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马斯克发射当今最强火箭,全球列国只能臣服

马斯克发射当今最强火箭,全球列国只能臣服

作者: 航亿苇 | 来源:发表于2018-02-08 21:02 被阅读143次
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    2018年2月6日,美国最“狂妄”最敢“吹牛”的天才科技狂星埃隆•马斯克(Elon Musk),再次创造了令人惊叹的世界航天科技史。他的Space X(太空探索公司)成功将当今最强的猎鹰重型火箭发射成功!爱搞怪的马斯克这一回,由于是试射性质,也没有多少特别的任务,就将一辆他使用过的特斯拉汽车放到深空中去。特斯拉汽车里还安装一位假人(“星侠”,Starman),代表他的太空移民梦想。火箭发射后约3分46秒,特斯拉车就开始播放英国著名摇滚音乐家大卫・鲍威的名曲《太空星尘》(Space Oddity)。这名曲将一直循环播放下去。特斯拉车内屏幕上写着Don't Panic(不要恐慌),还有一条毛巾和一本《银河系漫游指南》。特斯拉的电路板,写着“地球人制造”(Made on Earth by humans)的字样。猎鹰瞄准的方向是火星。此后,这辆特斯拉汽车将一直在地球与火星之间的轨道上来回飞行,如果不掉落到火星,有可能就这样一直飞行几千万年、几亿年,甚至10亿年。特斯拉汽车已是马斯克另一个成功的产品。这无疑又为这汽车做了一个别人无力仿制的永久广告。太空爱好者对特斯拉汽车的观测,将有可能不断成为公众话题。


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    猎鹰重型火箭(Falcon Heavy)发射成功到底有多牛?这就要看数据了。
    近地轨道运载能力(大气层外低轨道运载量,LEO):63.8 吨——相当于一架满载乘客的波音 737 客机,比目前纪录保持者德尔塔 IV 重型火箭(美国国家项目,现役最大型运载火箭,波音公司参与)的 28.8 吨足足提高了两倍还多。中国目前运载能力最大的是“长征5号”火箭,这个数据是25吨。中国“长征9号”刚于2016年立项,设计的LEO将达到140吨,但预计要到2028年左右在文昌航天发射场发射。
    地球同步轨道运载能力(GTO):26.7 吨——相当于二战时英军一辆“玛蒂尔达”II 型坦克。“长征5号”这个数据为 14吨。
    火星轨道的运载能力:16.8 吨——相当于一台 LAV3 装甲车。
    第一级地面推力:2282吨(27台梅林发动机)。
    第一级真空推力:2468吨。
    第二级真空推力:90吨。
    猎鹰重型火箭是当今世界上运载能力最大的火箭,是现在运载能力最大火箭的2倍。而美国太空总署正在研制中的SLS重型火箭,第一阶段也只有70吨左右的大气层外低轨道运载量,并且要到2019年才能发射。其计划是最终将这个运载量数据提升到143~165吨。人类史上,曾出现过最强的火箭为土星五号(Saturn V),这个数据是140吨,是美国配合阿波罗登月计划研制成功的。土星五号发射了13次,1967年首发,1973年最后一发。终止原因,是阿波罗计划过于昂贵,美国在那个年代受不了啦。


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    美国重新研制中的SLS火箭,依然是一个昂贵的东西。而马斯克的猎鹰重型火箭,却是一个便宜货。重要原因,是Space X的设计大大地简化,又拥有了火箭回收技术。这次猎鹰重型火箭,两枚助推火箭,就是回收火箭重复利用。按计划,这一次应当主推火箭和助推火箭均全部回收。两枚助推火箭是成功回收了,主推火箭是要海上回收,但出了一点偏差,没有落回到预定的海上平台,跑偏了100公里,就掉了海里去了。但这个小小的遗憾比之猎鹰重型火箭的整体表现,就不值一提了。小小的失败,只会让这家公司进一步加强技术研究,最终拿出更令人惊叹的技术表现来。助推火箭的分离技术,这家公司早有了新的改进,创新了一种叫做冷分离的技术,提高了助推火箭分离的可靠性。
    猎鹰重型火箭的发射成功,彻底改写这家全私营太空探索公司业务范围,代表其拥有了全面的大中小型火箭技术,再加上目前仍是独有的火箭回收技术,令全球列国为之汗颜。诸多国家采用举国体制,禅精竭虑,动员大量财力物力,不是绩效比不甚理想,就是没有章法,一直拿不出理想的火箭系统来。可这个2002年才创建的Space X,曾经差点破产倒闭的公司,从2008年猎鹰1号发射成功以来,虽然磕磕碰碰,有过一些挫败,却开创了独家私人太空企业与全球列国的举国体制竞争的局面。2013年猎鹰9号首次演绎了一级火箭成功回收的历史创举,对全球火箭发射市场产生深刻的影响:Space X的火箭发射成本可以相当地便宜了,可让商业性太空火箭得到更广泛的应用,加大卫星等太空项目的市场需求。太空火箭旅游,也已成为可能。Space X已经得到两名超级富豪太空火箭旅游的订单。2017年,Space X成功完成了18次火箭发射任务,占美国本土进行的轨道发射任务的近三分之二,约占全球发射总量的五分之一,比肩中国全年的发射总数。Space X的猎鹰9号发射报价现在6500万美元左右,猎鹰重型火箭的人格9000万~1亿美元左右,远比其他太空火箭发射系列便宜得多。在国际市场,Space X因此屡屡截胡,抢得许多商业发射合同。
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    这次发射能否成功,在发射前,马斯克也没有十足的把握。毕竟Space X过去曾有过失败的教训。事实上太空火箭发射,就是一种高风险的项目,列国的举国体制中,也照样频频有失败的例子。2017年11月29日,俄罗斯“联盟-2.1B”火箭从东方航天发射场发射就失败了,搭载的19颗卫星全部坠入了大西洋。因此,马斯克在预告这次发射试验前,要用“如果不发生爆炸”、“如果不出意外”之类的定语。猎鹰重型火箭他原来的计划,2013年可以实现发射。但这计划却一再推迟,就因要解决的技术问题太过复杂了。到了2018年2月6日,原定的发射时间又没动静,一些人正怀疑是不是又被马斯克忽悠了。两小时后,猎鹰重型火箭以近乎完美的姿态升空。欢呼声响彻云宵。
    马斯克2004年介入电动汽车领域,出任特斯拉汽车董事长。然而,刚开始时,特斯拉汽车要解决的问题很多,他承诺的售价10万美元的特斯拉汽车,到2008年遇到资金枯竭的窘境。老早预约开售的TeslaRoadster,当时实际成本达到12万美元一辆,他将价格定为11万美元,在洛杉矶举行的客户见面会上,愤怒的购买者对他围攻,他差点当场晕倒。你原来说10万一辆,现在11万,骗子!此后,有几年,特斯拉大量亏损,简直是笑话的代名词。但到了2012年,特斯拉全面打响市场,到2013年,实现首次盈利,这款新概念汽车终于正式成功了。
    马斯克在2013年的科技大会上,公布了他的超级高铁计划(“超级回路”),成立Hyperloop One公司。那时,基础研究刚刚起步,可以说八字没有一撇,人们认为他只是空想。美国麻省理工学院航空航天学教授汉斯曼提出,虽然“超级回路”本身不违背物理学基本原理,但这个计划可行性还是不够:马斯克的预算太过于乐观,而且铝制胶囊列车本身还有很多技术困难需要突破。但到了2016年,Hyperloop One开始实体基础技术测试,到了2017年5月,实现全面技术测试,时速达到113公里,7月再测试,时速达到310公里。技术测试证明超级高铁技术完全可行。
    Space X公司于2002年创立的时候,美国与整个世界一片哗然,认为私人公司搞太空火箭发射,完全想入非非。马斯克一定又是搞又一次庞氏骗局,就为了骗钱,也就没有什么人相信他,有人断言肯定见不到真火箭。等猎鹰1号真被捣鼓出来了,2006年第一次发射失败,随后跟着两次都是失败,那些人又说了,看到吧,私人公司就是不行,玩火箭哪里能成?直到2008年终于有一枚猎鹰1号成功发射了,贬低他的人才一时语塞了。跟着到了猎鹰9号,人们才对Space X有了一定的认同度。


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    谁知到了2013年3月10日,在美国德克萨斯州举行的SXSW(互通传媒)大会上,马斯克宣布正在研制一款全新概念的运载火箭系统即“蚱蜢”(Grasshopper)火箭技术。这就是火箭回收技术。这一技术,是让火箭垂直起降,方法是在火箭的底部加装支架。火箭可以垂直发射出去,为什么不可以像蚱蜢跳回来呢?火箭及太空舱回收,当时人们认为可行的方法就是采用降落伞。马斯克提出的方法,有人讽刺是想用几根筷子把火箭搭起高速降落的火箭,与超级高铁的构想一样疯狂,异想天开。“蚱蜢”火箭技术果然在2015年失败了两次。直到2015年12月21日,成功实现陆上一级火箭回收。2016年,又试验海上回收。两次失败,一次成功回收了,火箭却又受损。这一年9月,Space X还发生了地面测试火箭爆炸事故。马斯克简直又成为科技笑话了。但到了2017年,Space X无论火箭发射、陆上及海上火箭回收,都表现靓丽。2017年3月30日,Space X还在人类太空史上首次利用回收的“二手”火箭发射卫星。2018年2月6日这次猎鹰重型火箭发射,又再次利用“二手”火箭。
    马斯克Space X的猎鹰系列火箭从头到脚,包括发动机在内,都由SpaceX独立研发、生产和组装的,具有载人潜力的龙飞船也是如此。而Space X开始只有几十人,2008年才500人,到了2015年才有4000人。过去,他的员工曾因待遇低,和他进行过集体诉讼,令公司花了400万美元达成和解,让每人得到500~2000美元的赔偿。如今,Space X不仅走出困境,而且目前成了傲视全球的独一无二的太空技术公司,跟着马斯克艰苦创业,不离不弃的员工,如今就有福了。
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    马斯克一直有一个太空移民的疯狂构想,早在2013年,他就宣称“我要去火星上退休”,猎鹰重型火箭项目,正是他火星梦想的重要一步。其后,他一再构想移民火星的计划,到了2016年,他的设想是在2025年把人类送往火星,到2060年,在火星居住的人类将达到百万级,他们将不依赖地球,建立自给自足的城市,最终实现人类殖民火星的计划。不过,他告诉大家,第一批殖民火星志愿者必须做好为人类英勇就义的准备。火星之旅极度危险,而现在人类没有任何办法把危险控制在可控范围内。而真正的困难,是如何最大限度地降低星际交通的成本,把100亿美元的票价降低到20万美元左右。他热衷于重复利用火箭技术。就为了能够降低地球到火星的运输成本。到了2017年11月,他宣布正在研制火星火箭“BFR”项目,BFR是高逾百米、直径9米,能重复使用的庞然大物。采用船箭一体形式,通过发射后进行多次在轨加注的方式,能将150吨重的载荷运到近地轨道,或是一次将100人送至火星。BFR很有可能于2022年试飞。然而,当时,中国空间技术研究院研究员庞之浩表示不相信,他的理由是当年美国航天飞机穷尽所能,只能带7个人。“SpaceX一艘载人飞船都没发射过,一上来就要装100人,太邪乎。”可现在猎鹰重型火箭一举发射成功了,就间接证明BFR未必那么邪乎。
    马斯克认为真正困难的还是移民火星的庞大费用。不过,马斯克的计划得到一些同样与他一样疯狂的富豪的积极响应。Google联合创始人拉里•佩奇曾在 TED 大会上表态:“去火星是人类的使命,我愿意把所有的钱给马斯克用于火星探索,因为他有足以改变世界的伟大创意。”
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    说起来,当初马斯克就是想用廉价火箭玩玩发射,心想,我用便宜的火箭来承揽太空发射业务,可以赚点小钱花花。他以为欧洲或俄国的火箭应当比美国便宜多了,可一问价钱,立即火冒三丈,太TMD的贵了!怎么办?依他的直觉,火箭的费用是不需要那么高昂的。怎么办?小爷我自己造。刚好其时,小布什总统砍掉了“低成本火箭引擎”等国家级项目,导致NASA的一些供应商只好关门大吉。因此失业的火箭引擎工程师汤姆•穆勒(Tom Mueller),当时也只是小角色。马斯克找到他及与他类似困窘的人,来伙计们,咱们一起干,别眼睛巴啦着向政府讨饭吃了。穆勒到了Space X,马斯克慧眼识英才,任命为自己的副手。马斯克还有好多别的事要做,Space X的内当家就是穆勒。穆勒不负所托,用了10多年的时间不断完善名为“梅林”的火箭引擎以及围绕该引擎而打造的核心产品。“梅林”被打磨出来了,马斯克的太空梦想实际就已经实现了。所以,汤姆•穆勒就成了Space X第一功臣。当然,身在美国,有设计还有强大的高端制造力。制造火箭的各种高精机床、仪器仪表、新型材料及工艺方法,一方面随用随取,只需要花钱购买就成,另一方面需要技术攻关的方面,尽管找专家、大学和科研院所来帮忙。Space X虽然只是一家私营公司,却在一个高端的技术平台上创业。只要你想得出来,设计可靠可行,制造就没有什么大问题。
    马斯克的猎鹰重型火箭是否取得理想的市场回报,现在仍是未知数。但美国现在又有了重返月球的计划,Space X有可能取得这方面的合约。月球运输,需要这类重型火箭。
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    埃隆•马斯克1971年6月28日出生于在南非的比勒陀利亚,父亲是一个英荷混血儿,曾在南非担任机电工程师,母亲曾为加拿大一名模特兼作家和营养师。他从小就对科学技术十分痴迷。1983年,他12岁就成功设计出一个名叫“Blastar”的太空游戏软件,又以500美元的价格出售给了《PC and Office Technology》杂志,赚到了人生的第一桶金。后来,他在美国宾夕法尼亚大学沃顿商学院攻读经济学,又到斯坦福大学攻读材料科学和应用物理硕士,却又在入学后的第2天离开学校开始创业。他拥有加拿大与美国双重国籍,除了汽车、太空、超级火车,他还在储能、清洁能源、电影、互联网等方面进行投资。支付宝,现在有人吹牛是马云的创作,实际上,不过山寨了马斯克参与创建的Paypal,而Paypal公司,1998年12月就成立了,并为马斯克暴富做了一个很好的台阶。被中国人称作“国家重器”的盾构机,马斯克为开挖洛杉矶国际机场与卡尔弗城、圣莫尼卡、西木、谢尔曼-奥克斯等一线的深地隧道(用于地铁、超级高铁,以及私家车),他2016年12月宣布创办一家钻孔公司(The Boring Company),到2017年6月29日,第一台盾构机“戈多”就开始工作了。盾构机又是他的公司自主设计、制造的。这个机械对他来说,没有什么挑战难度,也不知道什么时候突发奇想就制造出来了。The Boring Company的直译,是“无聊公司”。或许,他当真有一天无聊的时候搞出这么个东西来。他解释说,取这个名,是为了“有趣”。但马斯克反对可能不受控制人工智能,认为人工智能不当发展,可能摧毁人类文明。如果他改变初衷投身这个领域,不知道又会弄出什么奇事来。
    在美国,除了Space X,亚马逊CEO杰夫•贝索斯也热衷于太空探索,他的蓝色起源(Blue Origin)已经有了成型的新格伦(New Glenn)巨型火箭,目前正在佛罗里达州的卡纳维拉尔角的火箭工厂建造中。新格伦火箭预计在2020年前发射。蓝色起源曾在2015年完成亚轨道航天器New Shepard的火箭发射并回收。此后又多次试验成功。
    埃隆•马斯克由于其卓著的表现,有了“钢铁侠”的外号。在美国,就是出现这样一批以高科技梦想为人生目标的现代科技企业家,除马斯克外,还有比尔•盖茨、史蒂夫•乔布斯、拉里•埃里森、马克•扎克伯格、拉里•佩奇、谢尔盖•布林、杰夫•贝索斯、史蒂夫•鲍尔默、迈克尔•戴尔、查尔斯•厄尔根、保罗•艾伦等,以及现在不怎么知名,到时候又将令世界惊奇的人物。这些人并非顶尖的科学家,却是现代科技的成功组织者,对科技的发展方向有着特殊的敏锐力,可以通过他们的组织与强大的执行力,将原来的科技幻想变成现实。
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    这样的人实际上比诺贝尔科学家、总统、著名作家、哲学家、思想家、经济学家、社会学家、大学教授等社会精英都来得重要,或者说,重要的程度绝不亚于任何社会精英,他们有的创造一种新产业与人类重生活方式,如乔布斯开创了智能手机时代,有的善于整合与运作科技资源,构建强大的跨国大企业,如盖茨创立微软,有的正如马斯克这样,成功将人生梦想变成自己的伟大事业,不断创造人间奇迹。
    这些人只是需要社会给他们充分的自由,以及理解和尊重,他们只需要取得资本与初步市场,就能非常高效地调集众多科学家、管理大师为其梦想展开浩大的工程,产品创新成功后,就能迅速占有并创造及发展市场,进而取得更大的成功,又进一步提升技术水平,创造出一个个令世界不得不追随的黑科技来。美国拥有这样的梦想型科技企业家,就让这个国家的综合科技实力迅速提升,领跑世界,让美国与其他国家拉开距离。Space X只是马斯克运作的一个主要项目(企业)之一,仅用十多年时间,就达到了“技可敌国”的可怕程度。灵活的机制、精准的判断力和梦想的坚持,体现了美国制度与文化的独特一面,就是利于创造与创新,给现在与未来提供了无限可能性。
    马斯克父亲是南非人,乔布斯父亲是黎巴嫩人,埃里森父亲是俄罗斯犹太人,布林自己就出生在俄罗斯,对贝索斯成长影响很大的继父是古巴移民,鲍尔默的父亲是瑞士人、母亲是俄罗斯犹太裔人,他们与盖茨、戴尔等比较纯正一些的美国人还不太一样,如果人在南非、黎巴嫩、俄罗斯等国,几乎绝无可能取得他们那样的成就。只有在美国,他们才如鱼得水,风光无两,顺利实现人生抱负。这就是我们必须承认的地方。
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    有人对马斯克和Space X不以为然,认为不过是美国军方向其转移了技术。这就太不了解美国的技术状况了。美军方固然掌握一些重要技术,但科研并非军方的强项,而是通过政府订立一些规则,控制民间技术,规定某些技术属于国家机密,不得转让与出售。美国是私有化程度极大的国家,藏富于民也藏技术于民,大量先进技术掌握在企业、大学和研究机构手中,并得到严格的知识产权保护。军方及政府为了某些需要,或出资资助研究,或直接购买技术、产品及服务,同时也与出售者签订技术保密协议。Space X属于民用性质,军方介入不深,但得到NASA一定的支持。Space X在研发过程中,第一个重要合同是NASA给的,否则,Space X当真就破产了。而NASA也有自己的火箭项目,即德尔塔 IV、SLS重型火箭等,但由于其经费紧张,与Space X廉价火箭合作,也成为其不得已的一项选择。另方面,NASA也愿意看到私人太空技术企业的成长,可以使美国在太空竞赛中多一些技术储备与选择。Space X的简化设计和火箭回收技术,则是其先创,具有独特性,军方与NASA更无这方面的技术储备,只有Space X自己摸索出来。
    眼瞅着马斯克这样的成功,不去思考人家成功的根本原因,不去思考人家已经形成的那种非常有利于科技创新的社会文化土壤,或者自以为是,夜郎自大,漠视、贬低人家的成果,或者寂寞嫉忌恨,抑或因自卑而埋怨,都不会给我们带来什么有益的启示。科技没有别的,就是用数据与成果说话。而成功又来不得半点虚假,是一步一个脚印,一个个成功的创造与创新换来的。
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