在頂層政策方面，美國1988年更新《國家航天政策》，將航天分為“軍事航天”、“民用航天”和“商業航天” 三部分並沿用至今。此後在1996年、2006年、2010年以及2018年的《國家航天政策》中都明確提出鼓勵商業航天發展。而在2013年出台的《國家航天運輸政策》中，更加具體地指出要鼓勵商業航天公司研製和發展近地軌道航天運輸系統，將國際空間站的運輸服務交由商業公司競爭，先通過政府服務需求的牽引和帶動，提高美國競爭力，繼而在國際商業發射市場上爭取更多份額。
▲SpaceX公司的載人“龍”飛船在美國宇航局的“商業乘員計劃”下得到了更多經費支持
在具體法規方面，美國在1984年發佈《商業航天發射法案》，簡化保險政策和商業發射許可制度，鼓勵開放政府航天技術和設施，促進美國私營部門參與商業航天發射活動，奠定了商業發射的政策基礎。之後，又歷經1988年、2004年和2010年三次比較重要的修 改和完善，對於責任賠償、發射安全、發射場運營、試驗許可、太空旅遊、太空廣告等細節進行補充和修訂，不斷充實法案細節。
在實施細則層面，聯邦航空管理局的商業航天運輸辦公室作為航天發射活動的具體監管部門，負責受理發射許可申請等工作，依據《聯邦規則法典》 第14編第3章“運輸部聯邦航空局商業航天運輸”中針對申請流程和規則進行了詳細的規定，對申請內容進行審核，確定符合規定後，為發起申請的公司提供發射許可或其他類型的事項許可。
▲SpaceX公司在乘員艙內的顯示和控制技術研發上得到美國宇航局支持
由於美國在航天發射領域已經形成了相對完備的政策制度體系，SpaceX公司作為一個新興商業發射服務公司只要遵循設定好的規則，也能夠快速適應體系，順利開展運營。
▲SpaceX公司希望其“大獵鷹”的研製也能得到政府的支持
人才和工業基礎支持
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美國的航天領域經過數十年的發展，尤其是政府主導開展的阿波羅登月計劃、國際空間站以及航天飛機等大型項目，對提升技術水平和夯實工業基礎起到了極其重要的作用，同時也形成了具有一定規模的專業人才隊伍，和能夠提供成熟技術的專業公司。航天領域的新興公司在創業時，不僅能夠聚集到眾多具有豐富經驗的航天人才，還能夠從市場中購買到較為成熟的航天產品。另外，隨着航天技術的應用領域和範圍不斷得到拓展，尤其是航天技術向民用領域的轉化延伸，進一步促進了技術的成熟化，對於降低航天技術的成本也起到了非常大的推動作用。在上述背景下，政府通過航天領域內長期的耕耘和積累，在人才和工業基礎方面為SpaceX公司提供了隱性支持。
▲航天飛機等大型項目和計劃促進了工業基礎的發展
截至2018年底，SpaceX公司員工人數已經從最初幾百人的規模增長到了大約7000人左右，更重要的是其主要負責人都具有豐富的航天背景和經驗。公司總裁格温·肖特維爾最初在“航空航天公司”負責軍事航天技術研發活動，之後又在“微觀世界公司”負責運載火箭業務的商業運營和開發。推進系統的負責人湯姆·穆勒是世界知名的火箭發動機設計工程師，具有非常豐富的火箭發動機工程經驗，此前曾在美國TRW公司擔任液體火箭發動機部門的負責人。試驗和發射負責人蒂姆·巴扎，曾在波音公司工作過15年時間，擔任過德爾塔4火箭一子級的項目試驗主管。高級副總裁蒂姆·休斯，曾在美國眾議院分管航天領域的“科學技術委員會”中擔任重要角色。改進型一次性運載火箭（EELV）客户辦公室（負責軍方客户）的主要負責人馬弗·範德·維格，曾在聯合發射聯盟公司（ULA）和洛·馬公司負責政府客户管理。可以看到，SpaceX公司從航天領域內的老牌公司中吸引了眾多精英，利用這些人才自身積累的經驗和資源，促進SpaceX公司的快速發展。
運載火箭和航天器作為終端產品，需要下游產業提供材料、工藝、設備和其他各類技術服務支持。例如，SpaceX公司現在需要外包的工藝流程超過89項，而在其供應商清單中有超過200家公司能夠滿足SpaceX公司的要求。這些能夠為運載火箭和航天器廠商提供技術服務的公司並非是跟隨SpaceX公司興起而突然出現的。作為承載航天產業的重要工業基礎，這些下游公司主要是依靠美國政府此前主導的大型航天項目發展起來：在阿波羅計劃下，土星5號火箭的二級承包商已經超過了330家；航天飛機的主要承包商達到了320家；參與獵户座飛船和航天發射系統（SLS）重型火箭項目的主要承包商超過了1400家。正是得益於大量下游公司參與到政府大型項目中並積累經驗和基礎，為SpaceX公司這類新興航天公司的起步和發展提供了良好的環境。
從上述幾個方面可以看出，SpaceX公司的成功不是一種偶然。它是美國航天產業逐步成熟之後，在政策、產業、人才等環境因素的促進下，在政府給予合適的資金、技術和基礎能力方面的支持下，再加上自身不斷創新實踐的結果。
本文原載於《太空探索》2019年第3期，作者為楊開