把SpaceX的獵鷹9號回收火箭比作一支鉛筆，從發(fā)射到返回的技術難度相當于讓鉛筆飛過453米高的帝國大廈頭頂，然后精準落到只有鞋盒大小的著陸點上。接替獵鷹9號的重型運輸系統(tǒng)星艦提出了一個更極限的目標：用一雙筷子牢牢夾住這根小小的鉛筆。如果機械臂穩(wěn)穩(wěn)接住推進器，就能減少火箭零部件著陸時的損傷，火箭在簡單維護和補充燃料后，可以迅速返回工作崗位，提高發(fā)射效率。

2023年開始星艦試飛后，SpaceX的前三次試飛以兩次爆炸一次失聯(lián)收尾。今年6月的第四次試飛中，星艦飛行一小時后在海面實現“軟著陸”。7月的采訪中，馬斯克信心十足地預言第五次試飛有很大機會成功，因為“我們并沒有違背物理學”。10月13日，星艦的第五次試飛中，巨大的機械臂成功夾住了火箭的助推器Super Heavy——高度為69米，直徑為9米，空重200噸，滿載重3600噸。自此，人類的航天史進入了新的章節(jié)，“太空公交車”不再是遙不可及的夢想。

2023年全年，SpaceX成功完成了98次火箭發(fā)射，占全世界總發(fā)射次數的44%；這98次任務發(fā)射了1984顆星鏈衛(wèi)星、將1600噸有效載荷送上了既定軌道，占全球有效載荷的80%。據彭博報道，2024年SpaceX有望在火箭發(fā)射和星鏈業(yè)務上獲得90億美元收入。

關于SpaceX的愿景和實現路徑，記錄在2011年5月馬斯克發(fā)表的一封名為《The facts about SpaceX Costs》的公開信中，13年過去，絕大多數內容依舊有效。完全可復用的運載器是航天產業(yè)的長期目標，在實現目標前，SpaceX不會滿足于當前的進步。全球范圍內，只有SpaceX將發(fā)射費用公開在網站上。SpaceX的定價不是為了搶占市場份額，也不是用低價“教育”市場后提價，而是通過創(chuàng)新戰(zhàn)勝海外的廉價勞動力。隨著時間的推移，SpaceX的表現會越來越好，價格會越來越低，這是所有科技門類的發(fā)展規(guī)律。

最好的零部件是沒有零部件。航天發(fā)射大致由兩個部分組成：運載火箭和送進太空的飛行器（衛(wèi)星、空間站、深空望遠鏡等）。運載火箭是飛行器逃離地球的動力來源。在人類不算長的太空探索歷史中，運載火箭一直是一次性消耗品。完成運送任務后，它會跌入大氣層燒毀。有去無回的一級運載火箭會占據發(fā)射成本的50%以上，沒有任何商業(yè)機構能承擔這樣的成本。因此，太空發(fā)射只能由政府財政買單，交由特定的承包商承擔發(fā)射任務。馬斯克的思路很簡單：讓火箭可以重復發(fā)射，同時將火箭做得盡可能大，一次運載足夠多的東西，每公斤的運輸成本就能極大攤薄。

這個思路的第一個產物不是星艦，而是NASA的“航天飛機計劃”。航天飛機的設計初衷也是為了實現發(fā)射系統(tǒng)復用，但思路是依靠空氣動力學——這就是為什么它長得像飛機。但在航天飛機短暫的生命周期里，其安全性一直飽受質疑。挑戰(zhàn)者號和哥倫比亞號都經歷過失事慘劇，多次事故后，保守意識在NASA抬頭。另外，航天飛機雖然實現了“可復用”，但并沒有解決成本問題。航天飛機項目擁有超過650個設施，120多萬臺設備，雇用了5000多名員工。除此之外，全美有1200多家供應商為該項目服務。如此巨大的投入后，航天飛機向低地球軌道運輸的增量成本依然高達4.09億美元；按照測算，送往國際空間站的每公斤貨物，運費高達27萬美元。作為對比，SpaceX每公斤運費約為1410美元，其他商業(yè)航天公司最低能達到5000美元。

馬斯克贊同火箭復用的構想，但他認為，既然空氣動力學的思路已經被歷史證偽，SpaceX就要從根本上改變，一種被認為天方夜譚的火箭回收方式擺上臺面：動力垂直回收。顧名思義，動力垂直回收不依賴機翼滑翔，而是發(fā)動機多次點火降速大力出奇跡。這種無損著陸方式在月球、火星等深空探索里已經用過，但很少有人想把它用在地球上。目前，SpaceX的獵鷹9號是世界上唯一實現大規(guī)模重復使用的火箭，其回收技術已經相當成熟。但馬斯克認為獵鷹9號的起落架直立降落方案成本還是太高，干脆直接用筷子夾住助推器。星艦系統(tǒng)配備了33個助推器發(fā)動機，能夠將超過100噸的有效載荷送入預定軌道，這一數字是獵鷹9號的5倍。馬斯克認為，終有一天，它將帶著100名乘客前往火星。

為了在投入有限的情況下達到理想目標，馬斯克將消費電子產品的生產思路大規(guī)模帶進了壁壘森嚴的太空產業(yè)，其核心是快速試錯，快速迭代。2024年7月，SpaceX公布了服務于星艦的第三代猛禽發(fā)動機（Raptor 3），比著名的梅林發(fā)動機更強大、復雜，采用甲烷（一種在火星上易得的資源）+液氧的高效燃料組合。沒有排氣管，反應產生的所有氣體都保持在發(fā)動機內部，可在海平面產生230噸的推力。三代引擎是SpaceX研發(fā)哲學的一個側寫：開頭不需要完美，過程中要有針對性的改進，最終通向一個簡潔、清晰、高效的未來。

在火箭發(fā)射上，SpaceX同樣采取“炸了就炸了”的設計方式，即迅速制成火箭和發(fā)動機原型，進行測試，炸毀，修改，再次嘗試，直到做出能用的東西。和NASA如履薄冰的求穩(wěn)思維相反，馬斯克極力向工程師傳達一個理念，一件事情只要沒有違背物理學定律，那就有實現的可能。這種思路同樣用于特斯拉的汽車生產。2018年，馬斯克意外發(fā)現一輛Model S的玩具車模的車底被壓鑄成了一整塊金屬，甚至還有一套懸掛系統(tǒng)。當天的會議上，馬斯克提出特斯拉也可以這么做，但工程師表示反對，因為汽車底盤要大得多。馬斯克反問：“不就是搞一臺更大的鑄造機嗎？又不是打破物理學定律?！敝?，他和高管給六家鑄造公司打了電話，只有一家名叫意德拉的公司接受了這項挑戰(zhàn)。后者提供的GigaPress將傳統(tǒng)車架中的需要加工再組裝70個零件，焊接1000至1500次的復雜生產過程，變成一次簡單壓鑄加工，讓焊接兩小時變成壓鑄兩分鐘，為Model Y省下了20%的生產成本。

在“無需完美”的信念下，SpaceX解決很多工程學問題時膽子都很大。為了向NASA證明自身的正確性，SpaceX會同時用業(yè)界標準設備和自己設計的設備進行發(fā)射測試。一旦SpaceX的設計性能等同或優(yōu)于業(yè)界標準，它就會成為公司的新標準。按照規(guī)定，美國所有飛行器發(fā)射都必須遵守聯(lián)邦航空管理局(FAA)的準則。2020年第一次超重型助推器（星艦早期版本）無人發(fā)射測試里，FAA的檢查員認為高空風條件并不滿足發(fā)射要求，但SpaceX的天氣模型示意可以發(fā)射，工程師看向馬斯克，他默默點了個頭，火箭升空了。2022年，牛津大學三位學者分析了NASA和SpaceX總計203次太空任務，發(fā)現后者的火箭研發(fā)成本只有NASA的十分之一，研發(fā)速度卻快了兩倍。

NASA每年獲得的撥款超過200億美元，SpaceX成立21年，總共只籌集了百億美元左右的資金。用著NASA半年的預算，SpaceX陸續(xù)開發(fā)了獵鷹一號、獵鷹九號、獵鷹重型和星艦，還有梅林和猛禽兩款火箭發(fā)動機。獵鷹9號火箭從一張白紙到首次發(fā)射，只用了四年半的時間，耗資平均在3億美元左右。作為對比，NASA主導研發(fā)的航天飛機，每一架都耗資超過20億美元。

雖然看上去尖端無比，但SpaceX的火箭實際上采用了大量廉價的消費級產品：獵鷹火箭用5000美元的普通電腦，取代了100萬美元的航天級電腦；火箭打撈雇的是普通的商業(yè)打撈公司；龍飛船的門把手是工程師們用浴室零件組裝的，成本只需30美元，而NASA的同款門閂造價1500美元。除了物理學，馬斯克真正關心的東西似乎只有成本。SpaceX真正的創(chuàng)舉是改變了航天器的生產流程，用生產汽車的方式生產火箭。

一直以來，馬斯克解決成本問題的思路是“用成本最高的方法降低成本”，十個會計需要花一個月算好的賬，會招二十個程序員編寫一套程序，把算賬流程自動化，這樣一天就能算完了。這也是為什么馬斯克會說，“與設計一家工廠所需的腦力勞動相比，設計車的腦力勞動不值一提。”

從生產Model 3的超級工廠到SpaceX的星艦，這套思路無往不利。SpaceX在火箭生產中引入了一項摩擦攪拌焊接技術，這項技術的核心是借助高速旋轉的機頭摩擦金屬板連接處，讓晶狀結構融合在一起。由于焊接會改變金屬板材的受力性能，航天公司一般采用鉚釘等緊固件提供支撐，代價是限制了金屬板材的尺寸。SpaceX第一次將摩擦攪拌焊接應用于火箭箭體這類龐然大物，不僅焊縫更堅固，也能使用更輕的合金，讓獵鷹火箭一舉減重數百磅。

與大多數航天器制造商不同，SpaceX的核心工廠設在了公司總部里面，所有火箭、飛船的核心零部件都在這里生產組裝。在工廠最中間，各種巨大的焊接施工區(qū)域之間，有一棟三層樓高的透明辦公樓，是火箭工程師的辦公室。這就是SpaceX推行的“垂直集成”生產方案，設計者和制造者能一同工作，新想法能快速落地，產線問題能立即解決。基于這套方法，SpaceX自己完成了80%～90%的制造工作——包括火箭、發(fā)動機和關鍵電子設備。SpaceX的所有技術經理都必須去生產一線，包括馬斯克本人。

這種對生產流程極端的掌控是提高效率的關鍵。到2022年感恩節(jié)，星艦工廠里已經每天能造出超過一臺猛禽發(fā)動機，整個生產過程幾乎就像配裝汽車一樣便捷流暢。在突破工程難題的同時，SpaceX顛覆了太空產業(yè)傳統(tǒng)的成本結構。就連NASA也承認：“我們確實認識到需要降低成本，并認為商業(yè)合作伙伴在這方面做得比我們更出色?！?/p>

在SpaceX的故事里，NASA似乎一直扮演著電影中經典的反派角色：低效、官僚，頻繁動用行政力量阻礙市場化的手段創(chuàng)新。但實際情況是，NASA是SpaceX最重要的支持者之一。航天飛機計劃終止后，為了削減成本，美國政府開始支持私人航天企業(yè)。SpaceX最初的訂單，就由NASA和DARPA提供。SpaceX的成長過程中，看得見的手始終如影隨形。NASA向SpaceX提供了技術轉讓，包括開放技術資料、派駐技術人員、轉讓專利、提供研發(fā)設備與試驗場地等。美國現行的《國家航天政策》中明文寫著，要通過采購政策、體制創(chuàng)新來推動商業(yè)航天的發(fā)展。相比商業(yè)公司訂單和有限的個人投資，政府訂單才是SpaceX運營的支柱。SpaceX從美國政府得到的各類項目經費高達80多億美元，其中NASA提供了約72億美元，空軍提供約9.6億美元。

獵鷹重型火箭首次發(fā)射時，裝載了一輛特斯拉跑車做載荷試驗。發(fā)射很成功，馬斯克樂觀地預計，這輛跑車能在地球與火星之間的軌道上漂流上億年。許多SpaceX工程師進入太空行業(yè)是受一本1998年出版的書鼓舞，《火箭小子（Rocket Boys）》。這本書在出版第二年被改編成電影《十月的天空》，講述了Homer Hickam作為一個煤礦工人的孩子，如何對太空探索產生興趣，在家鄉(xiāng)小鎮(zhèn)試射了31枚“自研”火箭，之后在全國科技博覽會奪魁。電影里有一段對白，發(fā)生在Homer Hickam和朋友們發(fā)生爭執(zhí)，準備放棄比賽期間。主角的朋友問：老實說，我們這群煤礦來的小子贏得科學展的幾率到底有多高？主角說：百萬分之一吧。朋友說：這么高？怎么不早說?？萍歼M步有很多原因。其中一個原因是，總有一些人把百萬分之一的概率當作值得畢生去追尋的理由。