SpaceX是怎樣長大的
——政府支持對太空探索技術(shù)公司成長影響分析

文/楊開

▲SpaceX公司火箭技術(shù)發(fā)展歷程

美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）2002年成立，2006年就進行火箭首飛（不過未能成功），2008年獵鷹1運載火箭首次成功發(fā)射，2010年成功實現(xiàn)獵鷹9中型火箭首飛。2012年，SpaceX公司開始進行垂直起降復(fù)用技術(shù)飛行試驗，2015年獵鷹9火箭首次完成陸地回收，2016年實現(xiàn)獵鷹9火箭的海上回收。2017年，SpaceX公司不僅完成了其首次軍事載荷發(fā)射任務(wù)，還首次實現(xiàn)獵鷹9火箭復(fù)用并且成功完成18次發(fā)射任務(wù)，占美國全年發(fā)射數(shù)量的2/3，一躍成為美國最重要的發(fā)射服務(wù)商。2018年SpaceX公司又實現(xiàn)了獵鷹重型火箭首飛，完成了同一枚火箭一子級的第三次發(fā)射，且發(fā)射數(shù)量也再度實現(xiàn)突破，達到了21次。

在十幾年的時間內(nèi)，從零起步的SpaceX公司能夠如此快速發(fā)展，從一家名不見經(jīng)傳的新興企業(yè)，到能夠和處于壟斷地位的傳統(tǒng)發(fā)射服務(wù)商相抗衡，除了自身在技術(shù)方案、設(shè)計理念和管理方式上的創(chuàng)新，以及公司創(chuàng)始人艾隆·馬斯克的貢獻之外，政府所發(fā)揮的作用也不可忽略。尤其是考慮到航天發(fā)射和國家安全的密切關(guān)系，政府的影響就顯得更加突出。

SpaceX公司從政府獲取的支持可以分為兩類：一類是實實在在看得到的顯性因素，包括資金、技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施等；另一類則是隱性因素，并不是政府直接提供的支持，而是通過長期建設(shè)和引導(dǎo)，為SpaceX公司發(fā)展提供了良好環(huán)境，主要包括政策制度、人才積累以及工業(yè)基礎(chǔ)。

▲2015年艾隆·馬斯克陪同美國時任總統(tǒng)奧巴馬參觀公司位于卡納維拉爾角的發(fā)射設(shè)施

資金支持

SpaceX公司從美國政府得到的各類項目經(jīng)費高達80多億美元，對于目前200億美元左右的公司估值而言，政府在資金方面對于SpaceX公司的影響不言而喻。美國政府為SpaceX公司提供的資金支持包括系統(tǒng)研制經(jīng)費和服務(wù)采購經(jīng)費，來源主要是美國宇航局（NASA）和空軍。其中，美國宇航局提供的資金總計大約為72億美元，美國空軍提供的資金大約為9.6億美元。

▲SpaceX公司從政府得到經(jīng)費

創(chuàng)業(yè)初期，SpaceX公司連續(xù)經(jīng)歷3次發(fā)射失利，陷入重大危機。然而，美國宇航局主導(dǎo)開展“商業(yè)軌道運輸服務(wù)”計劃（COTS）為其帶來了轉(zhuǎn)機。SpaceX公司利用獵鷹9火箭+龍飛船的組合方案獲得了美國宇航局的支持，得到了接近4億美元的資金支持，遠高于公司當時得到的商業(yè)投資。之后，SpaceX公司又從該局和空軍得到了各類發(fā)射合同，總價值達到45.1億美元，按目前獵鷹9火箭6200萬美元價格折算，大約相當于73次發(fā)射任務(wù)。相比于商業(yè)公司的訂單，政府的訂單才是SpaceX公司運營的支柱。

盡管SpaceX公司一直在描繪和宣傳火星移民的愿景，但是所需的資金并非SpaceX公司能夠獨立承擔(dān)的。因為載人航天系統(tǒng)對于安全可靠性的嚴格要求，必然會導(dǎo)致系統(tǒng)研發(fā)成本的急劇上升，因此SpaceX公司在“商業(yè)乘員計劃”中從政府得到的資助達到31.44億美元，是COTS計劃的8倍。如果沒有美國宇航局的支持，很難會有商業(yè)資金為SpaceX公司提供支持。畢竟，當前載人運輸系統(tǒng)的商業(yè)應(yīng)用前景遠沒有商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射需求那么明顯。而沒有載人航天發(fā)射能力，SpaceX公司的愿景就成了幻景。

隨著技術(shù)和產(chǎn)品越來越成熟，以及商業(yè)市場的穩(wěn)步發(fā)展，SpaceX公司未來對于政府訂單的依賴可能不像創(chuàng)業(yè)初期那樣嚴重。但對于政府而言，能夠用更低的價格采購到發(fā)射服務(wù)，肯定還是會樂意使用SpaceX公司的產(chǎn)品。

▲SpaceX公司的載人“龍”飛船在美國宇航局的“商業(yè)乘員計劃”下得到了更多經(jīng)費支持

另外，SpaceX公司為實現(xiàn)載人登火的遠期目標，正在開展大獵鷹火箭（Super Heavy Starship）的初期研制工作。但受制于公司資源有限，主要精力投入到了載人型獵鷹9火箭以及獵鷹重型火箭上，“大獵鷹”的進展非常緩慢。于是，SpaceX公司在2017年又明確表示希望BFR項目得到政府的經(jīng)費支持。

從上述內(nèi)容可以看到，SpaceX公司在新系統(tǒng)研發(fā)階段非常依賴于政府資金，如果僅僅依靠公司自籌資金，遠達不到今天的成就。

技術(shù)支持

相比于資金幫助，SpaceX公司從政府得到的技術(shù)支持更是促進其快速發(fā)展的關(guān)鍵因素。根據(jù)美國宇航局最新的航天法案協(xié)議清單，目前美國宇航局和SpaceX公司之間簽訂的航天法案協(xié)議中，有10項是由美國宇航局為SpaceX公司提供技術(shù)支持，涉及的技術(shù)領(lǐng)域包括運載火箭研制、發(fā)動機建模、增材制造技術(shù)、乘員艙顯示和控制技術(shù)、衛(wèi)星再入分析、航天器結(jié)構(gòu)的表面化學(xué)和材料分析、載人飛船試車監(jiān)控所需的協(xié)調(diào)激光光譜技術(shù)等。

另外，在“商業(yè)軌道運輸服務(wù)”計劃和“商業(yè)乘員計劃”下，雙方簽署的協(xié)議也明確表示，美國宇航局會給SpaceX公司提供必要的技術(shù)支持，而且相關(guān)技術(shù)成果和專利的所有權(quán)一般都屬于SpaceX公司。一方面，通過提供技術(shù)支持保證SpaceX公司的航天運輸系統(tǒng)研制計劃；另一方面，將技術(shù)成果劃歸為公司產(chǎn)權(quán)，促進技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用。

▲SpaceX公司在乘員艙內(nèi)的顯示和控制技術(shù)研發(fā)上得到美國宇航局支持

▲重型獵鷹火箭從LC-39A發(fā)射工位起飛

▲SpaceX公司在美國宇航局斯坦尼斯航天中心進行“猛禽”發(fā)動機預(yù)燃器的試驗

從上述內(nèi)容可以看到，SpaceX公司在火箭、飛船、衛(wèi)星等各個方面都得到了政府的技術(shù)支持，這對于公司快速發(fā)展起到了非常重要的促進作用。

設(shè)施和服務(wù)支持

基礎(chǔ)設(shè)施是SpaceX公司從美國政府得到的另外一項直接支持，主要包括發(fā)射設(shè)施和試驗設(shè)施。

從2007年開始，SpaceX公司陸續(xù)租用了美國空軍的SLC-40、SLC-4E、SLC-4W、SLC-13四個發(fā)射工位，以及美國宇航局的LC-39A發(fā)射工位（此前用于土星5號火箭和航天飛機的發(fā)射）。通過租賃方式得到上述設(shè)施的使用權(quán)之后，盡管SpaceX公司需要進行大量適應(yīng)性改建，但是相比于完全自建發(fā)射場，租賃方式更加經(jīng)濟，而且最重要的是能夠利用空軍和美國宇航局提供的各類支持服務(wù)。以肯尼迪航天中心LC-39A為例，SpaceX公司在租賃發(fā)射工位之后，還能夠使用肯尼迪航天中心的發(fā)射控制室、有效載荷處理設(shè)施、發(fā)射遙測和通信服務(wù)、推進劑及處理服務(wù)、地面支持設(shè)備等發(fā)射相關(guān)的設(shè)施和服務(wù)，以及發(fā)射組織、操作、安全等方面的流程支持，甚至于火警、應(yīng)急服務(wù)和媒體支持等方面的輔助支持。因此，政府為SpaceX公司提供的不僅僅是場地和設(shè)施，相關(guān)的配套服務(wù)都能夠得到保障。

在試驗設(shè)施方面，SpaceX公司主要是充分利用美國宇航局所屬幾個中心提供的支持，其中斯坦尼斯航天中心為其提供了發(fā)動機試車設(shè)施和技術(shù)支持，白沙試驗設(shè)施為其提供危險物品方面的試驗、分析和培訓(xùn)，格林研究中心為其提供電源試驗方面的支持，戈達德飛行中心為其提供無線電（射頻）試驗方面的支持。在系統(tǒng)研制過程中通過借用政府的試驗設(shè)施，SpaceX公司不僅得到了專業(yè)的技術(shù)支持，也避免了自建和維護設(shè)施的沉重負擔(dān)。

政策制度支持

航天發(fā)射涉及國家安全，具有一定的敏感性，商業(yè)公司能否順利運營非常依賴于政府出臺的相關(guān)政策法規(guī)，而美國政府已經(jīng)相對完備的規(guī)章制度體系成為促進SpaceX公司快速發(fā)展的最重要的隱性因素。

▲SpaceX公司希望其“大獵鷹”的研制也能得到政府的支持

▲SpaceX公司從航天領(lǐng)域內(nèi)老牌公司吸納人才

▲美國在商業(yè)發(fā)射領(lǐng)域已經(jīng)形成了較為完善的政策法規(guī)

在頂層政策方面，美國1988年更新《國家航天政策》，將航天分為“軍事航天”、“民用航天”和“商業(yè)航天”三部分并沿用至今。此后在1996年、2006年、2010年以及2018年的《國家航天政策》中都明確提出鼓勵商業(yè)航天發(fā)展。而在2013年出臺的《國家航天運輸政策》中，更加具體地指出要鼓勵商業(yè)航天公司研制和發(fā)展近地軌道航天運輸系統(tǒng)，將國際空間站的運輸服務(wù)交由商業(yè)公司競爭，先通過政府服務(wù)需求的牽引和帶動，提高美國競爭力，繼而在國際商業(yè)發(fā)射市場上爭取更多份額。

在具體法規(guī)方面，美國在1984年發(fā)布《商業(yè)航天發(fā)射法案》，簡化保險政策和商業(yè)發(fā)射許可制度，鼓勵開放政府航天技術(shù)和設(shè)施，促進美國私營部門參與商業(yè)航天發(fā)射活動，奠定了商業(yè)發(fā)射的政策基礎(chǔ)。之后，又歷經(jīng)1988年、2004年和2010年三次比較重要的修改和完善，對于責(zé)任賠償、發(fā)射安全、發(fā)射場運營、試驗許可、太空旅游、太空廣告等細節(jié)進行補充和修訂，不斷充實法案細節(jié)。

在實施細則層面，聯(lián)邦航空管理局的商業(yè)航天運輸辦公室作為航天發(fā)射活動的具體監(jiān)管部門，負責(zé)受理發(fā)射許可申請等工作，依據(jù)《聯(lián)邦規(guī)則法典》第14編第3章“運輸部聯(lián)邦航空局商業(yè)航天運輸”中針對申請流程和規(guī)則進行了詳細的規(guī)定，對申請內(nèi)容進行審核，確定符合規(guī)定后，為發(fā)起申請的公司提供發(fā)射許可或其他類型的事項許可。

由于美國在航天發(fā)射領(lǐng)域已經(jīng)形成了相對完備的政策制度體系，SpaceX公司作為一個新興商業(yè)發(fā)射服務(wù)公司只要遵循設(shè)定好的規(guī)則，也能夠快速適應(yīng)體系，順利開展運營。

人才和工業(yè)基礎(chǔ)支持

美國的航天領(lǐng)域經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，尤其是政府主導(dǎo)開展的阿波羅登月計劃、國際空間站以及航天飛機等大型項目，對提升技術(shù)水平和夯實工業(yè)基礎(chǔ)起到了極其重要的作用，同時也形成了具有一定規(guī)模的專業(yè)人才隊伍，和能夠提供成熟技術(shù)的專業(yè)公司。航天領(lǐng)域的新興公司在創(chuàng)業(yè)時，不僅能夠聚集到眾多具有豐富經(jīng)驗的航天人才，還能夠從市場中購買到較為成熟的航天產(chǎn)品。另外，隨著航天技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍不斷得到拓展，尤其是航天技術(shù)向民用領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化延伸，進一步促進了技術(shù)的成熟化，對于降低航天技術(shù)的成本也起到了非常大的推動作用。在上述背景下，政府通過航天領(lǐng)域內(nèi)長期的耕耘和積累，在人才和工業(yè)基礎(chǔ)方面為SpaceX公司提供了隱性支持。

▲航天飛機等大型項目和計劃促進了工業(yè)基礎(chǔ)的發(fā)展

截至2018年底，SpaceX公司員工人數(shù)已經(jīng)從最初幾百人的規(guī)模增長到了大約7000人左右，更重要的是其主要負責(zé)人都具有豐富的航天背景和經(jīng)驗。公司總裁格溫·肖特維爾最初在“航空航天公司”負責(zé)軍事航天技術(shù)研發(fā)活動，之后又在“微觀世界公司”負責(zé)運載火箭業(yè)務(wù)的商業(yè)運營和開發(fā)。推進系統(tǒng)的負責(zé)人湯姆·穆勒是世界知名的火箭發(fā)動機設(shè)計工程師，具有非常豐富的火箭發(fā)動機工程經(jīng)驗，此前曾在美國TRW公司擔(dān)任液體火箭發(fā)動機部門的負責(zé)人。試驗和發(fā)射負責(zé)人蒂姆·巴扎，曾在波音公司工作過15年時間，擔(dān)任過德爾塔4火箭一子級的項目試驗主管。高級副總裁蒂姆·休斯，曾在美國眾議院分管航天領(lǐng)域的“科學(xué)技術(shù)委員會”中擔(dān)任重要角色。改進型一次性運載火箭（EELV）客戶辦公室（負責(zé)軍方客戶）的主要負責(zé)人馬弗·范德·維格，曾在聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司（ULA）和洛·馬公司負責(zé)政府客戶管理?？梢钥吹剑琒paceX公司從航天領(lǐng)域內(nèi)的老牌公司中吸引了眾多精英，利用這些人才自身積累的經(jīng)驗和資源，促進SpaceX公司的快速發(fā)展。

運載火箭和航天器作為終端產(chǎn)品，需要下游產(chǎn)業(yè)提供材料、工藝、設(shè)備和其他各類技術(shù)服務(wù)支持。例如，SpaceX公司現(xiàn)在需要外包的工藝流程超過89項，而在其供應(yīng)商清單中有超過200家公司能夠滿足SpaceX公司的要求。這些能夠為運載火箭和航天器廠商提供技術(shù)服務(wù)的公司并非是跟隨SpaceX公司興起而突然出現(xiàn)的。作為承載航天產(chǎn)業(yè)的重要工業(yè)基礎(chǔ)，這些下游公司主要是依靠美國政府此前主導(dǎo)的大型航天項目發(fā)展起來：在阿波羅計劃下，土星5號火箭的二級承包商已經(jīng)超過了330家；航天飛機的主要承包商達到了320家；參與獵戶座飛船和航天發(fā)射系統(tǒng)（SLS）重型火箭項目的主要承包商超過了1400家。正是得益于大量下游公司參與到政府大型項目中并積累經(jīng)驗和基礎(chǔ)，為SpaceX公司這類新興航天公司的起步和發(fā)展提供了良好的環(huán)境。

從上述幾個方面可以看出，SpaceX公司的成功不是一種偶然。它是美國航天產(chǎn)業(yè)逐步成熟之后，在政策、產(chǎn)業(yè)、人才等環(huán)境因素的促進下，在政府給予合適的資金、技術(shù)和基礎(chǔ)能力方面的支持下，再加上自身不斷創(chuàng)新實踐的結(jié)果。