4.21
知识分子
The Intellectual
图源：SpaceX
撰文 | 郑永春
责编 | 李珊珊
4月20日，北京时间晚上9点30分，星舰终于正式开始了它的首次轨道级发射。
两天前，这个人类历史上个头最大的火箭曾计划进行一次发射，然而，由于压力阀疑似冻结问题，发射计划被迫推迟48小时。
昨晚的那次，火箭点火成功，脱离发射台，最初的一两分钟，情况看上去不错。然而，2分40秒之后，火箭开始剧烈抖动，出现故障，3分钟后，火箭解体爆炸，最大上升高度为39公里。
在中国的社交媒体上，普遍认为这是一次失败的发射。
但对于这次星舰爆炸，不同人的看法存在相当大的差异。哈佛-史密森尼天体物理学家乔纳森·麦克道尔认为，星舰在爆炸前飞到最大高度39公里，距离国际公认的太空边界100公里还差得很远。而另一部分声音则认为，本次发射已经完成了“不损坏发射台正常起飞”的任务，达到了预期目标。
在本次发射后的CNN报道中则提到：“在火箭开发过程中，SpaceX坚持认为，此类事故是收集数据最快、最有效的方式。这种方法使该公司有别于其密切合作伙伴 NASA，后者更喜欢缓慢、有条理的测试，而不是剧烈的爆炸。”
作为一个专业的观察者，我们必须要有不同的、更加理性的视角。这样一个重型运载火箭的首次发射，出现意外实属正常，更值得我们借机重新审视自己，思考如何立足自身条件，更好地促进航天事业的发展。
星舰爆炸对马斯克意味着什么？
事实上，SpaceX团队对这次发射普遍预期不高。马斯克本人也认为，本次发射只要不炸在发射台上，星舰飞不飞得起来，飞得多高，都是成功。
这是因为SpaceX采用了互联网行业快速推出新产品，快速迭代升级的方式。“星舰遵循小步快跑、迅速迭代的研发理念，不怕暴露问题，从一次次失败中快速找到技术漏洞，优化到下一代的版本中。”通过一次次真刀真枪的发射任务，发现问题、解决问题，提高可靠性。而不是把时间花在长期、反复的论证和测试上。
有消息指出，星舰的研制，采用了批量化生产的模式。第一批次星舰一共生产了5个，这次虽然发射失败了，但马斯克宣布几个月后还将再次发射。这种行为也体现了马斯克在商业航天方面的一个很突出的特质：冒险精神。
创业是高风险的，100家企业创业，能有几家存活下来就算不错了，创新同样也是高风险的。但SpaceX的每次发射都面向全世界公开直播，对发射失败并不懊恼，甚至处之泰然。这是因为马斯克有强烈的信心，认为最终一定能成功，这种底气来自于他对技术的把控。这让我想起在SpaceX发展的早期，刚开始研发猎鹰系列火箭的时候，马斯克只有1亿美元。每发一枚火箭需要2500万美元，前三次都爆炸了，直到第四次发射成功，才让他侥幸逃过破产的命运。
在猎鹰系列火箭回收和重复利用的试验中，一些业内人士很不看好。在陆上回收、海上回收试验中，多次发生爆炸。似乎对SpaceX来讲，失败不是问题。
探索是全人类共同的事业，任何一个参与者愿意参与其中并积极尝试，取得成功，在某种意义上也都是人类的成功。我们要正面看待SpaceX和星舰。在过去，火箭最重要的性能是运载能力，成本是次要的。现在火箭最重要的能力是性价比，星舰等新一代运载火箭的成功，将大大降低人类进入太空的成本，助力人类在群星间穿越。因此，对中国而言，也许，减少审批手续，降低政策门槛，推出激励措施，鼓励商业航天企业大胆尝试，不断创新，才能更好地应对星舰和SpaceX带来的挑战。
商业航天，同样需要星辰大海梦
在2015年，以吉林1号卫星的发射为标志，中国进入了商业航天元年，这一年，商业航天在中国正式破冰起航。那段时间，互联网领域的BAT们也开始纷纷寻找机会进军航天领域（可参见我当时的文章《2015，中国商业航天元年》）。自那之后，8年来，中国的商业航天取得了长足发展，采用商业模式研制的火箭接连发射成功。但是，如果给予一定的鼓励和支持，发展速度还可以更快一些。
2016年时，我还写过一篇文章《未来二十年，载人登火星》，然而，现在七年过去了，似乎离登陆火星的时间还需要20年甚至更长。各国政府层面还没有载人登陆火星的计划。幸运的是，马斯克推出的移民火星计划，似乎更让公众感兴趣。
对一个企业的发展而言，企业家的风格，决定了这个企业的风格和前途。就像比尔.盖茨之于微软公司，乔布斯之于苹果公司，贝索斯之于亚马逊公司。同样，马斯克的风格决定了SpaceX的风格和价值取向。马斯克并非只有SpaceX，他还同时参与创办了移动支付工具Paypal、太阳能发电项目Solar city、时速上千公里的超级高铁项目、电动汽车特斯拉等。这些项目中很多相似的特点，比如，技术的颠覆性、项目实施的可持续性、产品推出非常高调、更新频率非常快速等。
首先，我们要承认SpaceX是一家商业航天企业，但它却并不是普遍意义的民营企业。在欧美小政府大社会的模式下，大部分项目都会采用商业模式发展。SpaceX在创业的早期，招聘了很多美国宇航局的航天工程师。通过专门的机制，转移了包括航天发动机在内的很多技术给SpaceX，特别是把给国际空间站送货、载人等大额订单交给SpaceX，帮助它度过危机。
作为一家商业航天企业，SpaceX十分重视成本控制，一切因陋就简，用梦想来激励员工。在强调员工福利的美国，可以打地铺，经常性地加班，成为员工的自觉行为，这与欧美强大的工会势力对员工福利的要求似乎背道而驰。我们可以看到，在马斯克移民火星，颠覆航天技术的感召下，员工的动力被激发，工会福利被放到一边。当然，我们也要看到，这背后，也有马斯克利用强大的舆论影响力（特朗普也是这么干的）来化解来自工会和舆论的反对声音，以及，收购推特后，马斯克同样大规模减人增效，使加班成为常态。
星舰一旦成功，需要警惕垄断
赞成SpaceX的勇气和努力，并不代表着对这家公司的全面赞成。
在马斯克创办的企业中，十分强调第一性原理。第一性原理是指将事物拆分成各种要素，分别进行分析，找到实现目标的最优路径的方法。该原理源于古希腊哲学家亚里士多德提出的哲学观点：“每个系统存在一个最基本的命题，这个命题不可违背，更不可删除。”马斯克曾经说过，存在一种好的思维框架，有点像物理学上第一性原理的推理（first principles reasoning），将事情缩减至其根本实质……因此，必须把问题彻底搞明白，才能从中找出那些最基本的东西。
星舰是在第一性原理的基础上进行的颠覆式创新。这种例子，就像智能手机的出现对摩托罗拉和诺基亚的影响，几乎颠覆了整个手机行业。在这个意义上，我们要警惕SpaceX对整个航天产业的颠覆性。这种颠覆性我们在特斯拉汽车里也已经看到了——几乎所有的电动汽车市场和传统汽车市场都被特斯拉玩的团团转。特斯拉把所有的零部件和技术掌握在自己的手里，拥有了巨大的降价空间，于是，只要特斯拉一降价，其他的汽车厂商几乎无利可图，于是，特斯拉便拥有了可以轻易压垮对手的实力。
而在星舰的例子中，SpaceX批量化地生产通用型的航天器，包括载人飞船、货运飞船、火箭等。在SpaceX的库房里，装满了数十枚大大小小回收来的重复利用的火箭，以及排列得像森林一样的猛禽发动机。这些都是批量化生产出来的，具有稳定的品质，而且具有很好的通用性，减少了个性化设计、生产和测试，导致成本大大降低。
一个令人印象深刻的例子，是SpaceX把日常生活中常用的门把手，作为航天器舱门的开关。因为马斯克认为，生活中的门把手经过了商品化数亿次的检验，证明足够可靠，比工程师设计一个航天器专用的门把手要可靠得多，成本也要低得多。
另一个例子是航天器上的芯片。因为航天器的芯片要经受发射时的振动和太空环境中的辐射，往往需要专门设计和测试，导致价格奇高。而SpaceX采用不同的路径，它从电子市场上购买低等级的民用芯片，通过多个芯片的冗余备份设计，实现高可靠、低成本。或者从低等级芯片中进行筛选，选出那些能够适应太空环境的高可靠芯片。这样一来，一枚芯片的价格就从几百万、几十万，降低到了几千块甚至几百块。
在这种背景下，星舰一旦发射成功，意味着人类进入太空的成本将大大降低。届时，除了为保证国家安全，各国需要保留小规模的自主航天发射能力之外，绝大多数的商业航天发射都会奔着SpaceX去，它手上的订单会越来越多。订单越多，它的经验就越丰富；规模越大，对控制成本就越有利。这就像Windows系统对于计算机行业的作用，不管是谁家的生产的电脑，最终都会采用Windows系统。这样，便很有可能，以后不管是哪个国家或哪家公司生产的航天器，都会来找SpaceX发射，因为自己发射反而更昂贵。这是非常值得我们警惕的。
幸而，中国的商业航天企业很多，据说有上百家之多。既有体制内的国企和央企采用商业模式新组建的，又有纯民间投资的。过去几年，商业航天企业吸引了一批人才。在过去三年的疫情期间，这些企业大多举步维艰，现在疫情结束了，又让这些企业看到了希望，特别是以中科宇航力箭一号火箭发射成功为标志，逐步突破了商业航天企业火箭发射载荷重量能力的制约。接下来，有必要扶持一些上规模的商业航天企业，适当开放一些基础底层的技术，促进其快速成长。
这些商业航天企业作为航天事业发展的第三支力量，有望通过高度的对外开放，在世界市场上争取订单。基于中国工程师的勤奋、智慧和高效率的交付能力，有可能在与SpaceX的竞争中，争得一席之地。
回看中国的航天事业
要在国际舞台上争得一席之地，中国航天是有基础的。
近年来，中国航天事业发展很快，在北斗卫星导航系统、载人航天与空间站、月球与深空探测方面都取得了巨大的成就。在国际上，中国航天事业相比欧洲和俄罗斯而言发展得更好，相比日本、韩国更是进步神速。
另一方面，中国航天事业长期坚持独立自主，自力更生的原则，我们的所有核心关键技术都牢牢掌握在中国人自己手中。这样使得的发展避免了卡脖子，可以按照自己的节奏来发展。这样的布局显然十分有利于行业的长期发展和可持续发展。
例如，探月工程分为绕、落、回三步走，从2004年开始启动，到2020年成功实现。如今，开始了探月工程四期嫦娥六号、七号、八号的研制工作。
在探月工程成功的基础上，中国启动了天问系列行星探测工程，实现了首次火星探测，后续将开展火星采样返回、小天体探测和木星系统探测等。
载人航天工程从1992年开始启动，同样经历了三个阶段，于2022年底建成中国空间站。
北斗卫星导航系统于1994年启动，经历了北斗一号、北斗二号、北斗三号等三个阶段，历时26年。
在中国，这些长达二三十年的航天工程历经几代领导人，可以一张蓝图绘到底，这在欧美民主政体下是很难实现的。以深空探测领域为例，从80年代以来，美国宇航局经历了老布什政府提出重返月球计划、奥巴马政府改成载人登陆小行星计划、再到现在的拜登政府提出从月球到火星的计划。这种翻烧饼似的政策调整，对行业的长期发展不利。
航天工程长远规划、分步实施，在中国特色的政治制度下更容易实现。这也是一位美国行星科学界同行与我交流时发出的感慨。
当然能够有目前的格局，主要原因在于航天技术高度敏感，与军事高度关联，只能依靠独立自主。更得益于以钱学森、赵九章、孙家栋、叶培建等一代又一代科学家的战略规划和顶层设计，立足艰苦奋斗，自主创新，开创航天事业的新局面。
与此同时，我们也要看到另外一支重要的力量——以太空探索技术公司SpaceX为代表的商业航天企业快速崛起。这些商业航天机构所带来的两方面进展，不得不引起我们的警惕。
一是星链，数万颗卫星发射进入太空，让全球各个偏远地方、上网不方便的人随时随地通过卫星连接互联网，而且上网成本正在快速下降，这对很多偏远地区有吸引力。2021年5月，中国卫星网络集团有限公司组建，相信在这方面的差距会逐渐缩小。
二是SpaceX推出的猎鹰9号系列火箭在载人和货运发射能力、重复利用方面，技术已经成熟，极大地降低了发射成本，大大降低了人类进入太空的门槛。但SpaceX并没有止步于此，通过超重星舰的飞行试验，不仅大幅度提高了火箭的运载能力，满足载人登月的运载能力需求。而且在一级火箭可重复使用技术的基础上，还在进一步发展二级火箭可重复使用技术。这需要我们考虑如何应对。
（感谢中国科学院国家空间科学中心周炳红研究员、孙志斌研究员、刘勇研究员提供的修改建议和有益讨论，感谢空间科学传播专家工作室的支持。）
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