屢敗屢戰的SpaceX:揭祕馬斯克和他背後的科研力量

屢敗屢戰的SpaceX:揭祕馬斯克和他背後的科研力量

(原標題:【深度】屢敗屢戰的SpaceX,揭祕馬斯克和他背後的科研力量)

【環球時報駐美國特約記者 鄭可 環球時報記者 谷棣 陳欣】編者的話:11月15日是美國航空航天局(NASA)高呼“開啓載人航天新時代”的一天——美國太空探索技術公司(SpaceX)的載人“龍”飛船搭載4名航天員升空,奔赴國際空間站。這是SpaceX首次正式商業載人發射,同時令美國在航天飛機退役後真正獲得自由往返太空的能力。SpaceX再次引發國際輿論對其科研實力之強大的廣泛關注——儘管其創始人馬斯克平時已經足夠“吸睛”,同時擔任特斯拉公司CEO的他被稱爲現實版“鋼鐵俠”。作爲公司的核心與靈魂,馬斯克身邊聚集了一批技術精英,有外媒形容,其團隊快捷的反應速度、全員參與研發討論的熱情以及不分晝夜的埋頭鑽研成就了屢敗屢戰的SpaceX。不過也有分析說,這家公司能有今天的成績,離不開美國政府的全方位扶持。

“能與馬斯克共事的都是他的同類”

說起SpaceX的成功,不得不提其推進部門首席技術官湯姆·穆勒,他是這家公司的1號員工。穆勒曾在美國著名的湯普森-拉莫-伍爾德里奇公司(TRW)工作了15年。在航天、電子、汽車等多個領域開展業務的TRW開發了很多航天器,最著名的產品當數阿波羅登月飛船着陸動力系統。

美國《大衆機械》雜誌網站曾刊文說,遇到馬斯克前,穆勒逐漸感覺自己許多關於發動機設計的想法在TRW的日常工作中沒有施展的空間。爲滿足自己的“創新靈感”,他開始自己製造發動機,將它們裝到飛機機身上,與“反應研究俱樂部”(RSS)的其他成員一道在莫哈維沙漠啓動。RSS是美國成立時間最長的業餘火箭俱樂部,許多成員都是航天公司的員工,他們會在洛杉磯定期聚會。

從2001年下半年起,穆勒利用工作日晚上和週末的時間自行研發液體燃料火箭發動機,製造的地點先是在自己的車庫,後來挪到朋友的倉庫。該發動機是當時世界上最大的業餘液體燃料火箭發動機,重量達80磅,能產生1.3萬磅的推力。2002年初,穆勒在這個倉庫裏與馬斯克相遇,後者看了發動機後問了一個簡單的問題:“你能造比這個更大的嗎?”之後,穆勒加入了SpaceX。據說,當時馬斯克爲尋找火箭設計師搜索過很多人的資料,而他對穆勒親手製造並測試火箭發動機的經驗及其過往的工作經歷十分欣賞。在TRW期間,穆勒曾主持TR-106發動機研發,這是個超大推力、追求低成本的液氧液氫發動機。

在穆勒的領導下,“梅林”火箭發動機於2003年10月首次試車,但遭遇失敗,經過15個月的改進迎來試驗成功。“梅林”發動機用於“獵鷹1號”“獵鷹9號”和“獵鷹”重型運載火箭,擁有極高的可靠性,截至今年8月,最新版本的“梅林”1D保持930多次飛行未發生事故的紀錄。“TRW是一個巨大的公司,卻只有一個很小的部門,”穆勒曾對媒體說,“但在這裏,我算是國王。”

中國遠望智庫高級研究員黃志澄對《環球時報》記者說,目前SpaceX總裁格溫·肖特維爾是馬斯克最得力的助手,她紮實的航天工程基礎和女性的管理協調才能,讓馬斯克能有更多時間去思考技術問題。

美國《洛杉磯時報》說,肖特維爾曾在航空航天公司的埃爾塞貢多研究中心工作了10年,其間,她撰寫了數十篇論文,涉及小型航天器概念設計、航天飛機集成和再入飛行器操作風險等各種主題。1998年,她又到一家低成本火箭製造商的空間系統部門擔任主管。2002年,經過僅僅幾分鐘的交談,馬斯克就決定給肖特維爾業務拓展副總裁的職位,後者成爲SpaceX的11號員工。

肖特維爾是將SpaceX從破產邊緣拯救回來的關鍵人物。2008年8月,SpaceX經歷“獵鷹1號”運載火箭第三次試飛失敗後,馬斯克面臨崩潰。當時,肖特維爾向客戶說明他們的發射是成功的,要做的只是修復一臺“獵鷹1號”以及在一二級火箭分離方面花些時間。在接下來的9月,試驗成功了,12月,徘徊在生死邊緣的SpaceX獲得NASA的合同。之後,馬斯克提拔肖特維爾爲公司總裁和首席運營官。“沒有她,我們根本做不到現在這樣。”馬斯克曾這樣評價。

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也有一批技術精英已經離開SpaceX,比如公司創始成員、曾在麥道飛行公司主持“大力神”火箭的結構設計師克里斯·湯普森;曾在波音公司當了15年德爾塔火箭測試主管的蒂姆·布薩,他被認爲是走在世界前列的火箭測試員;以及今年跳槽至波音的真納·侯賽因,他是SpaceX公司軟件工程副總裁,同時也擔任過特斯拉自動駕駛軟件工程副總裁。

據美國科技網站TechCrunch報道,侯賽因曾領導“獵鷹”“重型獵鷹”“載人龍”等飛行器的發射控制軟件開發項目,這些工作支持了SpaceX的40次火箭發射、10次“龍”飛船任務以及24次成功着陸。對於馬斯克而言,2014年才加入公司的侯賽因貢獻巨大,輾轉於特斯拉和SpaceX之間的那段經歷反映出他超強的抗壓能力。

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在貝寶工作的華人數據分析師陸齊是馬斯克的鐵粉。他對《環球時報》記者說:“據我瞭解,馬斯克是以全天候工作模式要求員工的。這名工作狂希望手下以跟他一樣的高效率完成研發工作,他們碼代碼的時間據說都是以秒計算的。正因爲如此,能夠與馬斯克共事的人都是他的同類,除了極強的專業能力,還要有爲夢想燃燒生命的激情。也許有人認爲他們是怪人,但只有這種強度才能經受得住失敗的打擊和資金鍊斷裂的風險。”

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有媒體報道稱,馬斯克十分欣賞年輕人的拼搏精神,爲SpaceX工作的普通工程師幾乎都是剛從學校畢業的小夥子。他經常去頂尖大學親自打聽那些成績最棒的孩子,甚至打電話給他們,發出“共同實現夢想”的邀請。據美國CNBC網站報道,SpaceX大約有8000名員工。

“試錯非常重要”

“從2002年6月SpaceX創立以來,馬斯克一直是公司的核心與靈魂,在管理和技術層面都是如此。”黃志澄對《環球時報》記者說,該公司在創新上的成功首先要歸功於馬斯克的第一性原理思維。這個概念最早由亞里士多德提出,他認爲,在任何一個系統中都存在第一性原理,即一個不能被省略與違反的最基本的命題或假設。馬斯克曾說,在生活中人們總是傾向於比較,跟着做別人已經做過或正在做過的事情,“這樣發展的結果只能產生細小的迭代變化”。在他看來,要用物理學的角度看待世界,即看到事物的本質。黃志澄說,馬斯克的第一性原理思維可以理解爲最簡單也就是最可靠、最便宜,於是“獵鷹”重型運載火箭使用了27臺相同的“梅林”發動機。

“其次,SpaceX本身具有硅谷精神與互聯網基因,這給航天系統工程領域注入了新活力。”黃志澄分析說,傳統的航天系統工程主張在前期設計中暴露儘可能多的風險,以降低錯誤成本,因此在前期設計階段會投入很多時間和精力。SpaceX則更強調每一次完整迭代之後產生的經驗,這種走完多次“設計、開發、測試”流程所需的成本已經大幅低於上個世紀,而且每一次完整迭代帶來的經驗實際上意味着降低了項目的整體成本。

“試錯是硅谷鼓勵創新的基本原則之一。在這裏,每天都有新公司誕生,也有數不清的企業破產,但正是在這樣的持續錘鍊中才走出了蘋果、谷歌、臉書等科技巨頭。”正在硅谷創業的那娜對《環球時報》記者說。已經離開SpaceX的雷蒙德·西蒙尼斯曾表示,“試錯非常重要,沒有搞清核心問題可能得不到確切答案……但粗略試驗告訴你:我更接近答案了”。

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SpaceX的成功就基於屢戰屢敗、屢敗屢戰。2006年3月,SpaceX第一次發射火箭“獵鷹1號”,在點火25秒後,凝聚工作團隊多年心血的火箭重重砸在發射場地上;一年之後的第二次發射堅持的時間久了一些——升空大約5分鐘後火箭發生燃燒、爆炸;2008年8月和9月,SpaceX又連續進行兩次火箭“獵鷹1號”發射試驗,最終在第二次試射中成功。

黃志澄認爲,SpaceX的成功還在於它採用扁平集約管理機制,讓每個崗位的員工都能高效工作,並可及時進行信息共享、技術共享、人員協同,最大程度地簡化決策制定和傳遞流程。SpaceX實行副總裁帶領項目制,根據項目需求和特點組建,各領域的員工平等參與技術研討、設計和開發等工作,充分發揮人員效用。

“沒有NASA,可能就沒有現在的SpaceX”

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在那娜看來,馬斯克的成功“或多或少也有些運氣的成分在”,因爲其發展的領域剛好都是美國政府支持的行業。俄羅斯國家航天公司總裁德米特里·羅戈津表示,馬斯克團隊能獲得國家撥款,繼承NASA退役的航天飛機,將該機構頂尖的專業人才和科研設備收入麾下,其所消耗的資源是俄羅斯研發成本的數倍。

“沒有NASA,可能就沒有現在的SpaceX。”美國作家阿什莉·萬斯在其關於馬斯克的傳記中講述道,從2006年至2008年,SpaceX經歷了3次“獵鷹1號”火箭發射失敗。儘管2008年9月的第4次成功了,但該公司在那年年底仍面臨破產風險,12月,馬斯克用盡了所有能借到的貸款。然而在聖誕節的前兩天,NASA宣佈將價值16億美元的空間站運輸合同給了SpaceX,後者得以繼續運營。此前兩年,也就是2006年,SpaceX已獲得NASA商業軌道運輸服務合同。

BBC稱,2010年,NASA爲奧巴馬政府的載人航天計劃投資5000萬美元,2014年,SpaceX和波音成爲該項目中僅有的兩家公司,它們與NASA訂立了相關合同。NASA亦爲SpaceX的火箭和飛船研發提供大量支持,對其開放了阿波羅計劃的部分技術,以支持“獵鷹”系列火箭發動機的研發、測試。據美國CNBC網站報道,僅爲了這次載人“龍”飛船發射,NASA前前後後給SpaceX提供了31億美元用於研發。另外,不少NASA科學家也加入該公司任職。美國彭博社說,最近剛從NASA退休的比爾·格斯登邁爾開始到SpaceX擔任顧問,此前他在航天飛機項目工作了42年。黃志澄告訴《環球時報》,當SpaceX 2009年宣佈新增宇航員安全和任務保證部時,他們聘請了NASA的宇航員肯內斯·鮑威索克斯作爲該部門的主管及公司副總裁。

有分析認爲,SpaceX的成功也得益於美國軍民高度融合的環境。據路透社報道,2015年5月,美國軍方向SpaceX頒發認證,允許其進入美國軍用發射市場,發射軍事衛星以及執行和國防安全相關的太空任務。2016年起,該公司開始與美國空軍合作,後者授予8300萬美元的衛星發射合同。另外,美國空軍爲SpaceX新一代液氧甲烷發動機Raptor的研製提供資助,預計總投資額爲6100萬美元,約佔SpaceX總投資額的1/3。

SpaceX的經驗能爲中國航天帶來怎樣的啓示?“中國和美國的情況完全不一樣。”黃志澄對《環球時報》說,美國航天界沒有國營企業,只能分出傳統的航天公司和新興的創業公司,而中國有一家強大的航天國企——航天科技集團,它已有60多年的歷史,擁有大量的基礎設施和一大批精英人才。他表示,中國商業航天在新形勢下要堅持新型的舉國體制。面對來自其他國家的挑戰,中國要加緊對國營企業的改革力度,大幅提高創新能力和工作效率,另一方面要儘可能鼓勵社會資本進入中國的商業航天市場,培育一批新興的民營航天企業。

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