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马斯克:仅七年从起意到成功发射火箭,拿下16亿NASA订单|讲堂甲辰悦读②

作者:【美】沃尔特·艾萨克森
2024-02-11 11:59
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甲辰春节,讲堂挑选6份精彩书摘伴您过节 设计林晓彤,背景图为清明上河园复原图·宋朝上元灯会盛景

【导读】昨天初一送上的是钱旭红院士眼里的西方智者解读中国老子,今明两天我们一起读读这个时代绕不开的埃隆·马斯克——引人关注也有争议的创新企业家。他善于突破常规,引领世界进入了电动车时代,私人太空探索时代和人工智能时代,还将推特收入囊中,他所开创的事业依然在进行时中。

这本最新的《埃隆·马斯克传》中共有95个章节,其中23章是有关SpaceX的详尽描述。2023年讲堂“数字强国”系列讲座中聚焦了卫星互联网专题,使得更多读者由中国进展关注到马斯克的星链计划(低空卫星互联网群)和星舰发射成败。

该书作者是知名的传记作家艾萨克森,曾撰写畅销书《史蒂夫乔布斯传》《富兰克林传》《爱因斯坦传》《列奥纳多·达·芬奇传》等。他在两年中形影不离地跟访马斯克,参与会议,走访工厂、深度采访本人和周边同事、家人,揭幕了诸多的内幕。尤其可贵的是,传记中的马斯克不是一位“神”,而是一位生动的人,挖掘了马斯克冒险精神的来源,也揭示了他强悍作风和实干创新如何转化并落地为一个个传奇。

经中信出版社授权,讲堂将分两天描述马斯克这项事业,读完后一定会让你思绪联翩,更好理解何谓创新。

《埃隆·马斯克传》【美】沃尔特·艾萨克森 著 孙思远 刘家琦译 中信出版社2023年9月出版,全球同步发行,定价90元

2001年:学飞行到5月起意殖民火星

从PayPal 离职后,马斯克买了一架单引擎涡轮螺旋桨飞机,开始学习飞行驾驶,为了获得飞行员执照,马斯克需要接受长达 50 个小时的培训,他决定在两周内搞定。“我喜欢把事情安排得非常紧凑。”经过第二次测试,他才通过,这为马斯克迈出疯狂的一步壮了胆——他买了一架捷克斯洛伐克制造的 L-39 教练机。开飞机能满足马斯克对于冒险的渴望,也帮助他更好地理解了空气动力学。

2001 年的劳动节周末,他从疟疾中康复不久,便去汉普顿拜访他在宾夕法尼亚大学一起搞派对的伙伴阿德奥·雷西。他们开车返回曼哈顿,行驶在长岛高速公路上,“我一直想到太空中做一些事情,”马斯克认为,(建造火箭)需要用到的只有金属和燃料,这些东西其实并不昂贵。“当我们开到皇后区中城隧道时,”雷西说,“我们就一致认为这是可能的。”

当晚回到酒店后,马斯克登录了美国国家航空航天局(NASA)的官网,他意识到 NASA 根本没有火星登陆计划,感到非常震惊。在谷歌上搜索更多信息时,他偶然发现了一则在硅谷举办晚宴的公告,主办方是一个名为“火星学会”的非营利组织。他最后寄过去的是一张 5000 美元的支票(500美元两张入场券),这就引起了火星学会主席罗伯特·祖布林的注意。

马斯克与第一任妻子贾斯廷的婚礼照,2000年1月,加勒比海的圣丁岛

祖布林让埃隆和贾丝廷与他同席而坐,身旁坐着的还有导演詹姆斯·卡梅隆。贾丝廷回忆说:“我当时太激动了,因为我是卡梅隆的铁杆影迷,但他主要在和埃隆谈火星,以及人类如果不殖民其他 星球,为什么就注定会失败。”

马斯克去帕洛阿尔托公共图书馆阅读有关火箭工程的资料,开始给相关专家打电话,找他们借来旧的火箭发动机手册。“我要殖民火星。我的人生使命是让人类建立起跨行星的文明。”

这个场面有多么疯狂:一个30岁的企业家被两家科技初创公司炒了鱿鱼,现在下定决心要打造可以飞往火星的火箭。面对那些为此感到困惑的亲朋好友,在随后几年的交谈中,他重复强调了三个缘由。

第一,他发现技术进步并不是必然的,也可能倒退。美国人已经登上月球,但随后航天飞行项目搁浅,并无相关进展。第二,殖民其他星球有助于确保人类文明和意识的保留和赓续,以防我们脆弱的地球家园遭遇不测—有一天它可能会被小行星撞击、核战争或气候变化所摧毁。第三,他出生在一个冒险者家族,继承了这个家族的精神内核,“那个值得追求的东西,是能让我们从睡梦中醒来去迎接崭新一天的东西。”

马斯克认为自己的奋斗目标具有划时代的意义,这既让人感到振奋,也令人产生些许的不安。

2002年初: 要把老鼠送上火星,赴俄购买遇挫

马斯克与雷西在莫斯科火箭设施前

马斯克认为,如果他想创办一家火箭公司,最好搬到洛杉矶,因为美国大多数航空航天公司都在那里,包括洛克希德·马丁和波音。由于他们(马斯克和贾斯廷)结了婚,他有资格成为美国公民,所以他于 2002 年年初在洛杉矶县立博览会与其他 3500名移民一道参加了公民宣誓仪式。

马斯克开始召集火箭工程师在洛杉矶机场附近的一家酒店开会。他说:“我最初的想法不是创办一家火箭公司,而是号召公众为这项事业捐款,为 NASA 争取更多的资金。”他的第一个计划是要建造一个小型火箭,把老鼠送上火星。后来我想到了把一个小型温室送到火星上去。温室会降落在火星上,同时把火星上绿色植物生长的照片传回地球。这个计划被称为“火星绿洲”,马斯克估计他只需花费不到 3000 万美元就能完成这个任务。

通过火星学会,马斯克听说了一位名叫吉姆·坎特雷尔的火箭工程师,他参与过美国和俄罗斯的导弹退役计划。 一个月后,他拨通了坎特雷尔的电话,“我们能在这个周末见面吗?”他们想出了一个计划,去一趟俄罗斯,看看是不是真能买到一些发射槽或者火箭。

在莫斯科购买旧火箭,同俄罗斯人共进晚餐

尽管第一次去的时候对方丑态百出,马斯克和坎特雷尔还是决定在2002 年年初再去一次俄罗斯。随行的还有团队的新成员、航天工程师迈克尔·格里芬,他后来成为美国航空航天局局长。这一次,马斯克的主要目的是去买两枚第聂伯运载火箭,它是一种经过改装的老式弹道导弹。

应该说这一次谈崩了,对马斯克来说,是塞翁失马,他因此想得更远,我们这个时代最无畏的冒险之一,即通过私营公司来建造火箭,用它来发射卫星,将人类送入太空轨道,最终把人类送到火星和其他地方。

5月:创“白痴指数”,成立SpaceX自任首席工程师

因俄罗斯人离谱的出价感到气愤时,他开始应用第一性原理进行思考,深入基础的物理学情境,一步步在头脑中构建火箭发射的模型。他因此发展出了一个概念,叫“白痴指数”,用来计算某个制成品的成本比其基本材料的成本高多少。火箭的“白痴指数”就非常高。采用目前的制造方法,成品的成本至少比材料的成本多出 50 倍。人类如果要去火星,必须彻底改进制造火箭的技术。

在返程的飞机上,马斯克拿出电脑,开始用电子表格拉清单,“我觉得我们可以自己制造火箭。”当坎特雷尔看到这些数字时,自言自语道:“真该死,我终于知道他为什么没完没了找我借书看了。”

马斯克的太空探险计划最初是一项非营利性的事业,目的是激发人们对火星任务的兴趣,但现在他怀揣着将这一事业转变为职业的各种动机。那个伟大计划支撑着他,去做一些胆大妄为的事。但他也希望这项事业能脚踏实地、有利可图,这家公司能自给自足。这就意味着他们将为满足商业目的和政府需要来发射一些卫星。

2002年,位于得克萨斯州麦格雷戈的SpaceX试验台

马斯克决定从一枚小型火箭开始,这样成本不会太高。他盯住了一个关键指标:将每磅有效载荷送入轨道的成本。使他此后一直痴迷于增加发动机的推力,减少火箭的质量,同时让火箭可以重复使用。

马斯克想招揽曾陪同他去莫斯科的两名工程师,但迈克尔·格里芬并不想搬到洛杉矶。他当时在 IQT 电信工作,总部设在华盛顿特区。事实上,乔治·W· 布什总统在 2005 年任命他为美国航空航天局局长。吉姆·坎特雷尔考虑过加盟马斯克的公司,但他提了很多要求,马斯克不愿迁就他。所以马斯克最后自动成为公司的首席工程师。

马斯克于 2002 年 5 月成立了太空探索技术公司(Space ExplorationTechnologies)。几个月后,他又把他最喜欢的字母捡了回来,改成了一个更容易让人记住的名字———SpaceX。他在早年的一次演讲中说,公司的目标是在 2003 年 9 月前发射第一枚火箭,并在 2010 年前向火星发射一枚执行任务的无人火箭。

这样他就成功延续了在 PayPal 的传统:先设定一个不切实际的时间表,然后“取法乎上得其中”—疯狂的想法原本不可能变成现实,结果是很多年之后最终实现了。

2003年:在洛杉矶建工厂,所有零件70%自造

当穆勒和其他工程师加入 SpaceX 后,马斯克就需要一个总部和工厂了(此前在租来的酒店)。“我开车穿过很多航空航天公司所在的街区,发现洛杉矶机场附近有一个旧仓库。”在布置工厂时,马斯克遵循了他一贯的理念,即将设计、工程和制造团队全部集中在一起。“装配线上的人应该能立马逮到设计师或工程师。”

随着团队不断壮大,马斯克开始向团队灌输:要容忍高风险,要服从于他那种能扭曲现实力场的强大意志力。马斯克和其他年轻的工程师会工作到深夜,然后在台式机上玩多人射击游戏,比如《雷神之锤Ⅲ竞技场》,用手机开会,然后陷入一场可能持续到凌晨 3 点的死亡竞赛。他通常是胜利者。另一名员工说:“他在这些游戏中的表现令人震惊,他的反应快得惊人,熟悉所有诀窍,也知道如何偷袭别人。”

马斯克将他们正在建造的火箭命名为 “猎鹰 1 号”,以《星球大战》中的航天器来命名。

汉斯·科尼格斯曼与猎鹰1号(摄于2008年的夸贾林岛)

马斯克对成本控制极为关注,穆勒回忆说,有一次 SpaceX 需要一个阀门,供应商要价 25 万美元。于是他要求手下的一名工程师以每个5000 美元的成本把它造出来。几年后,SpaceX 在内部就完成了70% 的火箭零部件制造工作。“尽管我们没能达到埃隆制定的大多数时间表和成本目标,但我们仍然打败了所有同行。”穆勒承认,“我们开发了史上成本最低、性能最棒的火箭,而且最终结果会让我们备受鼓舞。”

马斯克采取了一种迭代式的设计方法:迅速制成火箭和发动机原型,进行测试,炸毁,修改,再次尝试,直到最后做出能用的东西。快速推进,把试验品炸掉,然后重复这一过程。“你不需要完美地规避多少问题,”穆勒说,“关键是你能多快找出问题,然后解决它。”

由于 SpaceX 是一家私营公司,而且马斯克愿意藐视规则,所以他们可以冒任何愿意承担的风险。布扎和穆勒持续推进发动机,直到发动机解体,然后说:“好,现在我们知道它的极限在哪了。”

“无须计划的快速拆卸”:修好能用就行,节约大量时间

这种对设计迭代的信念意味着 SpaceX 需要一个对试验要求宽松的测试场所。起初,他们考虑了莫哈韦航空航天港,但 2002 年年底,该县的一个委员会不断推迟对 SpaceX 的申请做出批准决定。

这样,SpaceX 兄弟连的故事就开始了:一帮对发射火箭抱有执着追求的火箭工程师,在穆勒和布扎的带领下,在马斯克间或造访的视察中,在得克萨斯州响尾蛇不时出没的贫瘠沙漠里,在一块由混凝土浇筑的地面上,点燃了火箭发动机并一次次引爆。在他们口中,这就叫“无须计划的快速拆卸”。

默林火箭发动机设计了循环使用功能,经历了多次的研发、发射。来自百度百科

默林发动机的第一次试射是在 2003 年 3 月 11 日,穆勒生日当天的晚上。煤油和液氧注入推力室后只燃烧了半秒,而这就是他们需要的结果,确保这套机制能够运作。

一天晚上,闪电击中了一个试验台,打坏了一个油箱的增压系统,导致油箱的一层膜出现鼓包和裂缝。换作一家正常的航空航天公司,那就应该更换油箱了,得花上几个月的时间。“不要换,修修就行。”马斯克说,“带着锤子上去,鼓包敲一敲,裂缝焊接好,然后接着弄。”这样也为 SpaceX 省下了几个月的时间,可以测试火箭样机了。

当然,这样做也不是屡试不爽的。

所以在 SpaceX,一种制造模式被固化了下来:不断尝试新的想法,然后随时准备炸掉做好的东西。当地的居民已经习惯了爆炸,但当地的奶牛还没适应。就像拓荒者围着马车转一样,每当发射场地发生大爆炸,奶牛们就会围成一圈,把小牛犊护在中间。麦格雷戈的工程师们还支起了一个“奶牛摄像头”,这样就可以观看奶牛绕圈的整个过程。

2003年初:NASA合同350万,起诉获胜开创新模式

第四位SpaceX的员工格温·肖特韦尔,与马斯克一同赴华盛顿拿下第一个合同

无论是在日常生活中,还是在工作中,马斯克不喜欢与人分享权力。为数不多的一个例外是马斯克与格温·肖特韦尔的关系。她于 2002年加入 SpaceX,成为第四个员工,并最终成为公司总裁。

2003 年初,肖特韦尔 和马斯克前往华盛顿。他们的目标是拿到国防部的订单合同,发射一种全新的小型战术通信卫星, 即“战术卫星”(TacSat),能使地面部队的指挥官快速获取图像和其他数据。 这是 SpaceX 的第一份合同,金额为 350 万美元。

为了提升公众对 SpaceX 的认知,2003 年 12 月,马斯克将猎鹰 1 号火箭带到华盛顿,在美国国家航空航天博物馆外举办公开活动。

2004 年 2 月,NASA 未经竞标过程就将一份价值 2.27 亿美元的合同授予 SpaceX 的竞争对手、另一家私营火箭公司——基斯特勒航空航天公司。马斯克起诉了,他甚至把在 NASA 内部最支持他的萨斯菲尔德架在火上烤,SpaceX 最终在这场纠纷中获胜,NASA 被要求将该项目开放竞标。修订后的项目名称为“商业轨道运输服务”项目,SpaceX 凭实力赢得了其中很大一部分订单。

这场胜利不仅对 SpaceX,对整个美国的太空计划都至关重要,它加速了 NASA 和国防部对过去常用的成本加成合同进行替代。SpaceX 开创了另一种方式,由私营公司竞标执行特定的任务,比如将政府需要的有效载荷发射到轨道上。

搬至夸贾林岛:2008年资金断裂,特斯拉和SpaceX二选一

SpaceX发射场建在夸贾林环礁中的欧姆雷克岛

马斯克曾计划找一个最方便的地方发射 SpaceX 火箭——范登堡空军基地,这是加州海边靠近圣巴巴拉的一个占地 10 万英亩的军事设施。问题是该基地由美国空军管理,严格奉行各项规章制度,这与马斯克的价值观不符。

格温·肖特韦尔在 2003 年为 SpaceX 赢得了一笔 600 万美元的订单:为马来西亚发射一颗通信卫星。问题是卫星太重了,必须在赤道附近发射。

打开世界地图,他们发现一个适合发射的地点:马绍尔群岛。它距离洛杉矶约 4800 英里,靠近国际日期变更线,周围又没有其他东西。马绍尔群岛曾经是美国的领土,被用作核武器和导弹发射的试验场,现在已经成为一个独立的共和国,其中一个基地坐落在一串被称为“夸贾林环礁”的珊瑚沙岛上。

夸贾林岛是环礁上最大的一个岛屿,上面设有美国陆军基地,还有一家破烂不堪的酒店,品质接近宿舍水平。每周三天,有来自火奴鲁鲁的航班降落。如果计入中途停留时间,从洛杉矶到夸贾林岛需要近 20 个小时。

多年后,马斯克承认搬到夸贾林岛是一个错误的决定,他应该等到范登堡空闲的时候。但等待需要耐心,这正是他所缺乏的。“在夸贾林岛上的那四年锻炼了我们,让我们变得更加团结,也教会了我们怎样作为一个真正的团队去开展工作。”

夸贾林岛上的核心骨干汉斯·科尼格斯曼、克里斯·汤普森和安妮·钦纳里

在偏僻的夸贾林岛经历两次发射失败后,2008年,猎鹰 1 号火箭的第三次试射将决定 SpaceX 的成败—至少包括马斯克在内,所有人都这么认为。他告诉团队,他的钱只够发射三次。“我相信,如果我们发射三次还搞不定,”马斯克说,“我们就活该倒闭关门。”

2008 年 2 月 1 日,特斯拉总部的员工收到了一封电子邮件,邮件中宣布:“P1 正在抵达!”P1 代指的是第一台量产下线的 Roadster。马斯克经常在法律的边缘游走。2008 年上半年,他抽取了客户为尚未交付的 Roadster 支付的定金,给特斯拉输血续命。安东尼奥·格拉西亚斯也出手相助,借给马斯克 100 万美元。

马斯克在 SpaceX 的控制室专注工作

马斯克对压力的承受度很高,但 2008 年发生的一切几乎突破了他所能承受的极限。马斯克身边的每个人都认为,他将不得不做出一个决定。随着 2008年接近尾声,他似乎必须在 SpaceX 和特斯拉之间做出取舍。如果他将其不断减少的资源集中在一个项目上,他就可以非常肯定这个项目能活下来。马斯克的决定是:“我决定必须付出我的全部来拯救两个孩子。”

这时,一群不可思议的家伙赶来增援:PayPal 的联合创始人们,也就是八年前将马斯克从首席执行官的位置上赶下台的那群人。

9月28日:第四次发射成功,12月得到NASA订单16亿

马斯克同工程师们在控制室中

第四次发射定于 2008 年 9 月 28 日进行,如果失败,SpaceX 就寿终正寝了,也有可能导致“民营企业家能引领太空探索领域”这一先锋理念走向终结,顺带着可能使特斯拉走向终结。

马斯克计划在位于洛杉矶的SpaceX 总部的指挥车上观看发射过程。为了舒缓紧张情绪,金博尔建议他们那天上午带孩子去迪士尼乐园玩。在下午 4 点发射窗口即将开启时登上指挥车,他可以在一个显示屏上看到猎鹰1 号在夸贾林岛发射台的情况。

控制室里一片寂静,只有一名女性负责报出倒计时。当火箭飞出发射台时,欢呼声响起,但马斯克默默地盯着传输到他的电脑上的数据,以及墙上显示屏上火箭摄像机回传的视频。60 秒后,视频显示发动机的烟羽变暗。这是个好迹象。

2 分钟后,到了两级火箭分离的时间节点。推进器发动机关闭了,这次在第二级火箭释放之前有 5 秒的延迟,以防止出现第三次试射时导致事故的碰撞。当第二级火箭慢慢升空时,马斯克终于释放出自己压抑许久的欢呼声。第二级火箭上的 Kestrel 发动机表现完美。

此时,欢呼声震耳欲聋,马斯克高举双臂,站在他身旁的金博尔开始哭泣。

科尼格斯曼在夸贾林岛上倒香槟庆贺猎鹰1号第四次发射成功

猎鹰 1 号创造了历史,成为第一个由私人制造的、从地面进入预定轨道的火箭。马斯克的团队只有 500 名员工(波音公司的同类部门有 50000人),他们从头开始设计整个系统,自己完成所有建造工作,几乎没有外包,而且资金也是私人提供的,主要来自马斯克本人。SpaceX 签订了为NASA 和其他客户执行任务的合同,但他们只有在发射成功后才会得到报酬,没有补贴,也没有成本加成合同。

这次成功的发射挽救了私营太空事业的未来。SpaceX 让人们在谈论太空探索事业时解放了思想。

12 月 22 日,马斯克的手机响起,他接到一个电话,似乎也为可怕的2008 年拉下了帷幕。NASA 的航天主管威廉·格斯滕迈尔(此人后来加入了 SpaceX)告诉他一个消息:SpaceX 将获得一份价值 16 亿美元的合同,在空间站和地球之间进行 12 次往返运输。“我爱 NASA,”马斯克回答,“你们真棒。”随后他把他的电脑登录密码改为“ilovenasa”。

李念编摘自第14、15、17、19、22、23、28、29、30章,约4万字

讲堂甲辰悦读目录

钱旭红:罗素、李约瑟读老子,2500年前已认知宇宙|讲堂甲辰悦读①

文:【美】沃尔特·艾萨克森 孙思远 刘家琦译
图:中信出版社授权
编辑:李念
责任编辑:李念
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