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星舰升空后四分钟,炸了!但是在火箭发射的直播视频里,现场还是一片欢呼声与掌声,是不是很反直觉?他们到底在庆祝什么,把30亿美元炸得烟消云散?
美国时间4月20日发射,星舰升空大约4分钟后在空中爆炸解体。SpaceX团队分析,原因是星舰遭遇了助推器和飞船剥离时计划之外的故障。SpaceX创始人伊隆·马斯克并不认为此次发射任务是完全的失败,表示学到了很多教训来为几个月后的再一次发射作准备。
这正是观察者视角与真正做过火箭的人视角的不一样。这期节目《硅谷101》将对话SpaceX的前高管、FP Solutions的创始合伙人Lewis Hong,来跟大家聊聊星舰Starship的建造过程和背后的故事。早在星舰发射之前,他就跟《硅谷101》说:“星舰只要不在发射台上爆炸,都算成功,这是SpaceX大家经常开玩笑的话。”
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Lewis这样评价这次星舰发射表现:
1. 有几个引擎在火箭发射的那一霎那就毁了,当时大家都吓呆了,声控部分也显示火箭有些部分有小爆炸,这种情况都飞出去了。他分析有很多失误导致火箭失控,再综合SpaceX空中爆炸时的画面,Lewis猜测这次爆炸可能是SpaceX启用了飞行终止系统(Flight Termination System)自己引爆的。因为如果火箭会失控或者对周围人与环境造成威胁,发射者有义务去终止它。
2. 星舰不止飞起来了,还通过了MaxQ阻力最大动压点,MaxQ是指火箭加速到速度最快和压力最大的时候,也是火箭最危险的时候。从这个点来说星舰这次表现还不错。总体来说,这次发射结果很多内部同事都没有预料到,但积累了很多有效的数据,只要发射台没炸坏,几个月以后再飞就可以避免这些问题了。
01 “只要不在发射台上爆炸,都算成功”
《硅谷101》:为什么所有人都这么期待这次星舰地发射?它跟猎鹰九号当时成功发射的不同意义在哪里?
Lewis Hong:和猎鹰九号相比,星舰可以把太空运输的成本降到更低,于此同时也能飞得更远。在猎鹰九号之前,我们送一公斤货物上太空大概需要2万美金左右,但是猎鹰九号却把成本下降到了2000美金。星舰在此基础上更胜一筹,大家普遍认为如果星舰能够成功发射,运送一公斤货物的成本又会进一步下降到100美金。另外,火箭在升空的过程中总是消耗大量的燃料,这就导致火箭没办法飞得很远。但星舰的结构设计允许它在太空中加油,这样既能让它运更多的货,又能让它及时补充燃料。
那太空加油是怎么实现的呢?星舰有好几个不同的版本:载货版本,载人版本,还有载燃料版本。虽然不同版本的星舰外观类似,但里面的结构却大大不同。专门载燃料的星舰会带着燃料与太空中的载货载人星舰结合,从而补充燃料。
《硅谷101》:再回到这次的发射,怎么样算特别成功?
Lewis Hong:SpaceX的人常常开玩笑,说只要不在发射台上爆炸都算成功。但从我的角度来看,假设星舰能够离开发射台,并且准确进入太空的轨道,这就是一个很重要的里程碑了。如果发射之后还能完成回收,那就更锦上添花了。
《硅谷101》:你能讲讲星舰的设计初衷吗?
Lewis Hong:在我刚进入SpaceX的时候,大家就在讨论希望设计一个能够带大家在宇宙中穿梭的工具,但现在不管是猎鹰九号还是目前市场上所有的火箭规格,都没办法实现这件事情,因此大家想到了制造星舰来解决这个需求。当时星舰的尾翼就是在我们部门里做的。
《硅谷101》:马斯克经常在社交媒体上提到星舰的“湿彩排”,可不可以解释一下什么是湿彩排?这次发射之前进行过湿彩排了吗?
Lewis Hong:湿彩排指的是“一切就像真的要发射一样进行彩排”,其中包括采用真正的燃料。很多火箭公司为了节约成本并没有每次彩排都使用燃料,但SpaceX的习惯是每次都用助燃料进行彩排,从而保证整个系统都没有问题。针对这次的发射,我们的确把星舰的每个部分都单独湿彩排过了,但是还没有做整个系统的湿彩排,因为风险比较大。
《硅谷101》:除了星舰的发射,针对星舰的回收大家也有很多讨论。马斯克除了有实现载人载货的野心,他还想通过回收跟循环使用,来降低星舰的制造成本。仅仅是在什么高度回收星舰就是一个非常难的问题。
《Everyday Astronaut》在Twitter上发过一个经典问题:火箭助推器最开始是倾斜的,但回收之前需要垂直降落,到底应该在离地500米还是离地2000米时开始由倾斜转向垂直?如果从离地500米的高度将星舰从倾斜状态调到竖直状态,能让火箭节省更多的燃料,从而运输更多的货物;但问题是离地太近,如果调整过程出现失误,火箭很可能爆炸。如果从2000米的高度进行调整,虽然安全性高,但是火箭至少减少了20吨的载荷量,这比整个猎鹰九号的载荷量还要高。针对这个问题,你是怎么看的?
Lewis Hong:这是非常经典的一个问题,这个问题就是说,你把规模扩大到这么多倍的时候,错误的容忍度变小,需要更高的精密度。火箭回收是什么?它从太空中掉回地球,掉到一定程度的时候,需要燃料和引擎让它慢下来,让它不会着急撞到地上,然后爆炸。可是你想想看这个东西要算得有多精准,启动的太慢,那基本上它就会炸毁;用得太早,就会浪费更多的燃料,因为它本可以载更多的东西上太空。
猎鹰系列做回收的时候,也失败了很多次,星舰它的整个重量,规格,还有精密度都要比猎鹰九号大很多。
以我对马斯克的了解,Elon一定会选择All in。可能他一开始会比较保守,因为毕竟是第一次发射还没有很多经验,所以他们一定会尽可能的去增加安全性;但是最终我还是相信马斯克一定会推动整个团队,把这个系统的效率做到极致。
《硅谷101》:早年我们看到火箭都是横着造的,但后来不知道从什么时候开始,就都变成竖着造火箭了。马斯克是如何去重新思考和定义火箭制造行业的?
Lewis Hong:我们刚开始开始横着制造猎鹰九号的时候就后悔了,但那时候基本工程已经确定,没办法再做任何改变了。为什么我们后来改成竖着造火箭了呢?因为Elon讲了一句话:“不要把地心引力当作是你的敌人,利用它。”
星舰的结构就像把一个个甜甜圈焊接起来,如果你把它横着做,你将需要非常多的器具去维持它这个圆的形状,否则它就会很容易因为地心引力而变形。但如果你一开始就把它做直的,一层层往上搭,就能很好的克服这个问题。马斯克也说,以后火箭发射都是直的,整个流程都是直的,我们干嘛要费力不讨好的横着造火箭?这是马斯克做猎鹰九号的时候最后悔的点之一,后来这个点在造星舰上也有充分的改进。
还有个例子也能体现马斯克的第一性原理。我们当时需要做一个能承载1万 PSI 的高压筒,但面临的问题是和我们合作的厂商让我们体验极差。不仅高压筒卖得贵,还经常出现服务延误。马斯克当时就和我们说:“高压筒跟可乐罐在制作过程上有什么不同?高压筒不过就是一个承载压力的一个容器,可乐也是,两个东西从物理上基本是一模一样,那为什么一个可乐可以一秒钟生产这么多个,但高压筒就不行呢?” 虽然我们最后发现可乐和高压筒的制造还是有很大区别的,但确实也有一定的共性。不得不说马斯克非常会从源头思考问题,看到复杂现象背后的本质。
02 星舰如何降低成本?
《硅谷101》:星舰可以让一公斤货物的运输成本从两万美金降低到 100 美元,除了火箭的可回收跟循环使用,还有哪些原因造成了成本的下降?
Lewis Hong:首先,星舰的巨大规模很好的降低了运输成本。星舰可以运输150 到 250 吨的重量,再加上它里面有1000 立方米的空间,大到基本能把整个埃菲尔铁塔全部拆开叠起来,然后整个运上太空。这么大的空间加上载力,这就让它每运输一公斤的成本变得非常低。
其次,星舰采用瓦斯作为燃料。为什么有星舰是因为Elon希望去火星,可是问题来了,你到火星以后你要怎么回来呢?燃料从哪里来?火星上并没有煤油让你回家,但是火星上面有瓦斯,这就是为什么马斯克从一开始就选择瓦斯作为星舰的燃料。另外,瓦斯也比煤油更好处理,进一步降低了星舰的成本。马斯克其实是先想到他要去火星,再通过火星上有什么来倒推要用什么燃料的。可见马斯克的工作方式是从最终目标往回推。
最后,星舰的制造材料选用了更便宜的不锈钢。传统火箭的制造材料是碳纤维,但不锈钢相比之下有更多的优势。不锈钢制造的成本差不多是碳纤维的 1/ 300,而且材料的耐用度也都远远超过碳纤维。
《硅谷101》:听下来马斯克在造火箭的时候,除了看中要让火箭飞出去可回收,同时也非常的看重降低成本。是因为 Spacex 是一家创业公司,资金比较紧张吗?还是说 Elon 的观念就是这样的,他要做一个商业化的事情,只有降低成本,才能实现真正的商业化?
Lewis Hong:后者。我们在做的所有事情都不是在扮家家。马斯克认为,火箭应该是像飞机旅游一样频繁,成为每一个人生活中的一部分。这是马斯克建立SpaceX的理念,就是说他要 open access space,他要让所有人都可以去宇宙,不管你要去旅游,还是要去开发,还是要去探索。因此,实现真正的商业化是他做所有事情的出发点。
《硅谷101》:我看马斯克对媒体说他每年要制造 100 艘星舰,十年做到 1000 艘,因为这个目标太过于宏大或者激进了,以至于让我很难相信他是真的。作为一个从内部出来的人,你觉得他是有可能实现的吗?
Lewis Hong:我认为为什么马斯克会说这个目标?凡事从他要达到了最终的目标往回推,为什么要 100 艘、 1000 艘呢?他是希望人类可以长期真的居住在火星,并且在火星上有新的城市,有新的文明。我们不止去火星,我们还要改造火星,让它可以变成像地球一样可以生活的星球。
《硅谷101》:你想去火星吗?
Lewis Hong:如果仅仅是去火星看看它长什么样子,去旅游一下,这个东西不太会吸引我。可是如果有一个项目,让我们去火星推动它的开发,这就非常有意义了。
《硅谷101》:其实在去火星之前,我还听说星舰可以一小时绕地球一圈,36 分钟从洛杉矶到上海。我好奇除了去宇宙、去月球、去火星,那星舰是不是也能提供超快的火箭型飞机?
Lewis Hong:对,这个是所有星舰计划里面最得到大家共鸣的,大家在讲的时候都会说,对,就是这个用途。既然星舰都可以去火星和月球了,地球上的点对点运输也一定可以做到。
《硅谷101》:你觉得大概多少年能实现?
Lewis Hong:这是好问题,我认为 10 年内星舰是可以载人的,载人以后要达到足够的经济效益,让你我大家都可以像坐飞机一样去坐火箭,我猜 15 年内可以达到。
03 一次次从失败中走出来,SpaceX的关键节点
《硅谷101》:你能不能简单介绍一下 SpaceX 的发展史? 有什么发展关键点?
Lewis Hong:其实刚开始的时候,马斯克身为一个三十几岁的人,刚从Paypal退出拿了 2 亿美金,创立了一个太空公司来探索宇宙。那时候马斯克跟所有员工讲,SpaceX 的第一个目标,也是唯一一个目标,就是我们要做一支能够进入轨道的火箭,仅此而已。我们的资金只让我们有三次尝试的机会,如果三次都失败,我们就只能破产了。
SpaceX的第一个关键节点是猎鹰一号(Falcon one)的成功发射。猎鹰一号是一个迷你版的火箭,它只有一个引擎,非常小,它唯一的功能就是能够进入轨道,载货量等功能都没办法和猎鹰九号相比。但它仍然是一个很重要的一个里程碑。前三次发射猎鹰一号都失败了,大家当然非常沮丧,因为工作了这么久,还是没有达到这个进入轨道的目标。大家在快速找到失败原因后,继续凑齐剩下的所有的资源做了第四支猎鹰一号火箭,最后终于成功发射了。猎鹰一号进入轨道 是SpaceX 整个开发史上最重要的一个里程碑,因为它向 NASA 证明了 SpaceX 是一家真正的火箭公司,并且有第一个顾客,那一切从这里开始,NASA决定把十几次补给空间站的订单给了SpaceX。这样一来,SpaceX就有了更多的资源去进行研发。
第二个关键节点是猎鹰九号的成功回收。马斯克没有开心很久,很快忘记了这些东西,马上推动团队开发能够回收的猎鹰九号。就在SpaceX补给太空站的同时,内部有一个叫做Grasshopper(蚱蜢)的新工程,这个迷你版的火箭将开始在德州跳来跳去。道理很简单,回收火箭它最难的是回收这个部分。要怎么样去证明回收这个部分可行,就是去做一个迷你火箭让它这样上上下下测试,它会越跳越高,跳到最高的时候,那也就是用来模拟从太空下来整个的控制系统与设计。当 Grasshopper到了一定的高度,就开始了真正的猎鹰九号的回收。当然在做的过程中失败了无数次,终于在 2015 年的时候成功回收,这也是一个很大的里程碑,从没有回收到回收,SpaceX在成本上面就大大减少了,从发射不盈利转为有小盈利这个状态。
更重要的第三步,也就是现在我们聊的星舰的开发。
04 废话少说,去干活——SpaceX的管理文化
《硅谷101》:你觉得 Spacex 的管理文化是怎么样的?
Lewis Hong: Spacex 一句话概括就是 Get stuff done,中文翻译是“废话少说,去干活。” SpaceX不需要你做花里胡哨的 PPT,也不需要汇报,只是说你有一个目标,你到底有没有做到,如果没有做到的话就全公司都在等你。SpaceX在招人的时候要求非常的高、流程非常繁琐的,但一旦进来了,公司会给予非常大的信任。
每一个人都参与设计火箭的一些重要部位,每一个人都有停掉整个公司的能力,所以这种彼此信任,也是一种使命,如果你没有把你的事情做好,这个公司可能就停了,没有PlanB和PlanC。
《硅谷101》:你觉得马斯克在工作中他是一个什么样的人?
Lewis Hong:第一,他在工作时非常专注,而且表里如一。他对外界,对团队,十年前说的话,和现在说的话基本上都是一致的。另外,他在工作时总是直白地说出他的目标和期待,虽然他的标准容易理解,但一般都极难做到。
第二,他很亲力亲为。不管是火箭的设计,厂房中遇到的问题,还是一个很细节的仪器制造,如果大家都克服不了,马斯克就会自己参与进来,利用他所有的资源去和大家一起把问题解决。
第三,他的记忆力非常强大。我曾经和马斯克做项目,一个项目需要来回改很多遍,因为马斯克的要求很高。我还记得那时候我在跟他申请一个全自动化生产的项目,需要几百万美金。我和他两次汇报之间隔了差不多有三个星期。在我第二次汇报的时候,他竟然还记得我三周前提到的费用的总数,那是一个总共七位数的产品,他可以背到千位数字。
第四,马斯克既乐观又悲观。
《硅谷101》:你刚刚也提到了,马斯克要求非常的高。你在SpaceX让你压力最大的时刻是什么时候?
Lewis Hong:我记得有一次是我们部门负责的一个部件导致了火箭的失事。那时候大家完全不知道该如何解决这个问题,因为这个部件已经改良过,而且是业内最好的规格了。那个时候可以说是我在 SpaceX最艰难的几个月,因为这个事情如果没有解决,火箭就没有办法发射,整个公司的现金流就会非常困难。
最后我们做了一个巨大无比的树形图,把所有可能造成这个问题的想法用一个具有逻辑的方式排列了出来。最后按照可能性,一步步去验证所有潜在问题,最后当发现这个问题的时候,大家都大吃一惊。这是一个很极端的案例,但不得不说系统性的解决问题非常重要。
《硅谷101》:当你们部门影响到了整个火箭的发射跟进程的时候,马斯克会施压吗?
Lewis Hong:不会,大家可能认为,马斯克是不是气翻了?其实没有,我们跟他汇报的时候,他非常平静,情绪没有太大的起伏。当然他开心的时候,也会像小孩子一样开心;但当他生气还有紧张的时候,他仍然时时刻刻以一个非常平淡、非常客观的角度去看待事情。
马斯克其实一个极端非常内向的人,他并不是一个非常传统的CEO,他也不擅长跟他不认识或者陌生人沟通。所以早期不管是马斯克在公司的大会还是媒体,你可以感觉出来他非常不舒服。但身为这么大的CEO,长期训练之后,我觉得他现在不管是和媒体还是在其他场合,他都能比较从容的应对,只是现在好像又有一点喜欢过度分享。
《硅谷101》:你们在内部会去呛贝佐斯和他的Blue Origin吗?
Lewis Hong:不会,因为我们根本连提都没提,SpaceX从来没有把 Blue Origin 当成是一个竞争对手。还是非常客观,Blue Origin目前的进度跟SpaceX还差太远。
我们在内部也问过马斯克,谁是 SpaceX最大的竞争者?马斯克说 SpaceX 最大的竞争者一直都是我们自己,但是我非常关心中国航天的发展。中航天有这么多资源和国家供应链,马斯克认为中国航天是最有影响力的太空机构。
《硅谷101》:你在 SpaceX跟马斯克共事这么久,从他身上学到了什么?
Lewis Hong:SpaceX是一家非常会风险管控的公司。表面上看起来马斯克很激进、前卫,他是会把系统推到极限的一个人。但他不是一个傻瓜,他知道什么时候应该推进,什么时候该有所保留。风险管控是一门艺术。
另外,虽然说马斯克非常激进,但是从公司运营和财务上,他又是极端保守的。英文有一句话:Only the paranoid survive,担心的人活的最久。马斯克就是一个这样的人,他会用悲观的态度去规划目标,但他与此同时也保留着乐观的信念。“如果这件事情重要,你就一定要坚定地去做,不管这个胜算有有多低。”
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