從SpaceX公司看美國商業航天的發展 | SpaceX的成功之路

從SpaceX公司看美國商業航天的發展

7月29日，美國國家航空航天局（NASA）向美國太空探索技術公司（SpaceX公司）發出第二份商業載人飛行「訂單」。迄今，NASA已向美私營企業發出4份類似「訂單」，以確保美國到2017年能夠恢復在本土進行載人航天發射的能力。由此可見，美國商業航天企業已脫穎而出，並引起了廣泛關注。

擁有「獵鷹」系列火箭和「龍」飛船的SpaceX公司，儼然舉起了商業航天發展的大旗。其發展過程是美國商業航天發展的縮影，其持有的創新理念、思維、新模式，以及美國政府對商業航天的支持手段和態度，在SpaceX公司得以全面體現美國商業航天的發展情況，具有非常重要的典型性。

一、SpaceX公司的發展歷程

SpaceX公司成立於2002年6月，是由埃隆•馬斯克（ElonMusk）投資建立的一家美國太空運輸公司。總部最早建在加利福尼亞州的ElSegundo，后遷至該州的霍桑。SpaceX公司旗下的航天產品包括：第一是「獵鷹」系列火箭（包括可部分重複使用獵鷹1號和獵鷹9號運載火箭），第二是「龍」系列飛船，另外還有自研的發動機（包括Merlin、Kestrel和Draco等型號火箭發動機）。

SpaceX公司由於產品價格低廉且快速響應、可實現一級火箭回收，在業界嶄露頭角，佔據了美國商業航天的大部分市場業務。目前「獵鷹9號」是最便宜的運載火箭，它的市場報價是5000萬到6000萬美元，比其他同類的都便宜；「獵鷹」系列火箭的發射準備周期為兩個星期，而其他公司的火箭發射周期至少為2個月。目前SpaceX已成功獲得為「國際空間站」提供貨物運輸服務、開展商業衛星發射等一系列任務。

SpaceX公司所經歷過的重大事件主要有：2008年，SpaceX獲得NASA「商業軌道運輸服務」項目正式合同。2012年10月，SpaceX龍飛船將貨物送到國際空間站，開啟私營航天的新時代。2015年2月，SpaceX獲得谷歌投資9億美元。3月，「獵鷹9號」火箭將世界上第一批全電動通信衛星送入預定軌道。12月，「獵鷹9號」火箭在成功將11枚微型通訊衛星送入軌道后，將第一級火箭成功回收。這是「獵鷹9號」火箭首次實現發射、回收全過程，同時也是人類第一個可實現一級火箭回收的軌道航天器。2016年4月，NASA與SpaceX公司達成的協議，NASA將為SpaceX公司的「紅龍」火星任務提供技術支持。2016年7月，SpaceX成功用「獵鷹9號」火箭將一艘貨運「龍」飛船送上太空，這是航天商業化的產物也是其進一步發展的表現。同月，NASA向SpaceX公司發出第二份商業載人飛行「訂單」。

但是，SpaceX的商業化發展之路並不是一帆風順，先後經歷了：2006年3月，「獵鷹1」首秀失敗，一級燃料泄漏，導致發動機故障；2007年3月，「獵鷹1」第2次飛行，二級貯箱推進劑產生晃動，導致飛行姿態發散失控；2008年8月，「獵鷹1號」第3次飛行，一級發動機關機失效，導致一級殘骸與火箭二級造成失敗；公司曾瀕臨破產邊緣等。這些失敗經歷也是每個商業航天企業都需有的心理準備和必歷的過程。

SpaceX公司的發展伴隨著美國商業航天發展而發展，其發展歷程是美國商業航天事業發展的縮影。

二、SpaceX公司的競爭優勢

SpaceX公司以一種全新的思維方式、發展理念、商業模式、技術應用方式參與市場競爭，為商業航天事業發展注入了新的活力，並將美國商業航天推向了新的高度。

（一）形成「跨界融合+平台共享」的思維方式

通過十幾年發展，SpaceX公司形成了基於互聯網廣泛應用所形成的跨界融合思維，以及平台共享的兩大思維方式，使SpaceX卓而不群，在商業航天領域異軍突起。一是「跨界融合」思維方式。近幾年，「互聯網+航天」的跨界融合已成為航天領域新的發展趨勢，商業航天企業充分運用跨界融合思維顛覆了傳統航天發展思路，因此，跨界融合思維使商業航天的「低價可靠、平台共享、敏捷快速、專註極致」得發實現。SpaceX公司敏銳地預測到「低成本+快速響應用戶需求」的發展趨勢，基於跨界融合思維對用戶需求迅速作出響應，並且做到極致。二是「平台共享」思維方式。SpaceX公司的平台共享思維方式，在利用了NASA這個優勢平台上得到了充分體現。公司在發展中大量使用了NASA的專利、成熟性可靠技術以及測試台等設備設施，從而彌補了自身的薄弱環節。

（二）形成「價格低廉+高可靠+快速響應」的發展理念

商業航天的發展理念主要體現低廉價格、高可靠和快速響應用戶需求等方面，這與傳統航天截然不同，這也是商業航天迅速崛起贏得市場的根本原因。SpaceX努力踐行著這一理念，並做到極致。公司通過實施高效的系統工程，強調低廉價格、高可靠和快速響應三方面的有機統一。例如，「獵鷹9號」火箭的標準發射報價為0.56億美元，約為美國同類火箭發射的1/3；「獵鷹重型9號」火箭發射報價約1億美元，同級別的重型「德爾他4號」火箭則高達3.5億美元。SpaceX公司十分重視產品的高可靠性，在產品的每一階段都要進行嚴格的系統檢驗，並在關鍵部件上有多重備份，如「獵鷹9號」第一級採用9台發動機以防意外。同時，該公司還特彆強調火箭的快速發射能力。其他公司的火箭發射周期至少為2個月，而「獵鷹」系列火箭的發射準備周期只有兩個星期。

（三）建立「低成本+互聯網+靈活高效」的商業模式

SpaceX公司創新多種商業模式，把許多不可能變成可能。在眾多商業模式中最為顯著的特徵是強調低成本和基於互聯網的靈活高效應用。一是在強調低成本方面，公司注重利用現有的貨架式產品和成熟技術，在高效的組織管理下為市場提供價格低廉的商業航天運輸服務。如，公司通過優化設計與測試流程，應用「灰背隼」發動機、液氧/煤油推進劑等實用且簡單的成熟技術與產品，通過執行嚴格的試驗方案和質量監管程序等，實現了航天產品高可靠性與低成本的完美統一。二是基於互聯網擴大在商業航天的市場版圖。近年來，「互聯網+航天」的跨界融合已成為航天領域新的發展模式，互聯網正在深刻影響世界航天，特別是商業航天的發展。SpaceX的商業模式是充分運用互聯網的跨界融合思維發展商業航天、運用互聯網平台提供應用服務等。公司已在非洲、南美以及沙烏地阿拉伯等地建立網站，通過互聯網擴大業務的市場範圍。三是採取靈活高效的商業模式。由於SpaceX企業的管理機制靈活、高效，產品研製周期短，提供服務成本也比較低，並敢於採用先進的技術，因此，公司獲得了航天市場的青睞。

（四）推行「利用外部成熟與先進技術+內部創新突破」的技術應用

SpaceX公司採用多種技術應用方式促進公司在商業航天領域獲得競爭優勢。一是充分利用外部成熟技術。SpaceX公司稟持開放融合的心態，不管是誰的技術，只要能解決實際問題，就可以拿來應用。如，NASA對SpaceX公司轉移了大量的技術，並把自己的核心技術骨幹人員轉移給SpaceX，使之得以迅速發展；「獵鷹9號」火箭一子級採用的是梅林發動機，梅林發動機是當年是用於阿波羅登月的技術產物。二是SpaceX除了充分利用和借鑒外部成熟技術，在內部不斷尋求新的技術突破，在產品的系統設計和任務規劃上再創新，突破瓶頸，從而達到系統指標最優。三是大膽採用先進技術。SpaceX在「獵鷹9號」上大膽使用了輕質鋁鋰合金、旋轉成型、攪拌摩擦焊接等先進技術，從而大幅降低了火箭的結構質量。

三、SpaceX發展受益於政府 對商業航天的扶持

SpaceX公司的發展，受益於美國政府對商業航天從政策、技術、資金等多方面給予扶持手段和態度。在政府的扶持下，SpaceX公司迅速崛起，成為商業航天領域引人矚目的新星。

（一）受益於出台的各類扶持政策

SpaceX的成功離不開國家的支持。美國國會立法、政府出政策，形成了一系列支持商業航天的發展的法律和政策，在這種政策環境下，促成了SpaceX後來的成功。美國先後出台的政策包括：在2006年版《國家航天政策》中，進一步明確了商業航天的指導方針；2010年頒布的《國家航天政策》中，提出了鼓勵和推動商業航天發展計劃，並推廣政府對美國商業航天產品和服務的購買與使用等；在2013年11月發布的新版《國家航天運輸政策》中，提及「商業」一詞27次、「私營」一詞11次，並專門提出要鼓勵並採取切實可行的措施推動商業航天運輸業的發展；2015年5月，美國參、眾兩院分別通過與商業航天發展相關的《商業航天發射競爭力法》、《鼓勵私營航空航天競爭力與創業法》；此外，美國還出台了一系列配套政策，如《商業航天法》、《商業航天發射法》、《航天現代投資法》等。這些政策的出台，有力推動了美國商業航天的發展。

（二）受益於商業航天項目計劃

SpaceX公司的發展受益於美國政府出台的多項商業航天支持資助計劃。為配合美國國家航天戰略的實施，美國政府出台了一系列支持商業航天發展的一攬子資助計劃和具體規則，主要包括商業載人航天與貨物運輸計劃、商業軌道運輸服務、商業補給服務、商業載人航天方案和商業載人一體化能力計劃、空間行動協議等。正是為完成這些資助計劃，SpaceX公司等私營航天企業得以快速興起並發展壯大。2008年，SpaceX公司從NASA的「商業補給服務」（CRS）項目就獲得了16億美元的經費；2014年12月，SpaceX公司等4家美國公司獲得了NASA的《商業太空能力合作協議》等。

（三）受益於多項技術扶持和轉移

SpaceX公司的迅速崛起還受益於NASA和美國空軍給予的大量的技術扶持和轉移。NASA利用自身技術優勢，加強對SpaceX公司的技術指導，通過直接派駐技術人員和通過專利轉讓等方式，幫助其發展和驗證了關鍵技術；NASA開放了「阿波羅」計劃中的部分技術，支持新興商業航天企業參與空間活動，如「獵鷹」系列火箭的「灰背隼」發動機就是採用了「阿波羅」計劃登月艙下降級發動機的噴管技術；美國空軍誇賈林群島的里根陸軍試驗中心發射場、范登堡空軍基地的SLC-40發射場提供給SpaceX公司用於發射「獵鷹」系列火箭。2016年4月NASA和SpaceX公司簽訂的任務協議，該協議支持SpaceX公司的「紅龍」探測任務，協議規定NASA將提供某些領域的專業技術知識，以支持「紅龍」任務，支持內容包括：派駐NASA技術人員為SpaceX公司提供技術支持；提供著陸地點選擇建議和工程支持；為該任務協商行星保護協議、使用「深空網路」支持與航天器之間的通信等支持。

四、對發展商業航天的啟示

當前，商業航天發展尚處於起步階段，但商業航天勢在必行。美國商業航天的發展尤其是SpaceX公司的經驗做法和美國政府的支持手段，將會給商業航天發展帶來有益的借鑒。同時也要考慮國情有異和較高風險性，因此對的商業航天發展也要採取審慎態度。

（一）政府支持是商業航天發展的基礎

商業航天作為未來航天發展的重要組成已漸成大的發展趨勢。隨著軍民融合發展戰略的實施，航天領域作為軍民融合的重要領域，也為商業航天創造了更好的發展契機。商業航天發展離不開政府的大力支持，可以說，政府支持是商業航天發展的基礎。通過對美國支持商業航天發展的參考，政府支持商業航天發展的方式一般包括：一是通過國家出台立法和支持政策，積極為商業航天發展營造好的政策環境，為商業航天發展釋放更大空間；二是通過實施政府採購等手段和促進技術轉移方式，促進商業航天持續健康發展；三是編製航天發展規則。「十三五」是航天發展的戰略機遇期。據了解，2016年將編製《空間科學「十三五」規劃》和《航天發展「十三五」規劃》，發布第四版《的航天》白皮書，這些規劃的制訂和實施可以大力推動航天立法及航天法規體系的建設步伐。

（二）商業模式創新是商業航天發展的關鍵

商業航天要得以快速發展，商業模式是其發展的關鍵因素。參照SpaceX公司的商業模式，並基於商業航天處於起步階段的現狀，商業航天發展：一是要注重航天與互聯網的跨界融合形成新的業態。當前，美國商業航天發展的重要模式是航天與互聯網的跨界融合併形成新的業態。商業航天要得到快速發展，也應以「互聯網+航天」的跨界融合方式，以此促進商業航天新的發展業態。二是要形成靈活高效的商業模式。發展商業航天需要適應市場經濟規律的機制和運作模式。應以靈活高效管理機制、產品研製周期短、提供服務價格低、敢於採用先進技術等商業模式，才能使商業航天立於不敗之地。

（三）低成本與快速響應是商業航天發展的核心

通過對美國商業航天尤其是SpaceX公司的分析，可以看出，商業航天迅速崛起贏得市場的根本原因在於低成本與快速響應用戶需求的能務。因此，商業航天的發展要：採用標準化、模塊化、通用化的設計和成熟的技術，利用貨架式產品，降低研製成本，縮短研製周期。要改變了傳統航天的發展思想，更注重低成本、靈活性與創新，在高效的組織管理下為市場提供價格低廉的商業航天運輸服務。

（四）技術轉移和持續創新是商業航天發展的驅動力

SpaceX公司的發展經驗證明，接受外部技術轉移、內部持續創新以及技術的融合和應用是商業航天發展的驅動力。一是通過利用外部成熟技術，可以減少研製成本和時間。恰逢實施軍民融合深度發展的戰略機遇期，為接受軍工企業成熟的航天技術轉移創造更多機會，應以開放的心態，接納各種實用技術，快速促進商業航天的發展。二是注重發展內部技術創新實力。採用高效的管理機制和激勵機制，注重內部研發人員的能力提升，在產品的系統設計和任務規劃上不斷尋求技術創新，突破技術瓶頸，從而促進商業航天快速發展。

企業研究： 太空探索技術公司的成功之路

太空探索技術公司（SpaceExplorationTechnologiesCorporation，又稱SpaceX），是著名企業家、特斯拉汽車（TeslaMotors）與PayPal（貝寶支付）創始人伊隆•馬斯克建立的太空運輸技術公司，總部位於美國加利福尼亞州霍桑市，擁有4000多名員工，主要經營太空探索研究、衛星發射和商業軌道運輸服務。2010年12月，公司成為全球第一家成功發射並回收宇宙飛船的私人企業。2015年12月21日，公司成功地在陸地平台回收了獵鷹九號運載火箭的一級火箭，創造出人類火箭發射事業的里程碑。

一、公司發展概況

2002年，從創立PayPal獲得豐厚回報的埃隆•馬斯克出於降低星際旅行和火星移民成本的目的，與湯普森•拉莫•伍爾德里奇公司（TRW）的動力系統工程師湯姆•穆勒（TomMueller）合作，創立了SpaceX公司。公司最初位於加利福尼亞州埃爾塞貢多，希望運用商業管理模式克服政府機構的管理缺陷，從而降低火箭發射成本，提高太空服務的可靠性。

公司發展的首要目標是建造成本低廉、可回收的太空運載火箭。公司的第一代火箭產品——獵鷹1號運載火箭採用兩級設計，其中第一級火箭可由降落傘系統進行回收，第二級不可回收。2006年3月24日，獵鷹1號火箭第一次發射，遭遇失敗。又經過兩次發射失敗之後，火箭於2008年9月28日的第四次發射成功升空，令SpaceX成為第一家成功發射運載火箭的私營企業。2009年7月14日，獵鷹1號火箭完成了第五次發射，將一枚馬來西亞測繪衛星成功送入軌道，之後正式退役。

從公司的第二代運載火箭——獵鷹9號開始，SpaceX開始同時試驗第一級火箭回收技術與載貨飛船發射技術。公司先後試驗了1.0版、1.1版和全推力版共三個版本的獵鷹9號火箭，可以搭載公司自主研製的「龍」飛船（SpaceXDragon）向國際空間站運輸補給，或者進行商業衛星發射。

獵鷹9號1.0版和1.1版共進行了20次發射，在海上進行了7次一級火箭返回試驗，積累了大量資料數據與發射經驗。從獵鷹9號全推力版火箭開始，SpaceX開始全面測試一級火箭陸地回收與海洋回收的可操作性。2015年12月22日，獵鷹9號運載火箭搭載了軌道科學公司（ORBCOMM）的11顆衛星，在成功完成發射任務后，一級火箭成功在美國卡納維拉爾角空軍基地的著陸場落地，取得陸上回收試驗成功。2016年4月8日，獵鷹9號運載火箭為國際空間站發送了一批貨物補給，隨後一級火箭成功地在大西洋上的一艘駁船上降落，取得海上回收試驗成功。至此，SpaceX的獵鷹9號順利完成了一級火箭著陸試驗，成為了目前全球唯一能夠實現一級火箭完全回收的太空軌道運載火箭。

二、經驗與啟示

（一）通過項目化管理提高企業創新效率

公司創始人埃隆•馬斯克相信，現代企業管理制度可以有效規避國家科研機構內部官僚機製造成的效率低下和成本浪費。公司內部按照職能分為三大部分：工程設計（Engineering）、製造（Manufacturing）和運營（Operations），每部分按照業務模塊（如發射測試、程序設計、物流采貨、政府關係與銷售等）由數位副總裁分頭管理。工作人員按照任務目標組成小型團隊，由一名項目總監直接領導，總監可以直接向副總裁彙報工作進展。通過這種扁平化的管理架構，SpaceX縮短了命令執行與反饋的時間，使得一線工作產生的成功經驗與教訓可以立即反饋給管理層，並在全公司進行分享，從而使公司能夠迅速受益於各小團隊在工作中發現的創新技術與模式，最大化地提高了企業創新效率。

（二）通過與政府機構合作獲得訂單

SpaceX十分重視與政府科研機構進行合作。在美國取消太空梭的飛行任務之後，美國國家航空航天局（NASA）需要儘快找到一種經濟可靠的運輸方式向國際空間站運輸補給。SpaceX注意到了NASA的需求，在公司初創階段就開始進行「龍」飛船的研發製造，並與獵鷹系列運載火箭同時進行發射飛行試驗。公司也派出專門的業務團隊與NASA溝通，用自身高效的管理風格和專業化的研發隊伍贏得了信任，最終爭取到了大量發射訂單以及巨額的研發費用支持。

（三）通過形象建設取得公眾和投資者的信任

SpaceX進行的火箭與太空飛船研究需要巨額的資金投入，每次發射隱藏的失敗風險都可能給企業帶來數億美元的損失。儘管創始人埃隆•馬斯克為公司注入了大量資金，但這仍不足以維持公司的研發進展，必須藉助金融手段獲得更多資本投入。為了獲得更多社會資本與政府資金的支持，SpaceX非常重視維護公眾形象。一方面，企業積極向媒體披露技術研發進展，展現出不同於傳統企業的現代初創企業的活力，公司創始人埃隆•馬斯克的公眾形象也被營造為如同漫畫人物「鋼鐵俠」一般，從而贏得了海量的社會關注度與支持度，吸引了一大批年輕技術人才加入。另一方面，公司管理層藉助在矽谷、高端製造、政府部門與軍方等各個層面的人脈關係，在埃隆•馬斯克個人投資的擔保下，積極聯繫私募資金、政府資金與軍方資金參與投資，簽訂長期合作關係，保證企業擁有相對穩定的資金池。截止2015年，包括谷歌、富達投資、NASA在內的多家機構為SpaceX募集了約12億美元，保證了企業在未來十年內的研發需要。

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