陳根：馬斯克和他的SpaceX為什麼成功？

文/陳根

歷史性的時刻仍在繼續發生：

北京時間 5 月 31 日 03:23 分，SpaceX 公司首次成功發射載人龍飛船，成為有史以來第一家將人類送入太空軌道的私營企業。在約 19 個小時後的 22 點 30 分，載人龍飛船與國際空間站成功對接，國際空間站終於迎來了新的訪客——史上第一艘商業載人飛船。

一天功夫，兩次創造航天歷史，這就是馬斯克和他的 SpaceX。

目前，載人龍飛船已經獲得了來自國際空間站的電力供應，兩名太空人鮑勃·本肯 (Bob Behnken) 和道格·赫爾利 (Doug Hurley）將對飛船的對接狀況進行檢查，且於北京時間 6 月1 日 00:30 分打開艙門，與空間站上的太空人成功會和。

按照計劃，飛船將在空間站停留約 110 天。在那之後，兩名太空人會乘坐龍飛船返回地球。之後，此次任務才能算是最終完成。但目前看，此次任務中風險較大的部分已經圓滿完成，目前形勢非常樂觀。

  

馬斯克的成功舉世共睹，此舉也被譽為「最成功的吹牛姿態」。馬斯克突破想像的背後也讓我們好奇，馬斯克為什麼成功？

一、SpaceX自下而上的商業成功

太空梭，是人類邁向太空，開啟探索的一大壯舉。自1972年以來，美國就投入巨資，進行相關開發研究。先後生產出6架太空梭，從「企業」號一直到「哥倫比亞」號、「挑戰者」號、「發現」號、「亞特蘭蒂斯」號與「奮進」號。

其中，「企業」號為測試機，從未載人，也未發射升空。而「挑戰者」號與「哥倫比亞」號，均失事發生爆炸，釀成悲劇，兩起事故相隔17年時間。

1986年1月28日，「挑戰者」號在執行第10次太空任務時部件失效，升空僅1分多鐘即爆炸解體。2003年2月1日，「哥倫比亞」號太空梭在德克薩斯州北部上空解體墜毀，7名太空人全部遇難。兩起事故，共奪去14名太空人的生命。

1985年服役的「亞特蘭蒂斯」號，在航天數超過32次，總航程達約1.94億公裡。2011年7月21日，「亞特蘭蒂斯」號在甘迺迪中心著陸並退役。此後，作為頭號航天大國的美國就失去了將太空人送入太空的能力。在這八年多的時間裡，美國只能購買俄羅斯的聯盟號飛船船票，藉助這個「老對手」的航天力量把自家太空人送入太空，藉此維持國際空間站的正常運行。

對美國航天而言，靠俄羅斯人載人到空間站一是有求於人，另一個重要原因還是價格太貴。2007年時，俄羅斯聯盟號飛船的座位單價只要2000萬美元出頭，而到了2018年這個價格已經漲到了8100萬美元左右。

於是，美國國家航空航天局（NASA）盯上了商業公司。2014年9月，NASA正式發布了商業乘員運輸能力（CCtCap）的合同，波音公司和SpaceX公司最終獲得了與NASA合作的機會，分別贏得42億美元和26億美元的商業合同。他們將各自研製一種新型商業載人飛船，並選用符合載人航天要求的運載火箭，重建美國的載人航天發射能力。

問題就在於，為什麼商業航空航天公司能率先突破技術的局限，走在美國載人航天的前端？

政府機構主導的科研項目，最大的問題是不可持續。上面一商量，把經費斷掉，整個項目就垮了。而且因為項目沒有通過商業化的長期迭代發展，很多零部件成本高，沒有深度優化，內在脆弱，不可持續。雖然載人航天技術看似是一個龐然大物，但其實短期內是可以出一些成果的。

大家都知道明代中國的偉大航海壯舉——鄭和下西洋。在明成祖朱棣的引領下，鄭和七下西洋。首次航行始於永樂三年（1405年），而最後因為統治政府「下西洋諸蕃國寶船，悉皆停止」的命令而在1433年突然斷掉。美國的阿波羅計劃和太空梭計劃的取消，也都符合這種政府項目的特點。

但與政府主導正相反，自下而上的不斷迭代技術工具，不斷擴張的模式使整個過程自始至終都保持了底層的可持續性，因此可以用市場的收入來支持進一步發展。雖然開始起步寒摻卑微，但是內力強大，有巨大生命力。

葡萄牙探險者從北非一步步環繞整個非洲大陸，沿岸建立貿易據點 (奴隸，香料，食物，金銀等等的貿易)，不斷徵稅，用利潤再投資不斷改進航海技術。1488年過好望角，到最後控制南亞印度沿岸，1511年控制馬六甲，1513年 jorge Alvares 首次抵達廣州。

可以說SpaceX的成功離不開這種自下而上的商業發展模式。SpaceX成立於2002年，SpaceX成立之初的目標就是把航天發射的成本降到美國政府經營所需費用的十分之一，以及將太空運送物資和人員的風險也同步減少至以往的十分之一。SpaceX開發了可部分重複使用的獵鷹1號和獵鷹9號運載火箭，大大降低了運載成本，且同時開發Dragon系列的太空飛行器已通過獵鷹9號發射到軌道。

這也正說明了，任何政府主持的宇航探索項目，沒有市場的支持和分攤成本，對於底層的內在模式而言，都缺乏真正的競爭力。

    

二、數字孿生的強有力支持

自上而下的商業發展模式給了SpaceX源源不斷的動力，而數字孿生技術卻強有力支持了航空發展不斷取得新突破。

近幾年，數字孿生的熱度不斷攀升，頻繁出現在各大峰會論壇的演講主題之中，備受行業內外的關注。

數字孿生，顧名思義，就是「數字雙胞胎」。根據國際統一的定義，數字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。 簡單來說，數字孿生就是在一個設備或系統的基礎上，創造一個數字版的「克隆體」。

數字孿生的概念是在2002年由密西根大學教授麥可·格裡夫斯提出的，麥可·格裡夫斯教授在產品全生命周期管理課程上提出了「與物理產品等價的虛擬數位化表達」的概念：一個或一組特定裝置的數字複製品，能夠抽象表達真實裝置並可以此為基礎進行真實條件或模擬條件下的測試。該概念源於對裝置的信息和數據進行更清晰地表達的期望，希望能夠將所有的信息放在一起進行更高層次的分析。

而將這種理念付諸實踐，甚至是早於理念提出的正是美國國家航天局（NASA）的阿波羅項目。在該項目中，NASA 需要製造兩個完全一樣的空間飛行器，留在地球上的飛行器被稱為「孿生體」， 用來反映（或做鏡像）正在執行任務的空間飛行器的狀態。

  

 

2006年12月20日，美國總統布希發布了Executive Order 13419，要求建立國家級的先進技術路線圖。2007年12月，《航空技術研發和基礎設施國家計劃》獲批，2008年12月與之相關的技術附錄也編制完成。

在這樣的背景下，2010年，已經進入歐巴馬時代的NASA和國家研究委員會（NRC）開始籌備為航空領域設計一個技術路線圖。NASA組織相關專家撰寫《NASA空間技術路線圖》，共涉及14個主題。據統計，該報告包含140個挑戰、320種技術，時間跨度為20年，該技術路線圖一直延續到2030年。

正是在這次報告14個技術主題中，TA 11（即Modeling，Simulation，Information Technology & Processing Roadmap）提出大致在2027年實現NASA數字孿生體規劃目標。

而大家關注的SpaceX發射成功龍飛船正是數字孿生體的現實運用，從一定意義上看，這也代表了一個新時代的開啟。

馬斯克對於NASA的數字孿生體2027計劃非常感興趣，他從NASA和美國國防部籠絡了一批數字孿生體頂級人才，其中就涉及到Edward Glaessgen，曾多次給SpaceX公司提供諮詢服務。當然，他自己也親自學習數字孿生體相關的關鍵技術。馬斯克把數字孿生體的潛力用到了極點，它充分利用數據驅動的特點，儘量簡化人與設備的機械交互方式。例如，這次發射龍飛船，跟飛船中太空人交互的視頻顯示，內部人機互動已經採用了觸控螢幕方式，這將發揮數字孿生製造的潛力，並提高設備的可用性。

回顧2010年NASA提出數字孿生體2027計劃，當時考慮的是利用NASA自身官僚體系來完成相關工作。但金融危機的逐步深化，提出了降低成本的要求，也給馬斯克介入NASA業務提供了機會。原計劃需要17年才可以完成的計劃，馬斯克只用了10年時間就完成了，這就是機制變革帶來的奇蹟。

三、成功是一個概率事件，而非偶然，絕非偶然

馬斯克和他的Space用18年向我們證明了「成功是一個概率事件，而非偶然，絕非偶然」。有夢想，有毅力，仰望星空，腳踏實地的幹不一定會成功。但失去夢想，沒有毅力，不能為夢想而付諸於行動，顯然一定難以實現夢想。

這麼多年來，SpaceX在研究火箭的過程中，經歷了無數次爆炸，跌倒後站起來，又繼續跌倒，無休無止。

2006年，SpaceX的第一枚火箭「獵鷹1號」火箭進行首飛，火箭在升空25秒後失控旋轉，墜入海中，發射失敗。

2007年，「獵鷹1號」再次發射失敗，未能達到預定速度。

2008年8月3日，「獵鷹1號」第三次發射，這次發射搭載了3顆人造衛星和數百名希望將骨灰撒向太空的航天勇士。然而火箭在升空兩分鐘後開始震顫，繼而與地面失去聯繫。

連續三次的發射失敗，給馬斯克和SpaceX帶來了致命的打擊。他的個人財富所剩無幾，僅能夠支撐最後一次發射。

屋漏偏逢連夜雨，在金融危機的陰霾下，特斯拉瀕臨破產，員工紛紛離職。馬斯克一度精神崩潰，「只有兩三個人留了下來。我沒想過我會精神崩潰，但真的崩潰了。」回憶起2008年，馬斯克說那是他「生命力最灰暗的一年」，「一邊嚼著玻璃，一邊凝視死亡的深淵。」

在第三次發射失敗後，僅隔一個多月，SpaceX再次發射「獵鷹1號」，終於成功將首枚非政府火箭送入了太空。

發射成功後，SpaceX成功接到NASA的訂單，得以存活下去。但是接下來的路卻更難走，即使被淪為笑柄，也沒能阻擋馬斯克的腳步。

直到2016年4月8日，馬斯克的SpaceX迎來命運的轉折點。這一天，SpaceX的「獵鷹9」火箭成功在海上著陸。馬斯克對航空事業的熱愛，全都寫在著陸船名上——「我當然還愛你」（"Of Course I Still Love You "）。

  

馬斯克一直以來給我們的印象都是一位特立獨行，具有顛覆者意識的創新者。而這次的發射也令他激動不已，在發射後的新聞發布會上，馬斯克說：「我們還沒有停靠（國際空間站），當然我們還需要把他們安全地帶回來。所以還有很多工作要做。但這太不可思議了。我們已經為這個目標努力了18年。很難相信這真的發生了。」「這是一艘由人類為自己製造的飛船，我認為人類應該為這一天的到來感到驕傲。」

成功是一個概率事件，而非偶然，絕非偶然，馬斯克如此，人類亦如此。任何成功的背後都有常人難以理解的辛酸與挫折。