11顆衛(wèi)星，每顆重172千克，相當于22個成人，被“獵鷹九號”火箭送入了600多公里高度的近圓軌道。而且，第一級火箭經(jīng)歷一輪太空飛行，再次返回地球大氣層，于點火升空的9分40秒后，又穩(wěn)穩(wěn)立在發(fā)射場附近的著陸平臺，實現(xiàn)了世界上首次運載火箭的成功回收。

一年以來數(shù)次失敗之后，美國太空探索技術公司（spacex）的研發(fā)團隊終于可以安心回家歡度新年。此次創(chuàng)造航天史的火箭發(fā)射成本，預計為6000萬美元，大大降低了人類飛向宇宙的億萬美元門檻。當家人馬斯克用“特斯拉”轎跑車改變了純電動車徐緩疲弱的傳統(tǒng)印象，這次他的目標是希望自己在火星上退休。

這，也許真的已經(jīng)不是一個夢想。那么，如何迎來一個萬眾創(chuàng)新、大眾航天的時代？

當航天物料成為平常東西

作為ceo兼cto（首席技術官），同時也是技術狂和工作狂，在這個馬斯克的手中，超高速的火箭可以往返于天地，而不必再被拋擲到大海中。當然，“原地返回”做到了，“異地返回”也應該不是問題。

“科學家正在研究建造噴射引擎和火箭引擎的混合體。它能在4小時內(nèi)飛行相當于從英國到澳大利亞的距離，使乘客的太空旅游像坐飛機一樣容易”，這條國際著名廣播公司的電文稱，“這項工程簡直讓人為之一振，太空飛行器能以音速5倍的速度飛行，最高時速達3000英里（約合4800公里）……”與正?？蜋C航班不同的體驗，還有那種九霄云外的失重感。

就相關技術的可行性，本報記者與上海市科學學研究所合作，通過公眾號“三思派”與上海宇航系統(tǒng)工程研究所高工毛承元展開對話。這位從事運載火箭總體研制的工程師認為，此次回收式火箭的突破之處，首先在于動力技術，主要包括火箭一級發(fā)動機多次啟動、精確推力控制、推進劑管理等技術。另外，這枚全推力版本的火箭還運用了極低溫的液氧煤油推進劑，也是世界首創(chuàng)。突破之二是飛行控制技術，“獵鷹九號”的一級火箭有40多米長，需要在與各級火箭分離后完成姿態(tài)調(diào)整，進行返回再入的彈道控制，并精準地返回著陸點；同時，控制其垂直返回，也需要很強的飛控能力，他們在這方面也是領先的。

毛承元表示，這次成功可以歸結為幾個原因，其中之一是“整個美國的科技和工業(yè)基礎，保障了從原材料、工藝、制造設備到計算機等諸多領域都是領先的”。這在整個火箭設計制造過程中的作用相當明顯，簡單地說就是馬斯克他們所用的貯箱材料、焊接工業(yè)、箭上計算機及導航器件等等，在他們那里都是平常的東西。而在別的國家，可能還需要投入大資金去攻關，效果也不一定穩(wěn)定。

商業(yè)航天還須反壟斷“ppp”

不過，技術原因并非專家眼中的首要原因。在這個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活躍度很高的國家，作為支持創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的政府部門，往往與包括民營企業(yè)在內(nèi)的社會各方力量結合在一起。

在美國航天領域，也并非一開始就是如此。波音公司和洛克希德?馬丁公司是政府有意扶持的，兩家原本存在競爭關系，后來卻聯(lián)合起來成立了發(fā)射聯(lián)盟（ula），幾乎壟斷了美方軍用發(fā)射，并且價格很高。毛承元說，在航天飛機退役后，美國國家航空航天局（nasa）需要尋求新的方式向國際空間站補給，也不希望再次形成一家獨大的局面，因此出臺了不少商業(yè)航天政策，鼓勵私營航天發(fā)展，并開放了一些技術進行支持。

這種模式顯然是反壟斷，相當于“ppp”，即政府與社會資本合作模式，或稱公共與非公共部門間的伙伴關系。

國家天文臺副研究員、科普作家鄭永春告訴“三思派”編輯：事實上，美國政府在奧巴馬上臺伊始就開始布局商業(yè)航天發(fā)展，“如果沒有國會立法和政府政策的支持，美國太空探索技術公司不可能有今天的成功”。

他認為，nasa作為政府部門，在推動商業(yè)航天發(fā)展方面不與民爭利，果斷退出具有潛在商業(yè)價值的低軌道航天發(fā)射領域，向spacex這樣的民營航天企業(yè)開放。nasa自身則集中精力發(fā)展基礎航天技術和深空探測等公益性航天事業(yè)，特別是在載人登陸火星方面。

比如，nasa向spacex開放了阿波羅登月和航天飛機研發(fā)的大量技術報告，轉移了大量成熟技術。為了扶持spacex，nasa甚至將自己的核心技術骨干派駐到這家公司，其中包括一批航天業(yè)內(nèi)的頂尖高手。

在鄭永春看來，航天發(fā)展的瓶頸在火箭，而火箭研發(fā)的瓶頸在發(fā)動機。spacex此前并沒有研制大型火箭發(fā)動機的能力，這枚獵鷹九號火箭上使用的“梅林發(fā)動機”，原型是nasa當年用于載人登月的，推力不大，因此，整個獵鷹九號需要19臺這樣的發(fā)動機。nasa把梅林發(fā)動機的全套技術轉讓給spacex，spacex在原有基礎上又進行了改造和升級，發(fā)動機推力由此得以提高。而目前，spacex已經(jīng)具備獨立自主研發(fā)火箭發(fā)動機的能力。

不僅轉移技術、輸送人才，nasa還給了長期的大額訂單。經(jīng)過20多家公司的3輪競標，spacex的獵鷹九號和另一家民營航天企業(yè)軌道科學公司的運載火箭脫穎而出，贏得了國際空間站貨物運輸合同，總金額達數(shù)十億美元。

失敗是成功之母，此前馬斯克的火箭“保持失敗”十多次，但政府依然愿意支持他。毛承元說，前三次的獵鷹一號火箭發(fā)射失敗，spacex公司幾乎破產(chǎn)，nasa適時提供援手，甚至在獵鷹九號還沒首飛時就給了spacex商業(yè)航天的補給合同，可以說救了他們一命?！傲硗?，奧巴馬還親自參觀過他們的發(fā)射場?！?/p>

浴室零件組裝飛船把手

搞航天，真的那么“高大上”嗎？產(chǎn)生這種固有的概念，有點像上世紀80年代中國轎車工業(yè)通過合資模式重新起步時，當年造轎車似乎也是那么“高大上”。然而，時過境遷，轎車制造以及發(fā)動機在一些本土民營企業(yè)家眼中也早已不是那么神秘和洋氣。未來的航天，恐怕也是如此。

成本低是大眾化、廉價化的前提。據(jù)鄭永春研究，spacex制定了全面的成本控制計劃：火箭和飛船使用的全部零部件盡可能由自己生產(chǎn)，這樣做同時也降低了零部件外部采購帶來的質(zhì)量控制風險。由于火箭和飛船的生產(chǎn)量十分有限，為了減少生產(chǎn)線，他們盡可能在一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)多種不同的零部件。馬斯克相信，降低成本的關鍵不僅在于研發(fā)新的技術，更在于廣泛采用已經(jīng)成熟的技術和產(chǎn)品。

低成本發(fā)射已經(jīng)成為地球上空的“鯰魚”。以向國際空間站提供貨運服務的“龍飛船”為例，“龍飛船”與國際空間站的貨運合同2008年時的單次費用為1.33億美元，相當于今天的1.15億美元，于是nasa用16億美元就購買了12次貨運發(fā)射任務。與此相比，美國大中型空間載荷的平均發(fā)射費用每次為4.35億美元，4次發(fā)射就合計17.4億美元。而歐洲的阿麗亞娜（也譯“阿里安”）公司和美俄聯(lián)合的國際發(fā)射服務公司報價也不低。

鄭永春說，為了降低成本，spacex甚至用市面上十分成熟的浴室零件來組裝飛船的門把手，僅此一項小細節(jié)就可以節(jié)約1470美元。這種十分商業(yè)化的運作模式，就像生產(chǎn)冰箱和洗衣機的流水線那樣，脫離了以往火箭研發(fā)中十分臃腫冗長的供應鏈。

有人認為，獵鷹九號火箭第一級的回收成功，使航天發(fā)射變成了“白菜價”。鄭永春認為，實際上，火箭回收可以降低發(fā)射成本是肯定的，但是否真的降到白菜價，回收后的火箭發(fā)動機又需要進行多大程度的更新改造――是更新后用于下一次發(fā)射，還是用于其他用途，這些都還需要航天實踐的進一步檢驗。毛承元也說，希望人們關注spacex等新興航天企業(yè)的成長，更多于關注回收成功?！半m然這次回收成功了，但真正的重復使用，依然道路漫長?！?/p>