SpaceX何以一飛沖天

凌偉豪

劃過夜空的星鏈衛星群軌跡。圖/法新

2024年1月14日晚，北京、河北多地網友稱其看到了天空出現的不明光球：這幾個光球在黑暗的襯托下很顯眼，可以自主飛行，還會吐光圈，整個過程持續了3分鐘。相關視頻在網上廣為傳播，眾說紛紜，如果沒有后續，不明光球最后似乎又成為證明外星人存在的市井怪談了。

1月15日，北京天文館研究員朱進在接受媒體采訪時表示，14日晚出現在天空的不明光球是美國太空探索技術公司（SpaceX）發射“星鏈”衛星的火箭在經過華北上空進行鈍化處理產生的現象。

據SpaceX官網信息，1月14日，SpaceX共執行兩次星鏈任務，兩次合計將45顆衛星送入近地軌道?？紤]近16小時的時差，北京、河北上空出現的應該是SpaceX14日第一次發射任務的二級火箭。這是全球2024年度第11次軌道發射，是SpaceX本年第四次發射。

SpaceX，這家在中國乃至全世界都不乏流量和熱度的公司又以這樣意想不到的方式突然闖入2024年。

2023年，馬斯克麾下的SpaceX總共完成98次火箭發射，占全球發射總次數近半壁江山；在近地軌道上已有近6000顆衛星，占太空已有衛星的一半以上；為全球用戶提供衛星聯網服務的星鏈已經實現盈利。

在不少人看來，他幾乎以一己之力，讓人們看到了商業航天的廣闊前景，讓當年他所述“移民火星”的口號，逐漸從夢變成現實。為什么會這樣？是因為英雄嗎，如好萊塢大片般的硅谷鋼鐵俠力大無窮？是因為環境嗎，美國將航天市場全面交由市場引導所致？

輝煌2023，刺激2024

美中時間1月12日，馬斯克穿著那件標志性皮夾克亮相SpaceX全體員工大會，和人們印象中的盛大的年會不同，這場位于得州星艦基地的員工大會別樣的簡單“粗暴”：現場沒有貴賓席、西裝革履與紅地毯，也看不到主持人、文藝匯演和代表員工講話。

員工們穿著便服或者工作裝在臨時搭建的臺子下，看自家老板做簡短的ppt匯報。不遠的地方豎立著通體黑色的星艦（Starship），這個龐然大物高121米，直徑9米，有效負載能力可達150噸，是迄今為止人類運力最大且完全可重復使用的運載火箭。

馬斯克總結了過去一年SpaceX所做的事情：2023年SpaceX共成功完成96次發射任務，加上兩次星艦試飛，總共完成98次火箭發射，占全世界總發射次數的44%。98次發射包含了63次星鏈發射，共發射了1984顆星鏈衛星，目前近地軌道空間已經有近6000枚星鏈衛星。

加上載人航天任務機組成員、拼車任務的載荷和未披露的秘密任務載荷，據馬斯克的估計，SpaceX在這一年將1600噸的有效載荷送上了既定軌道，占全球有效載荷的80%。

如果亮眼的數據、龐大的體量和創紀錄的進步早已讓人們見怪不怪——這幾乎是SpaceX成立以來年年發生的事情，那么還有一件所有航天從業者都不能不關注的事情——SpaceX終于具備了盈利能力。

2023年8月，《華爾街日報》中文網的一篇報道顯示，2023年一季度，SpaceX收入約15億美元（當時約合人民幣109.65億元），實現總利潤5500萬美元（當時約合人民幣4.02億元），實現盈利。11月7日，據彭博社援引知情人士透露，SpaceX今年有望在火箭發射和星鏈業務上實現年收入90億美元。

回顧2023年，SpaceX無疑已經成為航天發展領域最耀眼的那顆星，作為目前的航天引領者，其發射載荷、發射頻率、發射次數每時每刻都在刷新人類的航天運載能力，填補航天發展的空白。

2024年，馬斯克在年度總結中提出要完成150次發射，同一級火箭要重復使用40次，同一個發射臺最短發射間隔要控制在24小時之內。這意味著更快、更多、更有性價比。

此時距離SpaceX公司成立過去了22年，距離獵鷹1號成功發射過去了16年，而距離獵鷹9號成功著陸回收過去了8年。

人們總是忙于造神，將看到的顯露出的一切豐功偉績附著在某個人物或是某群人身上，因為在跨越專業壁壘的道聽途說中，人們輕易就忽略了技術每一次微小的進步所耗費的心力，而每時每刻的投入與某個技術節點的突破同樣重要，都構成了最后成功不可或缺的一部分。

如果想要解答SpaceX何以成為如今首屈一指的航天公司這個問題，就不應該只停留于為“硅谷鋼鐵俠”馬斯克立傳，而是要到技術和行業內部，真正見證星艦、獵鷹9號、星鏈這樣劃時代的技術是如何建造起來的。

SpaceX有一個神奇的部門，名叫專業部門。它負責十幾個領域的技術創新和研發。用不銹鋼替代碳纖維蒙皮、用工業級元器件制造電子設備、大量使用3D打印技術生產測試零部件，類似的奇思妙想大都出自這個部門。

不計成本的技術革命，是SpaceX身上最顯著的標簽。整個公司奉行絕對的工具理性原則——拿來即用、有效即用。正如馬斯克在接受媒體采訪時表示，“如果一件事情夠重要，那么即便所有條件都與你作對，你就該去做?！?/p>

在生產制造的自主研發上，SpaceX善于跨界創新：現有的航天材料昂貴、笨重，還被上游產業鏈壟斷著，那就用其他工業領域的合金原料。比如，在二級液氧/煤油貯箱的共用箱底，就采用了航天飛機時代大量使用的2195鋰鋁合金，大大降低了成本。

SpaceX確實太特殊了。因為整體設計過于復雜，如果用傳統航天航空常用的設計軟件達索CATIA，大型設計文件往往要花一個多小時才能打開，甚至無法打開。在開發受阻后，SpaceX立即轉向效率更高、開圖更快的西門子軟件NX，這款軟件本來是為汽車公司用的。

作為一個只在乎技術創新的工程部門，凡是有利于星艦進一步發展的，其計劃方案都會于第二天出現在SpaceX專業部門的辦公桌上。

類似場景不斷在公司內部上演。在2023年11月，星艦第二次測試，SpaceX將33臺發動機并聯在一起，同時點火噴射，證明了在動力方面，發動機并聯方案是完全可行的。

并聯發動機是一項塵封已久的技術?？屏_廖夫將30臺發動機并聯在蘇聯N1火箭上，在1969年至1972年間，進行了四次試驗，剛剛完全解決發動機問題。蘇聯領導人放棄了登月計劃而轉向空間站，也就放棄了追求超強動力的N1火箭，并聯式發動機長期被否。

但馬斯克敏銳地察覺到了它的價值，完成了科羅廖夫所暢想的火箭藍圖。

談及自主研發，似乎早就不再新鮮。但打破全行業壁壘、全面跨界，將各種技術用于SpaceX的研發當中的玩法，確實極為少見。

一個好漢三個幫。SpaceX畢竟只是一家公司，資源畢竟有限。公眾常常只看見SpaceX是一家商業航天明星企業，關注它的順利與失敗，忽略了在其上游下游的龐大的產業鏈體系，這才是SpaceX從始至終賴以研發的關鍵。

在SpaceX早期，外包產業鏈就已深度參與其中。2014年，獵鷹9與龍飛船有522項外包工藝流程。伴隨技術定型，開始批量生產飛船。到了2019年，外包工藝流程擴大到2070項，在接下來幾年，規模上量的外包工藝，助推了整個供應鏈的成熟，讓如上種種創新技術能夠順利實現。

以制造外包為例，2019年SpaceX的外包加工商則多達268家，全部為美國本土企業，涉及熱處理、電鍍、檢測、氧化、表面涂層、不銹鋼鈍化、清潔、焊接等工藝環節，共計2070個工藝節點。

不只集合了上下游產業鏈的技術，SpaceX還在NASA的支持下，垂直集成整條產業鏈，保證自主可控。作為鏈主的SpaceX內嵌于美國乃至世界產業鏈，使得整個行業都迎來了高速創新迭代。

所謂“鏈主”企業是指在產業鏈中處于核心地位，對產業鏈具有一定控制力，能夠發揮自身比較優勢、充分整合和利用外部資源、凝聚和協調產業鏈上下游主體、推動產業鏈不斷創新和迭代的企業。支持“鏈主”企業主導全產業鏈創新是優化產業組織方式、完善產業創新平臺建設的重要手段。

作為鏈主，SpaceX大刀闊斧地改革了商業航天領域產業鏈，找尋產業鏈上的成熟技術，吸納其核心人才，提高自我研發能力，同時，最大程度整合工業資源。值得留意的是，SpaceX內部極為推崇自給自足，打破以往分系統外采的模式，馬斯克看到了過去NASA強管理模式下和波音、洛馬等航天巨頭的博弈對抗，消耗了大量人力、物力、財力且效率低下，所以內嵌于產業鏈的SpaceX通過自主研發制造了火箭70%以上的分系統。

另一方面，SpaceX提前布局制造、裝配、測試和發射的配套設施，自行把握任務節奏?？偠灾?，沒有對火箭發射產業鏈強大的掌控能力，就無法充分整合和利用外部資源，也就無法將工業產業鏈的完全生產力給激發出來，最后只能成為腐朽的行業舊有形象，在穩定采購訂單中官僚化，嚴重阻礙產業升級技術革命。

為了保證對產業鏈的控制，首先要有清晰的產業鏈分類。

SpaceX將其主導下的火箭產業鏈分為了上游零部件系統、中游火箭制造及發射、下游應用三個部分，最為核心的零部件系統分為箭體結構、動力系統、控制系統等分別垂直布局管理，不同的部分對應的都有細分的供應鏈對象。

面對龐大產業鏈，SpaceX有兩種做法，一方面并購整合資源，另一方面分散管理。

前者是為了避免供應鏈過于復雜，導致效率降低。這打破了以往發動機、電子設備、導航系統、地面支持設備等分系統由不同研制單位分別承擔的模式，采用扁平化組織和縱向整合、高度集成的設計模式，自主研發和制造火箭關鍵零部件。

由此，SpaceX既是產業鏈中最強大的一環，也是整合產業鏈資源的推手。憑借對關鍵零部件和工藝技術的掌控來控制整條產業鏈，而不需像洛馬和波音公司必須與1.2萬家供應商合作才能制造火箭。

后者則強調不依賴單一供應商，引導供應商形成完全競爭的格局，形成對產業鏈上游的控制。通常來說，上游供應商主要提供通用產品，價格和技術壁壘低，易形成買方市場，SpaceX抓住這一點，用強大的議價能力壓低成本。

對于合作的供應商，SpaceX設立了嚴格的準入門檻，所有供應商都要經歷試用期階段，并定期進行績效考核。SpaceX所有供應商都要經歷準入、試用期階段，且要通過ISO9001/AS9100標準認證，才能最終成為穩定供應商。成為穩定供應商之后，SpaceX還建立了責任負責制，構建科學、定量化的績效管理體系，運用計分卡實現評估指標及評價方法的標準化，倒逼供應鏈升級。

可以說，這一套組合拳下來，盤活的不只有現在最吸引人目光的SpaceX，還有其背后的火箭發射全產業鏈。SpaceX就像那條鲇魚，告訴冷戰后沒了抗爭動力和訂單壓力的波音、洛馬等官僚化的老航天企業，你們過去坐吃山空的日子，一去不復返了。

2006年至2018年，SpaceX從NASA和美國軍方得到的項目訂單高達80億美元，是整個公司營收的主要來源。截至2021年，SpaceX共獲得政府支持經費151.7億美元，占總經費62%，其中NASA投資超過50億美元。

SpaceX能夠以鏈主的身份整合美國火箭發射產業鏈，同樣離不開NASA的支持。如今美國航天能夠在有限的資源下展現出更好的前景，本就是NASA不斷結構改革之后的結果。SpaceX不僅是自然市場下商業航天的奇跡，更是在NASA強管理模式控制下，在計劃框架下有效運用市場規則的合理產物。

2003年，美國發布了《國家航天運輸政策》和《美國國家航天政策》，NASA逐步退出近地軌道業務，將其承包給私營航天公司，自己專注于科研和深空探測領域，商業航天市場正式開放。

NASA開始反思自己的問題。冷戰期間，NASA建立的強管理模式的確取得了杰出的成績，無論是載人航天、載人登月還是航天飛機等新技術的研發都證明了NASA管理模式的高效。但另一方面，銳減的預算讓各類隱患暴露出來，其中極為嚴重的就是被單一供應商限制，20世紀90年代以來，美國航天工業被波音、洛馬壟斷，項目要價虛高且效率低下，嚴重拖累了NASA任務的推進。2003年NASA的哥倫比亞號航天飛機發生事故，導致七名宇航員喪生，這一災難意味著NASA體制改革已經到了迫在眉睫的地步。

在商業航天的改革中NASA形成了一種新模式：政府劃清標準范圍，企業則在框架內發揮自主性。全火箭發射上下游產業鏈各環節中，NASA和軍方會提供項目訂單、技術支持、發射場地資源。

2023年11月，星艦的第二次試飛吸引人們關注。圖/IC

資料來源：美國GAO報告。制圖：張玲

資料來源：根據公開資料整理

NASA通過其直屬分機構將每一個領域都交給不同的供應商競標，企業仍然保留產品所有權，NASA只購買服務。

以固體火箭發動機推進劑為例，推進劑的不同成分都由不同的供應商提供，NASA和軍方會與企業協調，讓供應商競標或者干脆自己投資成立合格供應商，規劃整個產業鏈。NASA通過供應鏈平臺，不斷扶持新總承包單位，甚至自己成為總承包商，去幫助新企業成長。

SpaceX公司正是在這樣的環境下誕生。NASA在COTS項目中把政府出資占比壓縮到40%左右，并在預研、檢驗生產、飛行展示三個階段對SpaceX和軌道科學公司提出了多個里程碑指標。達標后，才能確定進一步資金投入計劃。如果順利完成研制任務，NASA將采購其發射服務，否則就延期直至績效達成或終止合同。SpaceX在競標中完成了30多個里程碑任務，才拿到最后的大訂單。

同時，尚在發展中的商業航天企業也會得到發射場地與航天技術支持。SpaceX早期的三個主要航天發射工位均租借于美國政府，且享受空軍和NASA提供的支持，無異于雪中送炭。而NASA也與SpaceX簽訂了一系列空間法案協議，分別由馬歇爾航空中心、噴氣推進實驗室、約翰遜航天中心承擔，且因隸屬于公司產權，SpaceX可以沒有后顧之憂。

綜上所述，SpaceX能取得如今的成就，離不開它對效率與技術突破的不懈追求，同樣不能忽略SpaceX以鏈主的身份，激活了全火箭發射產業鏈。

這得益于，NASA建立的政企合作新模式，將強政府與強市場結合。一方面將政府擺在監管、梳理、統籌規劃的位置上；另一方面長期扶持商業航天企業，讓其在有限的市場環境下自由競爭，發揮作為商業企業的積極性。這不是慣常認為的市場經濟野蠻生長，而是政府引領集中資源，規劃發展的同時充分放權。