12 月 2 日消息,上周五,當大多數(shù)美國人從感恩節(jié)狂歡中清醒過來、前往商場參加“黑色星期五”購物時,美國太空探索技術公司 SpaceX 創(chuàng)始人埃隆?馬斯克 (Elon Musk) 卻依然在工作。他并沒有搜尋自己喜歡的東西,而是忙著給公司員工發(fā)電子郵件。
馬斯克告訴員工,SpaceX 面臨著“猛禽發(fā)動機的生產危機”。這意味著,該公司很難生產足夠多的高科技火箭發(fā)動機來支持 2022 年測試星際飛船和超重型火箭助推器的計劃。
馬斯克寫道:“我本打算這個周末休假,這是我很長一段時間以來的第一個休閑周末,但實際上,我不得不整晚甚至整個周末都待在猛禽發(fā)動機的生產線上。除非你有非常緊急的家庭事務,或者不能回到霍??偛?,否則我們所有人都需要全力以赴,從這場生產災難中恢復過來?!彼a充說,如果這個計劃不能取得成功,“我們將面臨真正的破產風險”。
▲ 圖 1:SpaceX 猛禽火箭發(fā)動機飛行版本的首次點火測試
對于看到這封電子郵件的外部人士來說,如果對馬斯克或其太空探索技術公司 SpaceX 沒有太多了解,也沒有對火箭的強烈需求,可能會認為這位世界首富瘋了,或者是個大混蛋,抑或是兩者兼而有之。毫無疑問,這將證實那些認為“馬斯克是個可怕的人”的人的觀點。
為何感恩節(jié)發(fā)加班郵件?
但這個故事還有另一面。誠然,馬斯克是一位要求很高的老板。但他并不瘋狂,他的許多員工都很欣賞他的領導能力。
那他為什么要在感恩節(jié)期間發(fā)這封電子郵件呢?因為 SpaceX 在猛禽發(fā)動機生產方面確實面臨著某種危機。這是一種強大的甲烷-液體-氧氣火箭發(fā)動機,將為 SpaceX 正在開發(fā)的星際飛船以及超重型火箭提供動力。而且在即將到來的感恩節(jié)周末,情況顯然比馬斯克想象的要糟糕。
猛禽發(fā)動機的開發(fā)對 SpaceX 至關重要,因為該公司同時承擔了兩個史無前例的巨大太空技術項目。每個項目都將耗資數(shù)十億美元才能實現(xiàn)目標,并提供一些投資回報。最終,SpaceX 的成功也取決于這兩個項目,因為它們在某種程度上相互依賴。
SpaceX 正在開發(fā)星際飛船發(fā)射系統(tǒng),最終目的是發(fā)射足夠的人員、物資、電力、技術和更多資源,在火星上建立能夠自給自足的人類基地。對于一家私營公司來說,這聽起來可能是個相當瘋狂的計劃,但這無疑就是馬斯克的目標。
按照馬斯克自己的估計,需要運送的有效載荷“不少于 100 萬噸”。相比之下,美國、俄羅斯、歐洲和中國航天機構在過去 60 年里向火星發(fā)射的有效載荷總量遠低于 10 噸。為了幫助籌集整個龐大項目所需的資金,馬斯克最終依賴于星鏈計劃獲得的收入。
為了開發(fā)星際飛船,SpaceX 承擔了一個資本密集型項目,在得克薩斯州南部博卡奇卡海灘附近建設新的太空港和制造廠,并在得克薩斯州中部建設大型猛禽發(fā)動機生產設施。據(jù)悉,SpaceX 每年花費約 10 億美元開發(fā)名為星際基地(StarBase)的博卡奇卡設施,但該公司尚未證實這個數(shù)字。
與此同時,SpaceX 正在近地軌道上建設巨型衛(wèi)星互聯(lián)網,以便在全球范圍內提供寬帶互聯(lián)網。該公司已在太空運行 1600 多顆衛(wèi)星,數(shù)量超過了世界上任何其他公司或國家目前運行的衛(wèi)星總量。星鏈互聯(lián)網在全球擁有約 14 萬名客戶,但這項服務遠未達到極限,也遠未實現(xiàn)盈利。
為了實現(xiàn)真正全球化覆蓋和可靠的服務,SpaceX 需要完成它的衛(wèi)星互聯(lián)網布局。這就是馬斯克在電子郵件中提到的“星鏈衛(wèi)星 V2”。它代表了 SpaceX 大約 12000 顆第二代衛(wèi)星,這些衛(wèi)星的體積比初代版本略大,因此也具備更多的能力。
要將這些衛(wèi)星送入軌道,SpaceX 的獵鷹 9 號火箭需要發(fā)射大約 300 次。盡管這款火箭目前是世界上發(fā)射成本最低、效率最高的火箭,但耗資依然不菲。假設每次發(fā)射的內部成本為 2500 萬美元,這意味著需要 75 億美元。而且,這些發(fā)射可能需要 7 到 10 年時間完成,對于馬斯克來說這是不可接受的。最后,這些發(fā)射成本還不包括建造衛(wèi)星本身和供客戶接收信號的地面終端的數(shù)十億美元。
SpaceX 解決這些問題的方法是設計體積更大、完全可重復使用的星際飛船。星際飛船每次發(fā)射可能會將大約 400 顆星鏈衛(wèi)星送入近地軌道。因此,能夠投入實際使用的星際飛船可以幫助解決 SpaceX 面臨的許多問題。同時,用于發(fā)射星際飛船的火箭可以更快地將星鏈衛(wèi)星送入軌道,而且成本要低得多,此外還可以創(chuàng)造商業(yè)和政府發(fā)射收入。
因此,近期內,馬斯克和 SpaceX 最大的關注焦點是將星際飛船送入軌道,證明這種飛行器及其助推器都有著陸能力,然后重新利用它們。該公司希望在 2022 年初對星際飛船進行軌道試飛。
猛禽發(fā)動機至關重要
這就是猛禽發(fā)動機的用武之地。在最初的試飛中,SpaceX 將使用 29 個猛禽發(fā)動機為超重型火箭助推器提供動力,并在星際飛船上使用 6 個發(fā)動機。因此,在星際飛船和助推器還無法重復使用的情況下,每次發(fā)射意味著該公司都將損失 35 個猛禽發(fā)動機。這是個驚人的數(shù)字,無論是在成本上還是在生產時間上都是如此。
▲ 圖 2:這艘星際飛船原型在進行亞軌道試飛中只使用三個猛禽發(fā)動機提供動力
相比之下,美國宇航局 (NASA) 幾年前向 Aerojet Rocketdyne 公司提供了 10 億美元資金,用于重新啟動航天飛機主發(fā)動機的生產。其中四個發(fā)動機將為太空發(fā)射系統(tǒng)火箭(SLS)提供動力。每臺發(fā)動機,再加上 NASA 支付的“啟動費”,將額外花費 1 億美元。花了這么多錢,NASA 每年最多能生產四臺基于幾十年前技術的發(fā)動機,而且還不能重復使用。
預計 SpaceX 將需要進行大約 10 次星際飛船試飛,才能使這種飛行器進入工作狀態(tài),并開始重復使用。因此,如果 SpaceX 明年要進行 10 次星際飛船軌道試飛,它將需要大約 300 個猛禽發(fā)動機,而且這些發(fā)動機比航天飛機的主發(fā)動機小不了多少。這就是當馬斯克發(fā)現(xiàn)猛禽發(fā)動機生產問題比他意識到的更嚴重時,為何要向員工發(fā)送“黑色星期五”電子郵件的原因。
不過,馬斯克宣稱 SpaceX 面臨破產可能有些夸張。該公司已經成為 NASA 和美國國防部發(fā)射服務的重要組成部分,幾乎可以肯定的是,無論星際飛船和星鏈發(fā)生什么情況,SpaceX 都將可以保持其核心的獵鷹 9 號火箭發(fā)射業(yè)務。但對馬斯克來說,他的終極目標并不是打造一項有利可圖的業(yè)務,而是殖民火星。
馬斯克在周二下午的一條推文中澄清了“破產”評論,他寫道:“如果嚴重的全球經濟衰退導致資金可獲得性和流動性枯竭,而 SpaceX 在星際飛船和星鏈項目上虧損數(shù)十億美元,那么破產也不是不可能,盡管這種可能性很小?!?/p>
顯然,SpaceX 屆時需要完成額外的資本籌集,很可能需要籌資數(shù)十億美元,以完成其星際飛船和星鏈項目。如果對該公司的信心大幅動搖,或者發(fā)生嚴重的全球經濟危機,這樣的融資也可能會受到質疑。
“破產”一詞的使用也對 SpaceX 員工起到了激勵作用。在 SpaceX 工作的最大好處之一是可以獲得私人股票期權,從歷史上看,這些期權的價格大幅上升。馬斯克正在向他的員工發(fā)出信號,如果他們不想讓這些期權失去價值,他們需要更積極地參與進來。這些期權價值很大程度上基于星際飛船和星鏈項目最終實現(xiàn)盈利。
對于馬斯克來說,在感恩節(jié)要求員工放棄與家人慶祝的時間可能有些麻木不仁,但這就是馬斯克在公司發(fā)生危機時應對的方式。例如,SpaceX 在 2003 年底曾面臨過類似的生存危機,當時它正致力于為梅林火箭發(fā)動機開發(fā)一種燒蝕燃燒室,這款發(fā)動機為獵鷹 1 號火箭提供動力。正如該公司首任推進主管湯姆?穆勒 (Tom Mueller) 在書中所寫的那樣:“SpaceX 的命運懸于這些燃燒室上?!?/p>
當時臨近圣誕節(jié),馬斯克認為他已經有了解決這些燃燒室問題的辦法。隨即,他穿著昂貴的鞋子和名牌牛仔褲,放棄了參加洛杉磯圣誕派對的機會,和推進團隊一起工作到深夜。盡管粘糊糊的環(huán)氧樹脂毀了馬斯克那雙 2000 美元的鞋子,但他認為,通過辛勤工作、漫長的夜晚和獨創(chuàng)性,他和公司找到了解決梅林發(fā)動機問題的辦法,從而避免了災難。
解決猛禽發(fā)動機生產問題也可能需要找到類似的方案。但這不是一件容易的事,需要付出大量的努力。馬斯克聘請了他認為愿意為股權付出汗水并獲得回報的工程師。
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