马斯克上演陪跑逆袭！刚把人类送入太空的SpaceX牛在哪
人类载人航天史又翻开了新的一页。
北京时间5月31日凌晨3点23分，在美国肯尼迪航天中心，SpaceX（美国太空探索技术公司）的载人龙飞船搭乘一枚猎鹰九号火箭发射升空，NASA两名宇航员目前正在前往国际空间站途中。
这是自 2011 年以来，美国第一次自己将宇航员送入太空，也是 SpaceX 成立 18 年以来首次执行载人航天任务，更是人类历史上的首次商业载人航天发射。
预计今晚23点与国际空间站对接
此次发射可谓一波三折。
原定于5月27日发射的载人龙飞船，却在万众瞩目下因天公不作美而临时取消，延期至今日；
昨天SpaceX又传来噩耗，星际飞船SN4原型机在测试中发生爆炸，尽管爆炸的星际飞船与即将发射的载人龙飞船不是一回事，但还是让人捏了一把汗；
5月30日，德州南部测试场SpaceX星际飞船SN4爆炸火光冲天
北京时间5月30日晚，由于担心会有闪电、暴雨和积雨云，就在发射前数小时，NASA和SpaceX官方依然显示“有50%取消发射的可能性”。
然而，当发射任务进入倒计时45分钟，天气突然开始放晴。
搭载载人龙飞船的猎鹰九号火箭发射成功
北京时间5月31日凌晨3点23分，在“3-2-1-0”的倒数计时中，猎鹰九号火箭终于点火升空，带着载人龙飞船、两位宇航员和一只恐龙玩偶飞向国际空间站。
宇航员们还带了一只小恐龙上飞船，到达太空后小恐龙漂浮在镜头前
发射2分40秒后，一级火箭分离；
发射大约9分钟后，一级火箭降落在位于大西洋的海上专用回收驳船上，成功实现回收。看到这一消息，飞船里的两位宇航员击拳相庆。
发射大约12分钟后，载人龙飞船与猎鹰九号二级火箭完成分离，SpaceX首次载人航天任务的发射阶段至此获得圆满成功。
接下去，载人龙飞船将依靠太阳能电池板供电，借助自身动力慢慢靠近国际空间站。
值得注意的是，载人龙飞船是一艘自动飞船，一旦分离成功，它会自动规划出一条通向国际空间站的路径，就连对接过程也可以由系统自动完成。
不过为了安全起见，两位宇航员鲍勃和道格在发射前，还是在触摸操控屏幕上反复练习了如何手动控制飞行与对接。
飞船驾驶舱
鲍勃和道格都是NASA老将。鲍勃进行过6次太空行走，有超过708小时的太空停留记录，而道格更是国际空间站的老面孔，正是他在2011年乘坐亚特兰蒂斯号航天飞机，执行了美国最后的载人航天任务。
NASA宇航员鲍勃（左）和道格拉斯（右）
按照SpaceX的飞行计划，预计19个小时后，也就是北京时间今晚23点左右，载人龙飞船将与国际空间站完成对接。
只有飞船与国际空间站成功对接，并完成接下来1-3个月的空间站工作后顺利返回地球，这项载人航空任务才算圆满完成。
SpaceX再一次改写人类航天史
随着此次发射任务成功，SpaceX 终于在人类载人航天史上写下了自己的名字。
载人航天，堪称航天领域难度最高的任务，此前只有俄美中三大国拥有这种能力。
而今，第一次有一家私营公司掌握了发射载人飞船的技术和能力。
2002年6月，马斯克创建SpaceX之时，宣布这家公司只为一个目的存在——实现火星移民计划，让人类能去火星生活或旅行。
那一年，距离美国航天飞机最后一次飞行还有9年。
在政府主导航天事业的年代，人们只将马斯克的愿景视作疯话，也完全没把SpaceX当成一家正经公司。
然而，正是在一片“疯子”和“骗子”的嘲讽声中，SpaceX一次次改写了人类航天史：
2008年9月，SpaceX成功发射猎鹰一号，全世界第一枚由私人公司研发的液态轨道火箭成功进入地球轨道；
2010年12月8日，SpaceX的第一代货运龙飞船携带着一罐法国奶酪蛋糕进入太空轨道，龙飞船成为世界上第一艘由私人公司研发的航天飞船；
货运龙飞船载着一罐法国奶酪蛋糕（右）进入太空
2012年5月25日，货运龙飞船携带1000磅物资与国际空间站成功对接，SpaceX成为继美国、欧盟和日本后，第四个拥有与国际太空站对接能力的实体；
2015年12月，SpaceX首次发射猎鹰九号全推力版，一级火箭返回着陆场，人类历史上第一次实现陆上软着陆回收一级火箭；
2016年4月，猎鹰九号全推力版的一级火箭成功降落在大西洋上的回收驳船上，人类历史上第一次实现海上软着陆回收一级火箭；
2017年3月，SpaceX再次成功发射并回收一枚猎鹰九号全推力版一级火箭，人类历史上第一次实现一级火箭重复使用，还首次回收了火箭的整流罩。
回收火箭的整流罩
SpaceX为全球航天业带来的一项革命性创举，正是将原本一次性消耗的运载火箭，变成了可回收重复利用的载具，这也是他们最核心的一项技术。
肯尼迪航天中心机库中回收的SpaceX火箭机身 图片来源：AP
实现这项技术的难点，主要在于着陆段如何根据火箭的当前位置、速度、姿态等信息，在线实时计算出发动机推力的大小和方向，以实现安全精确着陆。
除了着陆段制导算法。可调节的大推力火箭发动机，亦是一大难点。
曾有美国记者形容，SpaceX成功发射并回收一枚猎鹰九号的难度，相当于在一场暴风雨中，发射一支细铅笔飞跃102层高的纽约帝国大厦，并让铅笔稳稳落在大厦另一边的鞋盒里。
研究火箭回收技术，是为了尽可能回收和重复利用火箭组件，从而大幅降低卫星和航天器的发射成本。
SpaceX曾介绍，火箭发射95%的成本来自硬件，其中一级火箭成本便占去了60%。
通过回收并重复使用一级火箭，能够大幅降低发射成本，以猎鹰九号重复使用10次计算，成本可降低5成。
SpaceX猎鹰九号运载火箭与猎鹰重型运载火箭 图片来源：路透社
马斯克曾公开表示，猎鹰九号发射报价在6000万美元左右，但据美国著名投资银行杰富瑞透露，猎鹰九号发射报价最低可以压到4000万美元左右。
而在欧美日俄，通信卫星的发射报价动辄上亿美金，正是凭借火箭回收技术降低发射成本，SpaceX才能从众多“国家队”中脱颖而出。
据NASA商业航天总监菲尔·麦卡利斯特透露，目前SpaceX的猎鹰9号火箭，在全球商业发射领域占据了65%份额。
不过，马斯克还嫌猎鹰九号发射报价太贵，他希望将猎鹰九号的发射报价降低到600-700万美元，远期目标则是降到60-70万美元。
载人龙飞船与国际空间站对接模拟 图片来源：SpaceX
了解SpaceX的人都知道，到今年3月，货运龙飞船其实已经为国际空间站完成了20次补给运送任务，因此，载人龙飞船今日的成功其实并没有太多意外，完全是这家公司厚积薄发，水到渠成的结果。
美国走通航天发展新模式
SpaceX廉价的发射报价，恰恰是NASA（美国国家航空航天局）近十年来最大的需求。
冷战结束后，以举国之力研发太空技术的路线，逐渐在美国失去了民意支持和政治需求。
特别是经历了挑战者号和哥伦比亚号的两次致命事故后，载人航天飞机的风险系数和高昂成本，迫使NASA放弃了这一载人航天路线。
2011年7月，美国亚特兰蒂斯号航天飞机降落在肯尼迪航天中心，完成了最后一次载人飞行。
亚特兰蒂斯号航天飞机
此后，NASA不得不斥巨资买船票，让美国宇航员乘坐俄罗斯联盟号飞船往返国际空间站。
过去9年，NASA向俄罗斯购买过52张船票，共计花费约40亿美元，俄罗斯开出的票价也一路水涨船高，从最初的2000多万美元，上涨到了8000多万美元。
今年4月NASA宇航员卡西迪与两名俄罗斯宇航员飞往国际空间站 图片来源：CNET
就在最近，NASA刚向俄罗斯联邦航天买了一个今年秋天往返国际空间站的舱位，票价更是涨到了9025多万美元。
联盟号飞船票价水涨船高
NASA并不甘心一路挨宰，一度试图继续执行布什领导的“星座计划”，通过研发“战神1号”火箭和“猎户座”飞船，重新将美国宇航员送到国际空间站。
然而，这项计划成本太高，最终被奥巴马政府取消。
奥巴马的替代方案，是鼓励美国私人企业进军太空市场，大力推动太空活动商业化，希望太空飞行由政府控制转为商业运作。
在白宫授意下，NASA于2010年开始实施一项名为“商业载人开发”（CCDev）的太空飞行计划，希望通过资助数家私人航天公司，以获得满足需求的重型火箭和载人飞船。
SpaceX再次获得了资助，早在2006年，他们就中标过NASA的商业轨道运输服务计划（COTS），获得了5亿美元救命钱。
波音、SpaceX和内华达山脉公司获得美国政府各项航天计划的支持 数据来源：NASA OIG
可是在CCDev计划中，SpaceX起初完全负责陪跑，因为他们的对手是航天巨头波音。
当时，SpaceX的火箭回收技术尚未成功，NASA 为这一计划投入的近 84 亿美元，有49亿进了波音的口袋，SpaceX只获得了31亿美元经费支持。
马斯克对此偶有怨言，然而载人飞船毕竟也是SpaceX完成愿景的必由之路，因此他们还是一丝不苟地推进着载人龙飞船的进度，直到跑到了波音的前面。
波音与SpaceX火箭对比
2019年3月，SpaceX进行了载人龙飞船首次无人飞行测试，飞船与国际空间站成功对接，奠定了此次载人任务的基础；
今年1月，为了证明载人龙飞船的安全性，马斯克还炸毁了一枚造价4800万美元的火箭以通过飞行中止测试，紧急逃逸系统让飞船成功降落大西洋海面，为这次载人飞行上了最后一道保险。
这期间，SpaceX也遭遇过失败和争议，比如猎鹰火箭发射终止，载人龙飞船曾因阀门故障导致航天器起火，甚至在例行测试中爆炸等等。
在发射前一天SpaceX星际飞船原型机在测试中发生爆炸
无奈波音的Starliner载人飞船更不争气，拖拖拉拉数度推迟，直到去年12月才进行了首次轨道试飞，结果还因为软件缺陷和通信线路问题，未能按计划抵达国际空间站……
就这样，原本陪跑的SpaceX，反而率先冲过了CCDev计划的终点线。
更重要的是，单从载人飞船每个座位的报价来看，SpaceX的性价比无敌。
美国宇航局审计长办公室（OIG）报告显示，SpaceX载人龙飞船每个座位报价5500万美元，波音Starliner载人飞船却要9000万美元，几乎和俄罗斯联盟号火箭一个价。
波音Starliner载人飞船
无论如何，美国运用民间商业力量参与国家太空基建的模式走通了，毕竟过去NASA每发射一次航天飞机，成本高达4.5亿美元。
按照NASA的设想，未来宇航员往返空间站的运载任务全部交给商业公司，NASA 则专注于深空探索，例如将人类带到月球和火星。
通过这样的分工，NASA商业航天总监菲尔·麦卡利斯特预计节省成本在20到300亿美元之间。
美国进一步加强太空领导力
成功进入载人航天赛道之后，SpaceX的路将越走越宽。
在继续与NASA合作以外，SpaceX还可以自由执行其他商业化的载人航天任务。
事实上，载人龙飞船的座位有七个，商业化飞行的票价为2000万美元/位，SpaceX已经签下了一些乘坐载人龙飞船游览太空的订单，据说乘客还包括了即将在国际空间站拍摄最新电影的汤姆·克鲁斯。
安全将宇航员送往国际空间站只是一个开始。
接下来，SpaceX还将继续研发可以飞抵月球和火星的星际飞船，建立火星运输系统，已实现火星殖民的目标。
根据SpaceX给出的时间表，他们希望能在2022年向火星发射搭载货物的超级重型火箭和星际飞船。
到2024年，SpaceX将第一次实现将人类和更多的货物运到火星。
SpaceX殖民火星的构想图 图片来源：SpaceX
载人龙飞船的成功，也让美国摆脱了对俄罗斯的依赖，在太空领导力方面走出了一大步。
除了SpaceX，如波音、维珍银河、蓝色起源等公司也正投入到美国国家太空建设计划中来。
目前，这种商业合作模式已被纳入NASA的登月计划之中。
作为“阿尔忒弥斯计划”的一部分，NASA将与波音等商业公司一起投资建设登陆月球的火箭和航天器，并将在2024年实现重返月球计划。
令人担忧的是，自从特朗普上台以来，美国在航天领域变得野心勃勃，充满侵略性。
从宣布2024年重返月球，到建立太空军，再到拉盟友抢占月球资源，特朗普政府一直以保卫美国太空资产为理由，向着独霸太空的目标前进。
特朗普在签署了一项国家太空政令后，激动地举起了记号笔 图片来源：AP
而载人龙飞船的成功，标志着美国拥有了相对廉价且稳定的近地轨道载人发射服务，这将有助于美国在航天领域进一步实践其排他性野心。
NYT:SpaceX Launch Live: Updates From NASA Astronauts’ Trip to Orbit
Forbes:Spacex makes history with first ever human rocket launch for NASA
Techcrunch:SpaceX makes history with successful first human space launch
Dailymail:Spaceplanes vs super rockets: Expert reveals who will win the battle of cheap space
Archdaily:Elon Musk Announces SpaceX Plans to Begin Mars Colonization by 2022
文 | 黄天然 王安忆
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