把SpaceX的獵鷹9號回收火箭比作一支鉛筆，從發(fā)射到返回的技術(shù)難度相當(dāng)于讓鉛筆飛過453米高的帝國大廈頭頂，然后精準(zhǔn)落到只有鞋盒大小的著陸點(diǎn)上,。接替獵鷹9號的重型運(yùn)輸系統(tǒng)星艦提出了一個更極限的目標(biāo)：用一雙筷子牢牢夾住這根小小的鉛筆。如果機(jī)械臂穩(wěn)穩(wěn)接住推進(jìn)器,，就能減少火箭零部件著陸時的損傷，火箭在簡單維護(hù)和補(bǔ)充燃料后，可以迅速返回工作崗位，提高發(fā)射效率,。

2023年開始星艦試飛后,，SpaceX的前三次試飛以兩次爆炸一次失聯(lián)收尾。今年6月的第四次試飛中,，星艦飛行一小時后在海面實(shí)現(xiàn)“軟著陸”。7月的采訪中,，馬斯克信心十足地預(yù)言第五次試飛有很大機(jī)會成功,，因?yàn)椤拔覀儾]有違背物理學(xué)”。10月13日,，星艦的第五次試飛中,，巨大的機(jī)械臂成功夾住了火箭的助推器Super Heavy——高度為69米，直徑為9米,，空重200噸,，滿載重3600噸。自此,，人類的航天史進(jìn)入了新的章節(jié),，“太空公交車”不再是遙不可及的夢想。

2023年全年,，SpaceX成功完成了98次火箭發(fā)射,，占全世界總發(fā)射次數(shù)的44%；這98次任務(wù)發(fā)射了1984顆星鏈衛(wèi)星,、將1600噸有效載荷送上了既定軌道,，占全球有效載荷的80%。據(jù)彭博報道,，2024年SpaceX有望在火箭發(fā)射和星鏈業(yè)務(wù)上獲得90億美元收入,。

關(guān)于SpaceX的愿景和實(shí)現(xiàn)路徑，記錄在2011年5月馬斯克發(fā)表的一封名為《The facts about SpaceX Costs》的公開信中,，13年過去,，絕大多數(shù)內(nèi)容依舊有效。完全可復(fù)用的運(yùn)載器是航天產(chǎn)業(yè)的長期目標(biāo),，在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)前,，SpaceX不會滿足于當(dāng)前的進(jìn)步。全球范圍內(nèi),，只有SpaceX將發(fā)射費(fèi)用公開在網(wǎng)站上,。SpaceX的定價不是為了搶占市場份額，也不是用低價“教育”市場后提價,，而是通過創(chuàng)新戰(zhàn)勝海外的廉價勞動力,。隨著時間的推移，SpaceX的表現(xiàn)會越來越好,，價格會越來越低,，這是所有科技門類的發(fā)展規(guī)律,。

最好的零部件是沒有零部件。航天發(fā)射大致由兩個部分組成：運(yùn)載火箭和送進(jìn)太空的飛行器（衛(wèi)星,、空間站,、深空望遠(yuǎn)鏡等）。運(yùn)載火箭是飛行器逃離地球的動力來源,。在人類不算長的太空探索歷史中,，運(yùn)載火箭一直是一次性消耗品。完成運(yùn)送任務(wù)后,，它會跌入大氣層燒毀,。有去無回的一級運(yùn)載火箭會占據(jù)發(fā)射成本的50%以上，沒有任何商業(yè)機(jī)構(gòu)能承擔(dān)這樣的成本,。因此,，太空發(fā)射只能由政府財政買單，交由特定的承包商承擔(dān)發(fā)射任務(wù),。馬斯克的思路很簡單：讓火箭可以重復(fù)發(fā)射,，同時將火箭做得盡可能大，一次運(yùn)載足夠多的東西,，每公斤的運(yùn)輸成本就能極大攤薄,。

這個思路的第一個產(chǎn)物不是星艦，而是NASA的“航天飛機(jī)計劃”,。航天飛機(jī)的設(shè)計初衷也是為了實(shí)現(xiàn)發(fā)射系統(tǒng)復(fù)用,，但思路是依靠空氣動力學(xué)——這就是為什么它長得像飛機(jī)。但在航天飛機(jī)短暫的生命周期里,，其安全性一直飽受質(zhì)疑,。挑戰(zhàn)者號和哥倫比亞號都經(jīng)歷過失事慘劇，多次事故后,，保守意識在NASA抬頭,。另外，航天飛機(jī)雖然實(shí)現(xiàn)了“可復(fù)用”,，但并沒有解決成本問題,。航天飛機(jī)項(xiàng)目擁有超過650個設(shè)施，120多萬臺設(shè)備,，雇用了5000多名員工,。除此之外，全美有1200多家供應(yīng)商為該項(xiàng)目服務(wù),。如此巨大的投入后,，航天飛機(jī)向低地球軌道運(yùn)輸?shù)脑隽砍杀疽廊桓哌_(dá)4.09億美元；按照測算,，送往國際空間站的每公斤貨物,，運(yùn)費(fèi)高達(dá)27萬美元,。作為對比，SpaceX每公斤運(yùn)費(fèi)約為1410美元,，其他商業(yè)航天公司最低能達(dá)到5000美元,。

馬斯克贊同火箭復(fù)用的構(gòu)想，但他認(rèn)為,，既然空氣動力學(xué)的思路已經(jīng)被歷史證偽,，SpaceX就要從根本上改變，一種被認(rèn)為天方夜譚的火箭回收方式擺上臺面：動力垂直回收,。顧名思義，動力垂直回收不依賴機(jī)翼滑翔,，而是發(fā)動機(jī)多次點(diǎn)火降速大力出奇跡,。這種無損著陸方式在月球、火星等深空探索里已經(jīng)用過,，但很少有人想把它用在地球上,。目前，SpaceX的獵鷹9號是世界上唯一實(shí)現(xiàn)大規(guī)模重復(fù)使用的火箭,，其回收技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,。但馬斯克認(rèn)為獵鷹9號的起落架直立降落方案成本還是太高，干脆直接用筷子夾住助推器,。星艦系統(tǒng)配備了33個助推器發(fā)動機(jī),，能夠?qū)⒊^100噸的有效載荷送入預(yù)定軌道，這一數(shù)字是獵鷹9號的5倍,。馬斯克認(rèn)為,，終有一天，它將帶著100名乘客前往火星,。

為了在投入有限的情況下達(dá)到理想目標(biāo),，馬斯克將消費(fèi)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)思路大規(guī)模帶進(jìn)了壁壘森嚴(yán)的太空產(chǎn)業(yè)，其核心是快速試錯,，快速迭代,。2024年7月，SpaceX公布了服務(wù)于星艦的第三代猛禽發(fā)動機(jī)（Raptor 3）,，比著名的梅林發(fā)動機(jī)更強(qiáng)大,、復(fù)雜，采用甲烷（一種在火星上易得的資源）+液氧的高效燃料組合,。沒有排氣管,，反應(yīng)產(chǎn)生的所有氣體都保持在發(fā)動機(jī)內(nèi)部，可在海平面產(chǎn)生230噸的推力,。三代引擎是SpaceX研發(fā)哲學(xué)的一個側(cè)寫：開頭不需要完美,，過程中要有針對性的改進(jìn),，最終通向一個簡潔、清晰,、高效的未來,。

在火箭發(fā)射上，SpaceX同樣采取“炸了就炸了”的設(shè)計方式,，即迅速制成火箭和發(fā)動機(jī)原型,，進(jìn)行測試，炸毀,，修改,，再次嘗試，直到做出能用的東西,。和NASA如履薄冰的求穩(wěn)思維相反,，馬斯克極力向工程師傳達(dá)一個理念，一件事情只要沒有違背物理學(xué)定律,，那就有實(shí)現(xiàn)的可能,。這種思路同樣用于特斯拉的汽車生產(chǎn)。2018年,，馬斯克意外發(fā)現(xiàn)一輛Model S的玩具車模的車底被壓鑄成了一整塊金屬,，甚至還有一套懸掛系統(tǒng)。當(dāng)天的會議上,，馬斯克提出特斯拉也可以這么做,，但工程師表示反對，因?yàn)槠嚨妆P要大得多,。馬斯克反問：“不就是搞一臺更大的鑄造機(jī)嗎,？又不是打破物理學(xué)定律?！敝?，他和高管給六家鑄造公司打了電話，只有一家名叫意德拉的公司接受了這項(xiàng)挑戰(zhàn),。后者提供的GigaPress將傳統(tǒng)車架中的需要加工再組裝70個零件,，焊接1000至1500次的復(fù)雜生產(chǎn)過程，變成一次簡單壓鑄加工,，讓焊接兩小時變成壓鑄兩分鐘,，為Model Y省下了20%的生產(chǎn)成本。

在“無需完美”的信念下,，SpaceX解決很多工程學(xué)問題時膽子都很大,。為了向NASA證明自身的正確性，SpaceX會同時用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和自己設(shè)計的設(shè)備進(jìn)行發(fā)射測試,。一旦SpaceX的設(shè)計性能等同或優(yōu)于業(yè)界標(biāo)準(zhǔn),，它就會成為公司的新標(biāo)準(zhǔn),。按照規(guī)定，美國所有飛行器發(fā)射都必須遵守聯(lián)邦航空管理局(FAA)的準(zhǔn)則,。2020年第一次超重型助推器（星艦早期版本）無人發(fā)射測試?yán)?，F(xiàn)AA的檢查員認(rèn)為高空風(fēng)條件并不滿足發(fā)射要求，但SpaceX的天氣模型示意可以發(fā)射,，工程師看向馬斯克,，他默默點(diǎn)了個頭，火箭升空了,。2022年,，牛津大學(xué)三位學(xué)者分析了NASA和SpaceX總計203次太空任務(wù)，發(fā)現(xiàn)后者的火箭研發(fā)成本只有NASA的十分之一,，研發(fā)速度卻快了兩倍,。

NASA每年獲得的撥款超過200億美元，SpaceX成立21年,，總共只籌集了百億美元左右的資金,。用著NASA半年的預(yù)算,，SpaceX陸續(xù)開發(fā)了獵鷹一號,、獵鷹九號、獵鷹重型和星艦,，還有梅林和猛禽兩款火箭發(fā)動機(jī),。獵鷹9號火箭從一張白紙到首次發(fā)射，只用了四年半的時間,，耗資平均在3億美元左右,。作為對比，NASA主導(dǎo)研發(fā)的航天飛機(jī),，每一架都耗資超過20億美元,。

雖然看上去尖端無比，但SpaceX的火箭實(shí)際上采用了大量廉價的消費(fèi)級產(chǎn)品：獵鷹火箭用5000美元的普通電腦,，取代了100萬美元的航天級電腦,；火箭打撈雇的是普通的商業(yè)打撈公司；龍飛船的門把手是工程師們用浴室零件組裝的,，成本只需30美元,，而NASA的同款門閂造價1500美元。除了物理學(xué),，馬斯克真正關(guān)心的東西似乎只有成本,。SpaceX真正的創(chuàng)舉是改變了航天器的生產(chǎn)流程，用生產(chǎn)汽車的方式生產(chǎn)火箭,。

一直以來,，馬斯克解決成本問題的思路是“用成本最高的方法降低成本”,，十個會計需要花一個月算好的賬，會招二十個程序員編寫一套程序,，把算賬流程自動化,，這樣一天就能算完了。這也是為什么馬斯克會說,，“與設(shè)計一家工廠所需的腦力勞動相比,，設(shè)計車的腦力勞動不值一提?！?/p>

從生產(chǎn)Model 3的超級工廠到SpaceX的星艦,，這套思路無往不利。SpaceX在火箭生產(chǎn)中引入了一項(xiàng)摩擦攪拌焊接技術(shù),，這項(xiàng)技術(shù)的核心是借助高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)頭摩擦金屬板連接處,，讓晶狀結(jié)構(gòu)融合在一起。由于焊接會改變金屬板材的受力性能,，航天公司一般采用鉚釘?shù)染o固件提供支撐,，代價是限制了金屬板材的尺寸。SpaceX第一次將摩擦攪拌焊接應(yīng)用于火箭箭體這類龐然大物,，不僅焊縫更堅固,，也能使用更輕的合金，讓獵鷹火箭一舉減重數(shù)百磅,。

與大多數(shù)航天器制造商不同,，SpaceX的核心工廠設(shè)在了公司總部里面，所有火箭,、飛船的核心零部件都在這里生產(chǎn)組裝,。在工廠最中間，各種巨大的焊接施工區(qū)域之間,，有一棟三層樓高的透明辦公樓,，是火箭工程師的辦公室。這就是SpaceX推行的“垂直集成”生產(chǎn)方案,，設(shè)計者和制造者能一同工作,，新想法能快速落地，產(chǎn)線問題能立即解決,?；谶@套方法，SpaceX自己完成了80%～90%的制造工作——包括火箭,、發(fā)動機(jī)和關(guān)鍵電子設(shè)備,。SpaceX的所有技術(shù)經(jīng)理都必須去生產(chǎn)一線，包括馬斯克本人。

這種對生產(chǎn)流程極端的掌控是提高效率的關(guān)鍵,。到2022年感恩節(jié),，星艦工廠里已經(jīng)每天能造出超過一臺猛禽發(fā)動機(jī)，整個生產(chǎn)過程幾乎就像配裝汽車一樣便捷流暢,。在突破工程難題的同時,，SpaceX顛覆了太空產(chǎn)業(yè)傳統(tǒng)的成本結(jié)構(gòu)。就連NASA也承認(rèn)：“我們確實(shí)認(rèn)識到需要降低成本,，并認(rèn)為商業(yè)合作伙伴在這方面做得比我們更出色,。”

在SpaceX的故事里,，NASA似乎一直扮演著電影中經(jīng)典的反派角色：低效,、官僚，頻繁動用行政力量阻礙市場化的手段創(chuàng)新,。但實(shí)際情況是,，NASA是SpaceX最重要的支持者之一。航天飛機(jī)計劃終止后,，為了削減成本,，美國政府開始支持私人航天企業(yè)。SpaceX最初的訂單,，就由NASA和DARPA提供,。SpaceX的成長過程中，看得見的手始終如影隨形,。NASA向SpaceX提供了技術(shù)轉(zhuǎn)讓,，包括開放技術(shù)資料,、派駐技術(shù)人員,、轉(zhuǎn)讓專利、提供研發(fā)設(shè)備與試驗(yàn)場地等,。美國現(xiàn)行的《國家航天政策》中明文寫著,，要通過采購政策、體制創(chuàng)新來推動商業(yè)航天的發(fā)展,。相比商業(yè)公司訂單和有限的個人投資,，政府訂單才是SpaceX運(yùn)營的支柱。SpaceX從美國政府得到的各類項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)高達(dá)80多億美元,，其中NASA提供了約72億美元,，空軍提供約9.6億美元。

獵鷹重型火箭首次發(fā)射時,，裝載了一輛特斯拉跑車做載荷試驗(yàn),。發(fā)射很成功，馬斯克樂觀地預(yù)計，這輛跑車能在地球與火星之間的軌道上漂流上億年,。許多SpaceX工程師進(jìn)入太空行業(yè)是受一本1998年出版的書鼓舞,，《火箭小子（Rocket Boys）》。這本書在出版第二年被改編成電影《十月的天空》,，講述了Homer Hickam作為一個煤礦工人的孩子,，如何對太空探索產(chǎn)生興趣，在家鄉(xiāng)小鎮(zhèn)試射了31枚“自研”火箭,，之后在全國科技博覽會奪魁,。電影里有一段對白，發(fā)生在Homer Hickam和朋友們發(fā)生爭執(zhí),，準(zhǔn)備放棄比賽期間,。主角的朋友問：老實(shí)說，我們這群煤礦來的小子贏得科學(xué)展的幾率到底有多高,？主角說：百萬分之一吧,。朋友說：這么高？怎么不早說,?？萍歼M(jìn)步有很多原因。其中一個原因是,，總有一些人把百萬分之一的概率當(dāng)作值得畢生去追尋的理由,。