馬斯克十五年夙願今日終成真，「二手火箭」有望開啟人類航天新時代

主頁菌說

作為一個公眾號作者，我很有幸能夠生在這樣一個年代，有機會親眼見證人類再一次向真正離開地球這個人類的「襁褓」而不懈努力。未來的某一天，當我們回頭凝望的時候，或許真的只能用「偉大冒險的開端」才足夠形容這次看起來平平無奇的火箭發射。

這是一次「平凡」的發射，由SpaceX公司的獵鷹9型運載火箭為盧森堡SES公司發射一顆重5.3噸的通訊衛星，衛星具有50個ku轉發器，混電升軌，目標軌道為地球同步轉移軌道，沒有任何看起來值得一書的地方。但這又是一次極不平凡的發射，一次有可能改變人類航天工業未來發展方向的發射，因為這次發射中的獵鷹9火箭一級是一枚已經發射過的「二手火箭」。這枚史無前例的「二手火箭」不止又一次圓滿完成了自己的發射任務，而且又一次準確飛回了海上回收平台，或許它還有機會執行第三次飛行。

這幾條簡單的推特，很可能是一個全新的航天時代的開端

SpaceX首次舊火箭再發射再回收全過程（感謝桂林編輯支持）

或許你覺得這看起來並沒有什麼厲害的地方，但這是人類航天史從未有前人做過的一件事情，因為在此之前幾乎所有的液體運載火箭——都是一次性的（有人會說太空梭是可以多次使用的，我們後面會提）。無論是將人類送上月球的「土星5號」運載火箭還是前蘇聯巨大的N1運載火箭，這些龐然大物一旦在發射完成後都會變成一堆廢鐵從天而降，再也不能使用。

土星五號，冷戰時期為登陸月球而打造的超級火箭，至今仍把持著人類運力最強火箭的桂冠，當然造價也是昂貴令人的咋舌

相對於我們日常的汽車、飛機等可重複使用的交通工具而言，火箭的這種設計相當另類，也必然造成了極大的浪費，也直接導致了人類進入太空的成本居高不下，科幻電影中像坐飛機一樣進入太空幾乎不可能。所以有個人就想到——如果火箭在發射後能夠飛回來，並且再次使用，那麼會不會大幅度降低發射成本，甚至使人類有能力殖民外星球呢？

這個人就是SpaceX公司的創始人——伊隆·馬斯克，他雖然不是第一個這麼想的人，但是他卻是第一個做到的人

今天發射的這枚全高達70米的火箭的一級，正是回收自2016年4月8日的一次發射任務，當時這枚一級火箭在完成其向國際空間站發射貨運龍飛船的任務後，沿著預先規劃的回收彈道飛回海面，經過三次精準的反推後穩穩著陸在SpaceX預先準備的回收駁船上，我們用視頻來回顧一下這個過程。

2015年末公司首次完成了難度較低的陸上火箭回收，時隔僅四個月後的2016年4月8日，SpaceX公司又成功完成了人類首次海上運載火箭一級回收

歷經坎坷，初心不改，終迎成功

這枚火箭在回收後，公司本來期望於去年10月重新發射升空，但是2016年9月1日公司另一枚火箭突如其來的驚天一炸（往期文章：[分析]屋漏偏逢連夜雨—SpaceX的第三次低谷），徹底把這個夢擊得粉碎，公司一夜之間再次跌下神壇，各路負面消息一時間充斥媒體。

這已經是SpaceX史上第三次重大挫折了，創業道路之坎坷可見一斑

歷經3個月的事故調查，公司於2017年初恢復了火箭發射（往期文章：還記得曾經炸掉發射台的那個火箭么？今天，他涅槃重生了！）。並在回收後時隔整整一年，經過詳細的翻修、檢查和測試後，終於迎來了這枚火箭的「重裝上陣」！並且值得一提的是，這枚二手火箭的9台「梅林-1D」液氧煤油火箭發動機都是執行上次發射任務的那9台，是真正的二次使用。

由於一級是重複使用的，因此無論是任務徽章還是實物中的一級火箭都要比其他部分黑一些，簡單來說——二手的，太臟擦不出來了

馬斯克最早在2013年TED的一次訪談中公開展示了火箭回收復用的設想，當時迎來的不僅是掌聲，也有嘲笑和不屑。畢竟有著太空梭的反面典型在前面，重複使用的航天器無異於天方夜譚。然而「重複使用」四個字，正是SpaceX創立15年來最大的夢想，筆者也認為是從根本上降低天地往返費用的終極解決辦法，雖然不能說SpaceX的道路一定會最終成功，但是SpaceX卻一直在這條道路上不斷前行，歷經數不清的挑戰、嘲笑和失敗，卻仍然初心不改。

他們曾經這樣失敗過（2016年9月1日，Amos-6爆炸事故）

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也曾經這樣失敗過（2015年7月，CRS-7解體事故）

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還有這樣（回收失敗）

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還有（ABS-2A和Eutelsat 117 West B一箭雙星任務，回收失敗）

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還還有（2015年初，Jason-3任務後回收失敗）

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或許這才是這家公司之所以能夠如此引人注目和備受推崇的原因，或許可回收的運載火箭只是和太空梭一樣，是另一個成功而又失敗的偉大嘗試。翻開網路上有關這家公司的新聞，從來都是極富爭議的——鮮花和雞蛋同飛，讚揚與批評同框。這家公司曾經被無數的「專家」嘲笑過，也被無數的網友謾罵過，但這家公司終於堅持到了成功的一天。或者說，一個男人吹了15年的牛，今天終於成真了。

任何人都不能否認的是，當這枚二手火箭在今天再次執行完自己的使命並順利分離後，誰能不說彷彿看到了人類登上月球以後另一個航天新時代的曙光？

三射三炸，三起三落，伯樂相助，起死回生

事實上，不僅是我上面展示的那幾次挫折，SpaceX這家公司自2002年創辦至今15年以來，真可謂是一路坎坷，數次生死一線。馬斯克最初創辦公司時曾經求援俄羅斯，但不被重視，屢屢碰壁（這段故事詳見往期文章：[深度]從閉門羹到猛禽—SpaceX坎坷的發動機之路（上））。而後憤而自行研發液體運載火箭，但研發的獵鷹1型火箭曾經三次試射，三次爆炸，幾乎淪為業界笑柄。創始人馬斯克同時又開辦了另一家電動汽車公司「特斯拉」，兩家公司同時陷入困境，曾經的億萬富翁差點兒一貧如洗到要住父親家的地下室。最終在朋友和投資人的幫助之下，在馬斯克個人的執念堅持之下，兩家公司同時起死回生。

三射三炸的獵鷹1型火箭，一段揮之不去的夢魘，同時也是一段創業的傳奇

SpaceX在2008年末正式獲得了NASA的國際空間站商業補給服務合同（Commercial Resupply Services，簡稱CRS合同），採用公司全新研發的獵鷹9火箭向國際空間站運送共計12次貨物，憑藉NASA一紙訂單的輸血效應，SpaceX起死回生。

2012年10月8日，由梅林1C型和1C真空型發動機驅動的獵鷹9 1.0版火箭成功發射，正式執行第一次CRS貨運任務，任務代號CRS-1

發射後第三天，也就是10月10日，同樣由SpaceX公司研發的貨運龍飛船成功對接國際空間站，成為人類歷史上第一個有獨立能力向國際空間站運送貨物的私營航天企業，風頭一時無兩，筆者也正是這個時候開始關注這家公司的

按照道理來說，這個故事寫到這裡其實應該可以結束了，在2012年時，SpaceX就已經是一家屌的飛起的公司了。為什麼這麼說呢？因為獵鷹9火箭從頭到腳，尤其是發動機都由SpaceX研發、生產和組裝的，龍飛船也是SpaceX獨立研發完成的，而且還能返回地球，具備了載人的潛力。我們對比下同期獲得CRS合同的軌道科學技術公司，它的火箭一級發動機是買的NK-33，一級箭體（包括儲箱、增壓系統、管路、感測器）是烏克蘭的，火箭基本就是「攢」起來的。而天鵝座飛船（下圖）看起來就像個飛翔的超大個易拉罐，沒有再入能力。唯一真正算是軌道科學公司自行完成的只有飛船的服務模塊（Service Module，下圖太陽能電池板連接的部分）。

軌道科學技術公司的Cygnus（意為天鵝座）貨運飛船，後期又推出了加長型，結果使得這個飛船長得更像易拉罐了

一般公司到了這裡，只要維持好火箭和飛船的運營，再接一些商業衛星發射合同，然後鳴鑼上市，公司不斷擴張，機構變慢慢變得臃腫不堪，效率不斷變低，技術創新也會慢下來，如果運氣好能拿到軍方訂單，搞不好就是下一個ULA（聯合發射聯盟）。OK，到此為止，這個故事就這麼結束了。

但是馬斯克卻並不這麼認為！

太空梭——可復用航天器上偉大而又失敗的嘗試

因為他覺的這種進入太空的方式還是太貴，關鍵問題在於——運載火箭是一次性使用的！這事兒看起來好像沒什麼奇怪的，因為全世界幾乎所有運載火箭都是一次性的。但是馬斯克認為這完全不合理，只有讓運載火箭成為像飛機、輪船和汽車一樣能夠可快速重複使用的運載工具，進入太空的成本才會得到根本的降低，因為通常燃料成本只佔到一次發射成本的很小一部分，火箭本身的製造成本才是大頭。

所以，SpaceX開始創造一款能夠重複使用的火箭，在完成任務後能夠安全的回到地面，然後經過快速翻修（請注意快速這個詞，很關鍵）甚至僅僅是檢查就可以用於下一次發射。嗯，看起來真特么美好，但是大家要注意，SpaceX在冒出這個想法的時候正好是人類歷史上第一款可復用航天器——太空梭退役後不久，也是人類對可復用航天器最絕望的一個時代，任何可復用太空運載系統的設計幾乎被懷疑為一條「邪路」。

2011年7月21日美國「亞特蘭蒂斯」號太空梭在肯尼迪航天中心安全著陸，宣告長達30年的太空梭時代宣告終結，退役後太空梭陸續進入博物館供後人瞻仰

當年著名雜誌《經濟學人》的封面文章「太空時代的終結」，那幾乎是人類對可復用航天器最絕望的一個時代，但是筆者認為太空梭是人類在可復用航天器領域一次偉大而又失敗的嘗試，但是這絕不能證明可復用航天器是不可行的

後期太空梭每次飛行都需要一萬人花九個月來翻修，其實這是一種誇張的說法，但是太空梭的翻修確實非常複雜，所以說太空梭是復用的範例，但卻是「快速復用」的反面教材。

之所以SpaceX在可復用運載火箭這條道路上如此執著，一方面是因為太空梭的思路暫時堵死了，所以可回收的運載火箭成了短期內唯一的救命稻草。另一方面，也是最重要的方面，SpaceX誕生的初衷是推動人類成為一個多星球物種（這也正是去年國際宇航大會上馬斯克演講的題目，詳見往期文章：讓人類成為一個多星球物種—SpaceX的火星殖民方案！），也就是說離開地球要像科幻電影中一樣成為常態，火星則是他們設想中最靠譜的第一站。SpaceX的終極目標是殖民火星，我們不去評判這個思路的可行性如何，未來能否有足夠的資金支持住這個瘋狂的目標，但至少他們執著著。

特朗普雖然簽署了193億美元的NASA新一財年預算，但是相對於NASA現有的載人登陸火星任務架構而言，依舊是杯水車薪，所以根本上減低進入太空的成本才是關鍵

眾所周知，可持續性的載人火星登陸任務堪稱本世紀內載人深空探索領域皇冠上最耀眼的那顆寶珠，其巨大的技術難度和天文數字般的資金投入幾乎不需要我多說。但是做為一個私營企業要完成這樣一個近乎痴人說夢的目標，首要要做的就是想盡一切辦法降低進入太空的成本，而且必須是根本性或者是數量級上的降低。就註定了可復用的運載火箭是可持續性火星任務的最重要條件——沒有之一。

這張圖片幾乎從SpaceX誕生之日起就掛在官方網站上，總之吹牛也好，忽悠也罷，至少這個態度是認真的

SpaceX的火星殖民方案，基於可「完全復用」的火箭方案，雖然看起來瘋狂，但如果卻能成真，則能在費用和可持續性上取得巨大優勢

未來的路

在這次發射之後，我們必將見到更多的用戶訂購「二手」的，或者說「發射驗證」過的火箭。尤其是本次發射的客戶，「吃螃蟹」的盧森堡SES公司已經明確表態將繼續訂購二手火箭發射來節約成本。未來二手火箭發射會像現在的一次性火箭發射一樣稀鬆平常。但是個人認為可回收運載火箭從誕生到最終實用化分為三個階段：

證明以「垂直起飛，垂直降落」方式回收火箭是可行的（已完成）

證明回收火箭的再次發射從技術上是可行的（已完成）

證明復用火箭能夠從根本上降低航天發射的費用（有待完成）

如果說2015年12月的首次回收證明了回收的可行性，那麼這次發射就是第二階段完成的最佳證明。當然最困難的就是第三步，太空梭就是倒在了第三步上，雖然實現了復用，但成本卻反而一路飆升，同時在安全設計上的缺陷一再顯現，最終黯然落幕。因此，對於SpaceX而言，第三步可能至少需要五年，甚至可能需要十年或更久。然而，我們可以看到，SpaceX依舊在不斷改進和完善自己的可回收火箭，並預計於2017年推出可復用的全新改型——獵鷹9 Block5。因為太空梭的前車之鑒，在這條路上，SpaceX如此孤獨，全世界主流發射承包商無一跟隨，只有亞馬遜創始人貝索斯的藍色起源「新格倫」火箭採用了類似思路。

但是，歷史告訴我們，先驅者從來都是孤獨的。

對於我們來說，還是那句老話——耐心，是一種美德。

部分媒體經常會說，可以講發射成本下降至20萬美元，這顯然是不現實的，因為截至目前為止，獵鷹9火箭仍然是典型的「部分復用」，並不是一款徹底的可復用火箭。

發射後出鏡的馬斯克顯然已經激動的不知道該說什麼了，慣例的結巴症又來了

SpaceX的獵鷹9火箭本身發射報價就相當低廉，目前只有印度和中國的發射可以在報價上與之匹敵。但如果未來隨著復用火箭的逐漸普及，報價將進一步下降，近期SpaceX公司將會提供20-30%的折扣，遠期有可能低值50%-60%，這個時候，在商業發射市場上，SpaceX將成為徹底的價格屠夫，倒逼同行業公司都進行類似的創新。仍然從事一次性火箭發射的同行雖然依然能夠生存，但是日子絕對沒有現在那麼好看。

就像著名的「黑店」聯合發射聯盟（簡稱ULA），在長達十年的時間內，由於事實壟斷了政府和軍方的航天發射。原來沒有兩億美元這個發射就不要來談，現在ULA卻在不到一億美元的GPS-3衛星合同上和SpaceX殺的難解難分，而且仍然輸掉了競標。未來藍色起源，。有網友和專家說浪費大量運力，就像現在的飛機需要攜帶起落架和多餘的燃料箱一樣，如果飛行只進行一次，這些裝置顯然是多餘的，但是大家已經習慣性地認為飛機是一種可靠的多次重複使用交通工具，所以這些的存在才變得「理所應當」。

可復用運載火箭的這個體系還在不斷地完善當中，這是這次發射中用到的新型火箭回收機器人，詳細了解可以參見：SpaceX的新玩具——火箭回收機器人簡介和猜想

隨著公司未來整流罩回收的實現和獵鷹9的最新復用改型Block5的推出，獵鷹9的回收從物料成本上無疑是節省的，畢竟回收了整枚火箭90%的梅林發動機和大部分箭體。但是考慮到目前4個月的翻修周期和零部件解體、更換、測試的額外成本，以及多次復用後有可能帶來的保險費率上升，目前現有的回收體系究竟能不能在數次復用後依舊能保證火箭可靠，能不能降低發射服務的費用，究竟能降低多少發射服務的費用，仍然還是未知。即使多年以後，復用火箭如太空梭一樣證明並不經濟，但SpaceX的努力至少為我們又指出了一條「死胡同」，從這個角度來講，也算得上是大功一件了。

最後，我們來回顧一下這枚編號021的火箭的「傳奇經歷」：

2016年2月，德州測試場全程試車成功。

2016年4月8日，發射成功，執行第8次國際空間站貨運任務

同日，發射後八分鐘，人類首次海上平台回收火箭成功，轟動一時。

2017年3月13日，第二次長程試車完成。

2017年3月30日，靜態點火完成後的火箭又一次佇立在發射場上

2017年3月31日，第二次發射成功！

發射後八分鐘，再一次回收成功！

這一次發射，或許將永載史冊！

如果你想徹底了解這家公司，我建議您關注我們的公眾號或者閱讀以下往期文章：

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