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把 SpaceX 的猎鹰 9 号回收火箭比作一支铅笔，那么从辐照到复返的时期难度，绝顶于让铅笔飞过 453 米高的帝国大厦头顶，然后精确落到唯独鞋盒大小的着陆点上。

接替猎鹰 9 号的重型运送系统星舰，建议了一个更极限的宗旨：用一对筷子紧紧夹住这根小小的铅笔。

若是机械臂稳稳接住鞭策器，就能减少火箭零部件着陆时的毁伤，火箭在疏忽援助和补充燃料后，不错赶紧复返职责岗亭，提升辐照效果。

2023 年开动星舰试飞后，SpaceX 的前三次试飞以两次爆炸一次失联收尾。本年 6 月的第四次试飞，星舰漂荡一小时后在海面驱散"软着陆"。

本年 7 月的采访中，马斯克就信心统统地预言第五次试飞有很大契机成效，因为"咱们并莫得回击物理学"。

物理学答复了马斯克。10 月 13 日，星舰的第五次试飞中，雄壮的机械臂成效夹住了火箭的助推器 Super Heavy ——高度为 69 米，直径为 9 米，空重 200 吨，满载重 3600 吨。自此，东谈主类的航天史进入了新的章节，"天际公交车"不再是驴年马月的离奇乖癖。

2023 年全年，SpaceX 成效完成了 98 次火箭辐照，占全世界总辐照次数的 44%；这 98 次任务辐照了 1984 颗星链卫星、将 1600 吨灵验载荷奉上了既定轨谈，占大家灵验载荷的 80%。

按照彭博的说法，2024 年 SpaceX 有望在火箭辐照和星链业务上赢得 90 亿好意思元收入。

对于 SpaceX 的愿景和驱散旅途，明白记录在 2011 年 5 月马斯克发表的一封名为《The facts about SpaceX Costs》的公开信中 [ 2 ] ，13 年曩昔，绝大多数内容依旧灵验：

·完全可复用的运送器是航天产业的耐久宗旨，在驱散宗旨前，SpaceX 不会知足于现时的逾越。

·大家领域内，唯独 SpaceX 将辐照用度公开在网站上。SpaceX 的订价不是为了霸占市集份额，也不是用廉价"素质"市集后提价，而是通过更始慑服国外的廉价劳能源。

·跟着时期的推移，SpaceX 的阐述会越来越好，价钱会越来越低，这是通盘科技门类的发展限定。

最佳的零部件是莫得零部件

航天辐照约莫由两个部分构成：运送火箭和送进天际的漂荡器（卫星、空间站、深空千里镜等）。

运送火箭是漂荡器逃离地球的能源来源。在东谈主类不算长的天际探索历史中，运送火箭一直是一次性粉碎品。完成运送任务后，它会跌入大气层废弃。

类比民航业，就像一架把乘客运到宗旨地后，坐窝原地坠毁的飞机。

有去无回的一级运送火箭会占据辐照老本的 50% 以上 [ 6 ] ，莫得任何买卖机构能承担这样的老本。因此，天际辐照只可由政府财政买单，交由特定的承包商承担辐照任务。

马斯克的想路其实很疏忽：让火箭不错重迭辐照，同期将火箭作念的尽可能大，一次运送富足多的东西，每公斤的运送老本就能极大摊薄。

这个想路的第一个产物不是星舰，而是 NASA 的"航天飞机计较"。航天飞机的遐想初志亦然为了驱闲暇射系统复用，但想路是依靠空气能源学——这便是为什么它长得像飞机。

但在航天飞机移时的生命周期里，其安全性一直饱受质疑。挑战者号和哥伦比亚号齐阅历舛错事惨事，屡次事故后，保守意志在 NASA 昂首，毕竟没东谈主但愿看到宇航员的生命和征税东谈主的钱在半空中炸成碎屑。

上图：挑战者号升空 73 秒后在空中爆炸

下图：哥伦比亚号复返大气层时解体。两次事故变成 14 名机组东谈主员全部受难

另外，航天飞机天然驱散了"可复用"，但并莫得处治老本问题。

航天飞机步地领有卓绝 650 个设施，120 多万台开辟，雇用了 5000 多名职工。除此除外，全好意思有 1200 多家供应商为该步地服务。

如斯雄壮的干涉后，航天飞机向低地球轨谈运送的增量老本依然高达 4.09 亿好意思元；按照测算，送往国际空间站的每公斤货色，运脚高达 27 万好意思元。

作为对比，SpaceX 每公斤运脚约为 1410 好意思元，其他买卖航天公司最机诈达到 5000 好意思元。

马斯克赞同火箭复用的构想，但他合计，既然空气能源学的想路照旧被历史证伪，SpaceX 就要从根柢上篡改，一种被合计离奇乖癖的火箭回收方式摆上台面：能源垂直回收。

顾名想义，能源垂直回收不依赖机翼滑翔，而是发动机屡次点火放慢鼎力出遗迹。这种无损着陆方式在月球、火星等深空探索里照旧用过，但很少有东谈主想把它用在地球上。

地球不仅有更大的重力、剧烈的大气摩擦，还有宽绰的生命举止区域与复杂的国界地形，这导致能源垂直回收在地球最大的应用场景是科幻电影，马斯克是第一个试图复现科幻电影的东谈主。

2021 年 NASA 的火星探伤车"坚硬号"成效着陆

当今，SpaceX 的猎鹰 9 号是世界上唯一驱散大限度重迭使用的火箭，其回收时期照旧绝顶进修。但马斯克合计猎鹰 9 号的起落架耸立降落有计算老本如故太高，干脆径直用筷子夹住助推器。

星舰系统配备了 33 个助推器发动机，大致将卓绝 100 吨的灵验载荷送入预定轨谈，这一数字是猎鹰 9 号的 5 倍。马斯克合计，终有一天，它将带着 100 名乘客赶赴火星。

物理学没说不能以

为了在干涉有限的情况下达到逸想宗旨，马斯克将消费电子居品的分娩想路大限度带进了壁垒分明的天际产业，其中枢是快速试错，快速迭代。

2024 年 7 月，SpaceX 公布了服务于星舰的第三代猛禽发动机（Raptor 3），比著名的梅林发动机更遒劲、复杂，礼聘甲烷（一种在火星上易得的资源）+ 液氧的高效燃料组合。莫得排气管，反映产生的通盘气体齐保握在发动机里面，可在海平面产生 230 吨的推力。

马斯克线路：唯独天主本东谈主能力在纠合分子方面比猛禽点火室作念得更好 [ 3 ] 。

星舰的三代猛禽引擎

和前两代对比，猛禽三代的外在变得绝顶干净，以致是工致。分娩过程和时期优化迭代后，多数管线被金属 3D 打印时期整合到了引擎里面，于是保护管线的非凡隔热罩也被遗弃了。

三代引擎是 SpaceX 研发形而上学的一个侧写：开首不需要完好，过程中要有针对性的改进，最终通向一个疏漏、明白、高效的翌日。

在火箭辐照上，SpaceX 相似收受"炸了就炸了"的遐想方式，即赶紧制成火箭和发动机原型，进行测试，炸毁，修改，再次尝试，直到作念出能用的东西。

SpaceX 的鞭策部门首席时期官穆勒回来说："你不需要完好地粉饰若干问题，要道是能多快找出问题，然后处治它 [ 4 ] 。"

和 NASA 神不附体的求稳想维违抗，马斯克接力于向工程师传达一个理念，一件事情只须莫得回击物理学定律，那就有驱散的可能。

这种想路相似用于特斯拉的汽车分娩。

2018 年，马斯克随机发现一辆 Model S 的玩物车模的车底被压铸成了一整块金属，以致还有一套吊挂系统。本日的会议上，马斯克建议特斯拉也不错这样作念，但工程师线路反对，因为汽车底盘要大得多。

马斯克反问："未便是搞一台更大的锻造机吗？又不是突破物理学定律 [ 5 ] 。"

之后，他和高管给六家锻造公司打了电话，唯唯独家名叫意德拉的公司吸收了这项挑战。后者提供的 GigaPress 将传统车架中的需要加工再拼装 70 个零件，焊合 1000 至 1500 次的复杂分娩过程，变成一次疏忽压铸加工，让焊合两小时变成压铸两分钟，为 Model Y 省下了 20% 的分娩老本。

猎鹰 9 号火箭

在"无需完好"的信念下，SpaceX 处治许多工程学问题时胆子齐很大，有一种乱拳打死老诚傅的好意思感。

为了向 NASA 证明本人的正确性，SpaceX 会同期用业界圭臬开辟和我方遐想的开辟进行辐照测试。一朝 SpaceX 的遐想性能等同或优于业界圭臬，它就会成为公司的新圭臬。

按照端正，好意思国通盘漂荡器辐照齐必须顺服联邦航空经管局 ( FAA ) 的准则。2020 年第一次超重型助推器（星舰早期版块）无东谈主辐照测试里，FAA 的检察员合计高空风条款并不知足辐照要求，但 SpaceX 的天气模子暗意不错辐照，工程师看向马斯克，他缄默点了个头，火箭升空了。

龙飞船为国际空间站引申载东谈主任务

2022 年，牛津大学三位学者分析了 NASA 和 SpaceX 共计 203 次天际任务，发现后者的火箭研发老本唯独 NASA 的十分之一，研发速率却快了两倍 [ 16 ] 。

NASA 每年赢得的拨款卓绝 200 亿好意思元，SpaceX 树立 21 年，统共只筹集了百亿好意思元傍边的资金。用着 NASA 半年的预算，SpaceX 络续开发了猎鹰一号、猎鹰九号、猎鹰重型和星舰，还有梅林和猛禽两款火箭发动机。

猎鹰 9 号火箭从一张白纸到初次辐照，只用了四年半的时期，耗资平均在 3 亿好意思元傍边。作为对比，NASA 主导研发的航天飞机，每一架齐耗资卓绝 20 亿好意思元。

龙飞船上的浴室门把手

第一批 SpaceX 职工入职时，被见告公司宗旨是作念"天际行业里的西南航空公司（好意思国版春秋航空）"。

天然看上去顶端无比，但 SpaceX 的火箭实质上礼聘了多数廉价的消费级居品 [ 11 ] ：

猎鹰火箭用 5000 好意思元的平凡电脑，取代了 100 万好意思元的航天级电脑；火箭打捞雇的是平凡的买卖打捞公司；龙飞船的门把手是工程师们用浴室零件拼装的，老本只需 30 好意思元，而 NASA 的同款门闩造价 1500 好意思元。

猎鹰 9 号的载重舱的空气冷却系统要价 300 多万好意思元，但自后被换成了稍经雠校的商用空调开辟。得知猛禽发动机里面有一根老本 2 万好意思元的管子，马斯克线路"恨不得戳瞎我方的眼睛"，并要求发动机老本在 12 个月内，从 200 万好意思元降到 20 万好意思元。

除了物理学，马斯克确切眷注的东西似乎唯独老本。SpaceX 确切的独创是篡改了航天器的分娩过程，用分娩汽车的方式分娩火箭。

马斯克建议过一个名为"傻子指数"的主见，即工业品分娩老本与原材料老本的比值。比如一个零部件的总老本为 1000 好意思元，而原材料铝的老本唯独 100 元，那么傻子指数就高达 10，意味着分娩体式创造了过多的老本。

SpaceX 出现前，火箭的举座老本比碳纤维、金属、燃料这些原材料老本高出了足足 50 倍，傻子指数爆表。星舰步地启动时，马斯克将就 SpaceX 的财务分析师在通宵之间找出 20 个傻子指数最高的零部件，比如泵和整流罩，并制定宗旨，尽可能减少加工工序。

按照马斯克的说法："若是你作念的东西傻子指数很高，那你便是个傻子。"

一直以来，马斯克处治老本问题的想路是"用老本最高的方法镌汰老本"，十个司帐需要花一个月算好的账，会招二十个步调员编写一套步调，把算账过程自动化，这样一天就能算完结。这亦然为什么马斯克会说，"与遐想一家工所在需的脑力作事比拟，遐想车的脑力作事微不足道。"

从分娩 Model 3 的超等工场到 SpaceX 的星舰，这套想路无往不利。

SpaceX 在火箭分娩中引入了一项摩擦搅动焊合 ( friction stir welding ) 时期，这项时期的中枢是借助高速旋转的机头摩擦金属板领略处，让晶状结构会通在一谈。

由于焊合会篡改金属板材的受力性能，航天公司一般礼聘铆钉等紧固件提供支握，代价是甩手了金属板材的尺寸。SpaceX 第一次将摩擦搅动焊策应用于火箭箭体这类硕大无比，不仅焊缝更坚固，也能使用更轻的合金，让猎鹰火箭一举减重数百磅。

四个铝制圆顶由摩擦搅动焊合时期焊合而成

与大多数航天器制造商不同，SpaceX 的中枢工场设在了公司总部里面，通盘火箭、飞船的中枢零部件齐在这里分娩拼装。在工场最中间，各式雄壮的焊合施工区域之间，有一栋三层楼高的透明办公楼，是火箭工程师的办公室。

这便是 SpaceX 引申的"垂直集成"分娩有计算，遐想者和制造者能一同职责，新想法能快速落地，产线问题能立即处治。

SpaceX 的天际工场

基于这套方法，SpaceX 我方完成了 80%～90% 的制造职责——包括火箭、发动机和要道电子开辟。SpaceX 的通盘时期司理齐必须去分娩一线，包括马斯克本东谈主。

这种对分娩过程顶点的掌控是提升效果的要道，特斯拉曾将其称为"来到红灯前"。特斯拉的首席遐想师冯 · 霍兹豪森曾说："咱们要培养出一群像工程师一样想考的遐想师，再培养出一群像遐想师一样想考的工程师。"

到 2022 年感德节，星舰工场里照旧每天能造出卓绝一台猛禽发动机，通盘分娩过程简直就像配装汽车一样简单领略。

在突破工程贫困的同期，SpaceX 颠覆了天际产业传统的老本结构。就连 NASA 也承认 [ 8 ] ："咱们照实明白到需要镌汰老本，并合计买卖融合伙伴在这方面作念得比咱们更出色。"

看得见的手

《马斯克传》中记录，SpaceX 的工程师曾向马斯克解释火箭辐照面对的安全审查的行政要求，以及辐照许可审批的复杂。

这让马斯克怒不能遏，线路我方为东谈主类登陆火星殚精竭虑，但到头来"还得费心这些破事"。紧接着，马斯克说了一段阔绰哲理的话：

"讲究便是这样阑珊的，因为他们升天了冒险。当他们升天了冒险业绩，讲究的动脉就会硬化。"

在 SpaceX 的故事里，NASA 似乎一直饰演着电影中经典的邪派变装：低效、官僚，不竭动用行政力量不容市集化的妙技更始。但实质情况是，NASA 是 SpaceX 最伏击的支握者之一。

航天飞机计较圮绝后，为了削减老本，好意思国政府开动支握私东谈主航天企业。SpaceX 领先的订单，就由 NASA 和 DARPA 提供。DARPA 高层曾盛赞马斯克：有远见的东谈主有许多，但既有远见还懂火箭的唯独马斯克。

SpaceX 的成长过程中，看得见的手长久形照相随。

NASA 向 SpaceX 提供了时期转让，包括绽放时期贵寓、派驻时期东谈主员、转让专利、提供研发开辟与查验所在等。好意思国现行的《国度航天计谋》中明文写着，要通过采购计谋、体制更始来推动买卖航天的发展。

比拟买卖公司订单和有限的个东谈主投资，政府订单才是 SpaceX 运营的赞助。SpaceX 从好意思国政府得到的千般步地经费高达 80 多亿好意思元，其中 NASA 提供了约 72 亿好意思元，空军提供约 9.6 亿好意思元。

SpaceX 的成效从不是单打独斗。每一个高举解放市集大旗的经济体齐无比明晰市集的优点和颓势，然后对其善加愚弄。

尾声

猎鹰重型火箭初次辐照时，装载了一辆特斯拉跑车作念载荷查验。辐照很成效，马斯克乐不雅地预测，这辆跑车能在地球与火星之间的轨谈上飘浮上亿年。

"临了，它会顶点的接近火星，有那么少许点的契机、极其飘渺的但愿，可能落到火星上。"

六合飘浮的特斯拉跑车，一块电路板上写着" Made on Earth by humans "

许多 SpaceX 工程师进入天际行业是受一册 1998 年出书的书饱读吹，《火箭小子（Rocket Boys）》。作家 Homer Hickam 曾担任 NASA 工程师，肃肃宇航员培训，参与过哈勃天际千里镜的维修任务。

这本书在出书第二年被改编成电影《十月的天际》，论述了 Homer Hickam 作为一个煤矿工东谈主的孩子，如何对天际探索产生敬爱，在家乡小镇试射了 31 枚"自研"火箭，之后在世界科技展览会夺魁。

电影里有一段对白，发生在 Homer Hickam 和一又友们发生争执，准备升天比赛期间。

主角的一又友问：老诚说，咱们这群煤矿来的小子赢得科学展的几率到底有多高？

主角说：百万分之一吧。

一又友说：这样高？何如不早说。

科技的逾越有许多原因。其中一个伏击原因是，总有一些东谈主把百万分之一的概率作为值得终身去追寻的事理。

参考贵寓

[ 1 ] SpaceX and the categorical imperative to achieve low launch cost，Space News

[ 2 ] Elon Musk: " Why the US Can Beat China "，SpaceX

[ 3 ] How SpaceX Reinvented The Rocket Engine!, The Space Race Youtube

[ 4 ] 埃隆 · 马斯克传，沃尔特 · 艾萨克森

[ 5 ] 硅谷钢铁侠：埃隆 · 马斯克的冒险东谈主生，阿什利 · 万斯

[ 6 ] 好意思国重迭使用运送火箭发展分析，胡冬生

[ 7 ] SpaceX 发展之路：互联网模式下的买卖航天，盛英华

[ 8 ] How the Rise of SpaceX Is Reshaping NASA，WSJ Youtube

[ 9 ] 可重迭使用航天器是如何降落的，中国航天

[ 10 ] 好意思国天际探索时期公司供应商经管方法及可模仿之处，中国航天圭臬化询查所袁硕

[ 11 ] 好意思国天际探索时期公司老本限度分析，中国航天科技集团有限公司魏鸣

[ 12 ] Why Is The U.S. Space Industry So Obsessed With Vertical Integration?，Garrett Reim

[ 13 ] 火箭复用的颠覆式更始，SpaceX 如何作念到的，常识分子

[ 14 ] 领跑天际 2.0 时间，好意思国买卖航天发展综述，蒿旭

[ 15 ] SpaceX 是如何长大的：政府支握对天际探索时期公司成长影响分析，杨开

[ 16 ] How to Solve Big Problems: Bespoke Versus Platform Strategies, Bent Flyvbjerg

裁剪：李墨天

视觉遐想：疏睿

牵涉裁剪：李墨天

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