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从被质疑“画饼”到成功实现载人航天,马斯克是怎么做到的?

时间:2020-12-31 09:50:23

腾讯科技讯 12月31日消息,据媒体报道,在很长一段时间里,私人太空探索一直在画饼,现实中停滞不前。关于太空飞机和普通人要去轨道或月球旅行的新闻报道不断登上头条,但从未真正实现。有一段时间,似乎地球上的每个亿万富翁都在打造自己的太空探索公司,旨在彻底颠覆太空探索。当埃隆·马斯克(Elon Musk)进入这个领域时,人们几乎没有任何理由相信他会带来改变。马斯克所谓降低太空探索成本和殖民火星的说法招致了更多怀疑,因为以前人们听得耳朵都起了老茧。

马斯克是一个有争议的人物。有时他的大放厥词会让自己饱受非议。不管爱或恨,他知道如何让市场屈从于自己的意志。在SpaceX公司成立20年之后,马斯克完成了许多私营企业无法做到的事情,兑现了他最初的承诺。到目前为止,SpaceX已经开始为国际空间站执行定期补给任务,可重复使用的火箭助推器不断完善,还将宇航员送入太空并安全返回地球家园。在这些基础上,SpaceX公司将目光投向了更远大的目标,让人类重返月球,并最终登上火星。

早期

马斯克的成功源于童年时代。12岁时,他编写了一款名为Blastar的电子游戏,并将源代码以500美元的价格卖给了一本杂志。虽然这款游戏本身就像是简化版的《太空入侵者》,但其亮点在于证实马斯克能够将自己的技能转化为金钱,并将这些收益投资于未来风险。马斯克在一次采访中说,“我认识到,如果我写软件并把它卖掉,那么我就能赚更多的钱,买到更好的电脑。”这听起来就像是他一生的做事方式。

随后马斯克搬到了美国,并在宾夕法尼亚大学深造,获得了经济学和物理学学位,这种教育似乎是为他在SpaceX的未来量身定制的。之后,马斯克又被斯坦福大学录取攻读博士学位,但没两天就辍学去硅谷创业了。

上世纪90年代中期,当互联网还处于早期阶段时,马斯克和他的兄弟金巴尔(Kimbal)创建了一家名为Zip2的软件公司。这家提供在线城市指南的公司最终在1999年2月被Compaq以3.05亿美元的价格收购。马斯克赚到了2200万美元。

手中有了钱后,马斯克将目光投向了下一个领域:金融业。从某种程度上说,钱只是数据库中的数字,马斯克意识到利用互联网创新支付方式的机会。1999年3月,就在Zip2被出售的一个月后,他与人合伙创办了一家名为X.com的网上银行。

当时,拥有内置支付门户的eBay是在线支付领域最大参与者。X.com打算取代eBay,但却不得不面对另一个竞争对手Confinity。为了更好地与eBay竞争,两家公司合并成为PayPal。两年后,eBay以15亿美元的价格收购了PayPal。马斯克获得1.65亿美元。

这时,马斯克已经把目光投向了头顶的星空。他最初的想法是重新点燃公众对太空探索的兴趣,以增加美国宇航局(NASA)的预算。他们的计划是通过一个名为“火星绿洲”的实验来实现这一目标。这个项目的想法是向火星发射一个小型温室,将农作物带到火星风化层上种植。

马斯克前往俄罗斯,希望购买火箭,以便将有效载荷送往火星,但这个过程比他想象的要困难得多。由于俄罗斯人认为马斯克是行外人,结果最终谈崩了。据报道,有一次会谈期间双方吵得面红耳赤。最终有人以800万美元的价格向马斯克出售一枚导弹,但他发现报价太高,于是退出。在回家的航班上,马斯克计算了建造火箭的成本,并意识到这只是报价的很小一部分。

马斯克发现,与现有机构合作采购火箭的过程太繁琐,于是他像往常一样,开了一家自己的公司。如果买不起火箭,他就想自己造。

2008年9月29日,埃隆·马斯克在夏威夷西南部夸贾林环礁的奥米利克岛观看猎鹰1号火箭升空。

SpaceX公司

2002年,太空探索技术公司SpaceX成立。马斯克带领团队在太平洋上的奥米利克岛开始工作。马斯克自掏腰包拿出1亿美元投资这家公司,这笔钱足够他们发射三次猎鹰1号火箭,但三次发射均以失败告终。在第三次失败后的几天内,马斯克宣布他已经发现了问题,并为最后一次尝试发射争取到了资金。

这次发射将决定SpaceX的成败,要么火箭进入轨道,要么公司关门打烊。2008年9月28日,猎鹰1号火箭通过第四次发射进入轨道,使SpaceX成为第一家设计运载火箭并成功发射入轨的私营公司。

尽管发射取得了成功,但SpaceX处于进退两难的境地。该公司已经证明了其技术实力,却已经为此掏空了所有资金。此时美国也刚刚进入经济衰退。SpaceX需要更多的资金,而且要快。这时NASA介入了。

就在2008年年末,NASA授予SpaceX一份价值16亿美元的合同,为国际空间站提供补给,作为其商业再补给服务计划的一部分。随着公司财务前景趋于稳定,SpaceX开始兑现降低发射成本的承诺。

猎鹰1号因火箭搭载的单部发动机而得名。2009年7月,当SpaceX将马来西亚观测卫星送入轨道后,猎鹰1号只进行了一次发射。该公司计划是制造一种推力更强大的火箭。公司内部有过关于开发猎鹰5号火箭的讨论,但取而代之的是猎鹰9号火箭。如果你能一步到底,为什么还要折中呢?

猎鹰9号火箭更大,第一级助推器由9部集束式发动机组成,将能够运送更大的有效载荷,就像国际空间站补给任务所需要的那样。猎鹰9号运行良好,到目前为止,“猎鹰9号”已经成功进行了100多次发射,其中几十次是飞往国际空间站。

最近,猎鹰9号还将宇航员送入轨道。SpaceX先是将两名宇航员通过载人航天测试任务送往国际空间站,后来又送去了四名机组成员,使SpaceX成为第一家正式进行载人航天飞行的商业公司。这也是航天飞机项目结束后,首次从美国本土进行载人航天任务。

2020年5月30日,在佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心,SpaceX成功发射猎鹰9号火箭和载人龙飞船。

这些航班费用也比以前项目便宜很多。猎鹰9号火箭发射售价约为6200万美元,有效载荷为22800公斤,每公斤约2700美元。相比之下,航天飞机每公斤的成本超过54000美元。

在仅仅18年的时间里,SpaceX就从一个想法变成了太空探索领域最知名的实体之一,而且没有停止前进的迹象。

创新

就算SpaceX只是设计自己的火箭,并成功将货物和宇航员送入轨道,也已经是很大的成就。但马斯克的初衷不仅仅是要打入一个成熟的行业。他的工作就是改变世界,太空探索也不例外。

在马斯克看来,要做到这一点,最明显的方法就是重新思考我们处理火箭的方式。多年来,他一直在批评一次性火箭助推器的荒谬。“你可以想象,如果飞机不能重复使用,很少有人会飞行。一架747大约要3亿美元,而且往返需要两架。”“然而,我认为这里之所以没有人会为飞行支付5亿美元,是因为这些飞机可以被使用成千上万次。”

马斯克设想的太空行业应该建立在同样的理念之上。几十年来,火箭助推器发射即弃,要么在大气层中燃烧殆尽,要么坠入海洋。就像有一枚阿波罗时代的火箭,已经在轨道上漂浮了近50年时间。SpaceX的目标是通过火箭的可重复使用来改变这一现状。

第一个计划是使用降落伞,但那些实验已经被证明是失败的。相反,SpaceX将研发重点转向了动力下降。2015年,它成功将一枚废弃火箭一级助推器降落回地面。回收火箭大大降低了发射成本。燃料成本是最小的成本之一,虽然在发射之间需要进行维护,但由于不必重新建造火箭,发射成本显著降低。

截至2020年3月,SpaceX已经成功完成助推器回收50次。从那时起,NASA批准了猎鹰9号火箭和载人龙飞船在载人航天任务中的回收再利用。

在证实其拥有持续发射的能力之后,SpaceX正在打造更大、更复杂的运载火箭。这些航天器的最终目的是让人类重返月球,并最终登上火星。

猎鹰重型火箭在猎鹰9号设计的基础上,将三枚猎鹰9号火箭一级助推器捆在一起。该型火箭的推力更大,有能力携带更多有效载荷,而且正是发射SpaceX星际飞船和将宇航员送往其他星球所需要的东西。

猎鹰重型火箭于2018年2月进行了首次发射,搭载一辆特斯拉跑车和一个名为Starman的假人进入轨道。其第二次发射也很成功,三个助推器都返回了地球。然而,猎鹰重型火箭并不是SpaceX的终极目标,而仅仅是超级重型火箭的基础。SpaceX计划用超级重型火箭将星际飞船送往月球、火星和其他遥远的地方。

最近,SpaceX将一艘星际飞船原型送到了距地12.5公里的高度,并成功进行了几次降落所需的机动,但美中不足的是飞船原型在着陆时发生爆炸。尽管如此,马斯克还是宣布测试成功。开发新技术有一定的失败风险,而这些失败提供了有价值的经验。如果SpaceX希望在NASA登月项目“阿尔忒弥斯”(Artemis)中发挥作用,这些经验将至关重要。

星链卫星

虽然成为多星球物种是马斯克的最终目标,但他并没有忘记地球。马斯克领导的特斯拉等其他公司旨在摆脱圈世界对化石燃料的依赖。马斯克曾表示,Solar City是生产清洁能源,而特斯拉则是消费清洁能源。此外,马斯克希望为世界上的偏远地区提供互联网接入服务。

卫星互联网早已经存在,但从未真正匹敌无处不在的有线服务。现有卫星互联网供应商在地球同步轨道上运营的卫星相对较少。距地大约35000公里的运行轨道意味着卫星网络接入存在延迟。马斯克打算通过向距地约500公里的近地轨道发射至少1.2万颗卫星来解决这一问题。

距离越近意味着延迟时间越短,但这也意味着需要更多卫星才能有效覆盖全球。这就是“星链”计划的由来。在过去几年里,猎鹰9号火箭进行了多次发射,每次将60颗星链卫星送入轨道。如果每次发射都成功的话,要部署12000颗卫星需要大约100次发射。

星链网络投入运行后,只要有接收器,地球上任何地方都可以实现互联网接入。但有些人,尤其是天文学界的一些人,担心这么多卫星所带来的意外后果。卫星亮度有可能干扰地面对天空的观测,而且随着更多星链卫星升空,这种情况还会变得更糟。此外,SpaceX很可能不是唯一一家参与其中的公司。欧洲已经在讨论打造自己的星链网络,而不少公司都在发射互联网卫星。

就马斯克而言,他似乎已经承认了卫星亮度问题,并声称已经找到了解决办法。随着星链网络的逐步展开,这一说法是否正确还有待观察。马斯克的目标一直是降低太空探索的成本,但失去夜空将带来不可估量的影响,需要加以控制。

如果将SpaceX的历史记录作为指标,那么当前的创新将最终获得成功。星链网络,猎鹰重型火箭,超级重型火箭和星际飞船可能会司空见惯。马斯克最初的目标是重新激发人们对太空飞行的兴趣,他和SpaceX无疑在这一目标中发挥了作用,而且可能最终会抵达火星。

来源: 编辑: 一米阳光
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