SpaceX载人火箭发射成功，马斯克离火星又近一步（收藏版）

　　北美东部时间5月30日，在肯尼迪航天中心39A发射平台，SpaceX载人火箭DM-2（Demo-2）任务蓄势待发，在经历了5月27日发射取消后，第二次发射让大家显得更加紧张。

　　尤其是天气条件仍然不乐观，很多人已经做好了明天“再来一次”的准备，不过所有准备工作仍然按部就班进行着，丝毫没有取消的迹象。直到发射前1分钟，听到“确认发射”的命令，所有人都明白即将见证这一历史性时刻。

　　3点22分，SpaceX猎鹰9号（Falcon 9）带着载人龙飞船（Crew Dragon），DM-2任务准时发射。

　　T+00:01:00，猎鹰9号度过MAX-Q（火箭超音速飞行达到最大动压），并随后恢复最大动力。

　　T+00:02:38，猎鹰9号一级火箭成功分离，二级火箭点火成功。

　　T+00:07:20，一级火箭ENTRY BURN（进入大气层启动3个梅林发动机减速）成功，持续时间约30秒左右。

　　T+00:08:58，一级火箭LANDING BURN（软着陆前点火1个梅林发动机减速）成功，不过落到海上平台“We Still Love You”时信号日常丢失，后续画面传来，回收成功，两位宇航员听到消息兴奋地碰拳。

　　T+00:12:06，二级火箭分离成功，龙飞船部署（DEPLOY）成功。到这一阶段，意味着整个DM-2任务基本成功了一半。

　　接下来龙飞船将经历几次点火过程，逐步接近ISS（国际空间站），并在北京时间5月31日22点27分开始对接ISS，开舱门会在6月1日零点45分发生，ISS欢迎仪式则会在6月1日凌晨1点15分开始。

　　在ISS完成任务后，两位宇航员将会重返龙飞船，并乘坐龙飞船返回地球，最后落在指定海面。

　　DM-2载人航天任务

　　DM-2为DM-1的后续任务，是NASA与SpaceX签订的CCP（Commercial Crew Program，国际空间站人员运输项目）合同的两个前置发射任务。DM-1为同样硬件配置，执行同样流程，只不过龙飞船中只有一个假人。

　　DM-2则乘坐者着NASA两名资深宇航员道格·赫尔利（Doug Hurley）和鲍勃·本肯（Bob Behnken）。

　　道格·赫尔利出生于1966年10月21日，之前曾两次进入太空，停留时长共683小时，曾执行亚特兰提斯号航天飞机/STS-135任务， 是NASA 航天飞机计划最后一次执飞的驾驶员（2011年7月8日，STS135 奋进号，肯尼迪39A平台发射），此次也是龙飞船的指挥官。

　　鲍勃·本肯出生于1970年7月28日，拥有机械工程博士学位，之前曾两次进入太空，停留时间共计708小时，其中包括太空行走37小时。

　　在5月27日第一次发射时候，采访提到了SpaceX宇航员衣服，马斯克说：“这套衣服花了3-4年设计，目标是保证使用方便、安全情况下，一定要美观。衣服好不好看真的很重要，我想要达到的目标是小孩子会想要穿这套衣服，让美国重燃航天梦想，每天醒来都兴奋的那种。

　　此次使用的肯尼迪航天中心39A平台非常有名，历史上阿波罗登月计划就是在这发射的，还有美国航天飞机时期，大部分任务也是在这里执行的。

　　毕竟特斯拉是自己的公司，所以接送宇航员到发射台的车辆为特斯拉Model X，并印上了著名的NASA蠕虫标志，车牌为ISSBND（ISS Bound）。

　　此次采用的推进火箭为猎鹰9号，Block5版本，编号B1058.1。

　　载人飞船为Dragon 2（载人龙飞船），上半部分为加压乘员舱，能够乘坐最多7人，下半部分深色为太阳能(000591,股吧)电池板，为未加压的货物舱。

　　龙飞船搭载有紧急逃生装置，可以在发射期间通过8个Draco液体发动机将飞船“弹射出去”。

　　（2020年1月19日SpaceX测试逃生装置，并把一台Falcon9当大烟花炸了）

　　此次DM-2任务如果完全圆满成功，则意味着SpaceX将会达成以下所有成就：

　　●龙飞船首次载人航天发射

　　●2011年航天飞机退役后美国本土首次载人航天发射

　　●全球商业载人航天新时代第一飞

　　●全球私营太空公司载人航天第一飞

　　●全世界第9款载人飞船发射（苏联东方号飞船、美国水星号飞船、苏联上升号飞船、美国双子座飞船、苏联联盟号飞船、美国阿波罗飞船、美国航天飞机、中国神舟飞船之后）

　　●美国第5款载人飞船发射（水星号飞船、双子座飞船、阿波罗飞船、航天飞机之后）

　　●SpaceX第94次航天发射成功

　　●猎鹰9号火箭第85次航天发射成功

　　●第52次成功回收火箭

　　●第33次成功海上回收火箭

　　自2011年美国航天飞机退役后，美国失去了发射载人火箭的能力。SpaceX此次DM-2任务成功意味着美国载人航天可以不再受俄罗斯联盟号限制、商业载人航天将迈入新纪元、载人航天发射成本将会大幅降低……而这些都与这家“小公司”SpaceX有关。

　　SpaceX速度

　　2002年10月，eBay花费近15亿美元收购了PayPal公司，最大股东马斯克因此获得了1.8亿美金，并在同年5月创立了SpaceX公司。

　　马斯克梦想的起点来源于小时候看过的《The Hitchhiker's Guide to the Galax》（银河系漫游指南），并在2001年逐步将“火星绿洲”（Mars Oasis）设想具象化，想要未来在火星建立生存家园，但他发现美国现役的火箭都太贵了。

　　所以在2001年马斯克就曾前往俄罗斯，希望购买退役洲际导弹改装的火箭来作为起步，然而多次商谈后他认为俄罗斯报价过高，最终放弃。

　　回去后马斯克认真琢磨了一下这件事，发现造火箭好像并不是很难，原材料价格约占当时火箭售价的3%，所以如果自己制造就能极大降低生产成本。于是在拿到PayPal的收购款后，立即拿出了1亿美金并吸收了外部约1亿美金建立了SpaceX公司。

　　“I think we can built a rocket ourselves."

　　——Elon Musk

　　2006年，Merlin（梅林） 1A发动机研制成功，Falcon 1（猎鹰1号）火箭研制成功。

　　然而不幸的是，2006年3月24日、2007年3月20日、2008年8月2日，Falcon 1三次试发射全部失败，SpaceX经费见底，且同时特斯拉也遇到Roadster交付问题的危机，马斯克几乎是“梦悬一线”。（同时在遭受2008年的金融危机）

　　好在2008年9月28日SpaceX终于成功发射了Falcon 1，成为世界上第一个实现火箭发射入轨的私营商业航天公司。（距离第三次发射失败仅有一个多月）

　　随后NASA在2008年年底与SpaceX签署了CRS（Commercial Resupply Services，商业补给服务）合同，金额为16亿美元，才挽救SpaceX于水火之中。

　　2009年7月14日，SpaceX完成了全球首枚私营火箭成功将商业卫星送入轨道（Falcon 1）。

　　2010年6月4日，Falcon 9（猎鹰9号）试飞成功；2010年12月8日，搭载着龙飞船的猎鹰9号发射成功，标志着全球首个私营研制宇宙飞船成功发射入轨和回收。并决定2012年正式开始为NASA向ISS（国际空间站）提供货运服务，NASA见此势立即追加了4.4亿美元投资。

　　2011年，SpaceX开始研制火箭回收（软着陆）技术。

　　2012年，SpaceX开始与美国军方接触，签署了诸多例如GPS卫星的发射任务；2012年5月25日，龙飞船首次对接ISS（机械臂对接，非全自动），SpaceX成为全球首家向ISS发送飞船的私人公司。

　　2013年，SpaceX火箭回收项目Grasshopper 测试飞行成功，并实现了744米飞行，包括悬停和安全着陆。也是在该年，SpaceX成为全球首家私营公司成功发射地球同步轨道卫星。

　　2014年，NASA与SpaceX签署了CCP（Commercial Crew Program，国际空间站人员运输项目）合同，共计26亿美元，与此同时SpaceX开始研发Dragon 2（即Crew Dragon，载人龙飞船，之前Dragon龙飞船只负责货物）。

　　注：同时NASA也与波音公司签订了CCP合同。

　　2015年，SpaceX首次实现了Falcon 9火箭安全在陆地软着陆；与此同时，Google看到了这家公司的潜力，尤其是在此时SpaceX宣布的“星链计划”，所以投资了近10亿美金。

　　2016年，SpaceX首次实现了Falcon 9火箭安全在海上平台软着陆。并且在此期间由于Falcon 9的低发射成本以及数次发射的高成功率，吸引了不少商业发射任务，终于在这一年实现了盈利。

　　2017年，SpaceX发射18次，100%成功发射、100%成功回收一级火箭（排除4次发射时考虑搭载货物载荷过重主动放弃），实现全球首次重复使用、垂直回收轨道级火箭，全球首个太空飞船重复使用（货物龙飞船）。

　　2018年2月6日，SpaceX成功发射了Falcon Heavy重型猎鹰，就是搭载着SpaceX宇航服假人（Starman）坐在特斯拉Roadster飞往火星那次，同时完成了2个助推火箭陆地回收，可惜的是芯级火箭二次反冲点火失败，最终落在了海上平台“We Still Love You”旁边的海里。实现全球首家私营公司将航天器（特斯拉Roadster轿车）送入日心轨道。

　　2018年11月，SpaceX的“星链计划”在美国联邦通信委员会投票通过，并计划从2019年开始发射，总规划7518颗卫星。

　　2019年3月3日，SpaceX为CCP任务的试发射任务DM-1（这次为DM-2），载有SpaceX宇航服的假人乘坐Crew Dragon载人龙飞船抵达ISS，并安全返回。成为全球首家私营公司发射载人飞船，且是美国第一个与国际空间站自动对接的飞船。

　　也是在同年，SpaceX实现全球首次空中网捕整流罩，全球首次复用整流罩。

　　2019年4月，SpaceX下一代产品BFR（Big Falcon Rocket，大猎鹰火箭），后改名为“Starship”（星际飞船），成功点燃了Raptor（猛禽）发动机。搭载Raptor引擎的“Starship”功能测试原型机Starhopper成功起飞150m并降落在指定位置。

　　2020年1月7日，SpaceX成为全球最大卫星运营商。

　　2020年5月30日，SpaceX成为了全球首家承运宇航员往返国际空间站的私营公司。

　　SpaceX的研发进化速度是难以置信的。

　　从2005年到2019年的14年中，SpaceX共研发制造了v1.0、v1.1、v1.2 Block 3、v1.2 Block 4和v1.2 Block 5这5种版本的Falcon 9，同步转移轨道运载能力从4.5吨一路提升到8.3吨，并且即便在回收一级助推器的情况下依然有5.3吨的同步转移轨道运力。这其中即便是同一个型号，也存在各种细节的改善和优化。

　　（图/Everyday Astronaut）

　　与此同时，Falcon 9全部火箭的发射成功率是97.1%（且失败仅出现在早期阶段），回收的成功率有83%，回收后的火箭复用成功率为100%。

　　2002年至2020年，不到18年时间里，SpaceX实现了第一个民营航天公司以液体为燃料成功发射火箭入轨、世界第一个实现火箭回收并可重复利用火箭、第一个民营航天公司的飞船访问国际空间站……包括今天的全球私营太空公司载人航天第一飞、美国乃至全球商业载人航天新时代第一飞、2011年航天飞机退役后美国本土载人航天发射第一飞……

　　目前SpaceX估值约360亿美元。

　　全靠NASA帮忙？

　　自马斯克开始被媒体关注以来，关于他的争议就未曾停止过，所以自然而然他的公司也难逃此劫。特斯拉、Solarcity、Boring Tunnel、Neuralink无一例外，从创办之初到如今，饱受着各种争议。

　　尤其是SpaceX，一个名不见经传的小公司，随着一次次的成为，不禁令人心生怀疑：“SpaceX成立才多少年，能做到这么多成就，肯定是NASA给予的帮助，本质上SpaceX就是一家披着私营外衣的国家企业。”

　　首先，SpaceX和NASA关系的确很好，马斯克不只一次面对采访时曾说过自己的密码就是：“ILOVENASA”。不过两者只是合作关系，并且由于SpaceX的努力，NASA现在非常喜欢与SpaceX合作。

　　NASA全称The National Aeronautics and Space Administration，即美国国家航空和航天局，这个机构成立于1958年，是国家航空咨询委员会（NACA）的继承者，目的是鼓励和刺激太空科技的发展。不过真正的目的在于比苏联更早掌握航天技术，所以NASA得到了非常多的资金支持，历史上有名的阿波罗登月计划、国际空间站（ISS）、Skylab空间站、航天飞机等多个任务都是由NASA领导的。

　　不过注意，NASA并不是美国火箭发射提供商，本质上它是一个研究机构，真正具体造火箭需要与承包商合作，早期的火箭和太空运载技术是NASA研发的，不过后来逐渐转移给了波音和洛马（洛克希德·马丁）等公司。

　　过去NASA执行的是Cost Plus Contracting合作模式，即NASA雇用某公司制造火箭的某一个部分，在成本基础上加入利润部分，保证承包商的积极程度和速度。这种模式源自于二战时期，原因也很简单，不惜代价尽快拿到成品用于战场。不过问题是如果NASA要更改最初要求，那么承包商将需要在短期内对同一个项目进行多次修改，因此也能获得几倍的付款。不过在冷战时期，这些代价都是可以接受的。

　　然而随着冷战结束后，NASA的预算一减再减，难以支撑预算庞大的航天项目，于是他们想到了吸收社会资本的方法。

　　1984年，美国国会通过了《商业太空发射法案》（National Aeronautics and Space Act），允许私人公司发射火箭，并要求NASA尽最大可能寻找和鼓励太空产业商业化，随后还发布了《发射服务购买法案》（Launch Services Purchase Act，1990年）、《商业空间法》（Commercial Space Act，1998年）。

　　所以为了赚取NASA的利润，一大批私人航天公司应运而生。

　　在此之前，美国的太空发射业务一直是被波音和洛马公司垄断，并且两家公司后来（2006年）还合资成立了联合发射联盟（ULA，United Launch Alliance），包揽了美国军方、NASA和政府机构的火箭发射任务，成为了暴力行业。

　　然而一旦产生垄断，就会有诸多离谱的事情发生，离谱的价格、离谱的交付期。于是逐渐各方开始对火箭发射成本不满，最关键的改变节点来自于小布什和奥巴马的新政策，《国家航天运输政策》、《美国国家航天政策》。

　　例如奥巴马曾在2010年向国会提交2011财年预算案，有数十亿美元用于鼓励私人企业为NASA制造、发射、运营太空飞行器，即NASA之后不再为宇航员打造往返太空于地球之前的航天器，而是采用租赁形式。

　　所以后来NASA采用了Fixed Price Contracting合作模式，即预算是有限的，合作公司需要自己考量能否在这个价格下赚钱，并接受合同。

　　NASA和SpaceX的“美好旅程”因此展开。

　　2006年，NASA应政策倾向和寻找商业化合作出路，COTS（Commercial Orbital Transportation Services，商业轨道运输服务）应运而生，当时通过争取，有两家公司经过多轮考验最终入选：Orbital ATK和SpaceX，并且SpaceX因此获得2.78亿美元投资，后来于2011年追加投资至3.96亿美元，用于研发猎鹰9号和龙飞船（包括载人版）。

　　SpaceX一直以来的目标就是“殖民火星”，而要实现这一目标，降低发射成本是最重要的基础。而低成本，正是NASA看重SpaceX的根本原因。

　　举个简单的例子，1970年至2000年之间，向太空发射一公斤的成本大约在18500美元，当年美国航天飞机投入运行时，每公斤合54500美元。而对于SpaceX猎鹰9号来说，用于进入ISS的火箭成本仅为每公斤2720美元。如今新猎鹰9号发射一次需要6200万美元，如果用回收的火箭价格降至5000万美元，远低于其他公司报价。

　　（2018年发射报价对比，图/Bloomberg）

　　再举个形象的例子，重型猎鹰（Falcon Heavy）具有与ULA宇宙神5（Atlas 5）和重型德尔塔4（Delta Heavy）的实力，仅需9000万美元即可完成任务；重型德尔塔每次发射则需要4亿美元，宇宙神5需要1.5亿美元左右。

　　（2018火箭发射报价对比，图/Reddit）

　　如果SpaceX仅仅是报价低也就罢了，发射成功率也非常高。所以NASA才会在之后先后与SpaceX签定CRS、CCP合同。

　　NASA给SpaceX资金支持的确不少，但是大部分款项都是合同款，并不是免费白给的资源。但是NASA并非只与SpaceX合作，这么多年来，除了波音、洛马、ULA巨头外，与NASA合作过、NASA投过钱的公司有几十家，但这毕竟是生意，选择SpaceX，少花钱、实现一样的效果，NASA何乐而不为。

　　（NASA的COTS项目参与者）

　　尤其是美国在2011年太空飞机退役后，失去了运输宇航员进太空的能力，而此后一直依赖的俄罗斯联盟号票价一张再涨，并且还是俄罗斯掌握的技术。选择SpaceX不仅只需要5800万美元/次/人，还能够重整美国航天工业，以及美国信心。

　　或许有人会说：“就算NASA不是白给的资金，技术也都是NASA给的，否则SpaceX不可能在这么短时间里实现如此多惊人的成果。”

　　诚然，表面上看SpaceX并没有采用什么“曲率推进器”级别的黑科技创新，甚至目前主力火箭发动机Merlin的只是液氧煤油发动机。但这并不代表SpaceX就没有自己的技术，SpaceX自己研发的Merlin发动机具有推重比高、比冲不差、造价极低等优点，以及大量Merlin发动机并联技术，这些都是SpaceX自己努力得来的。

　　再举个例子，火箭垂直降落技术，如果说这是来自NASA的技术支持，那么为什么NASA不给那些“亲儿子”？

　　注：波音的SLS重型运载火箭于2011年宣布开始研发，原定2016年首飞，结果一拖再拖，研发经费和发射费用一涨再涨，运力一缩再缩。发射时间推迟至2021年，单次发射费用从4亿美元飙升至15亿~20亿一次，运力水平将至75吨（LEO）。SLS火箭尚未首飞，已经花费了100多亿美元，即便如此，NASA还在拨款，这才叫“亲儿子”。

　　当年SpaceX说自己要研发火箭回收技术时，不仅被ULA嘲讽，还要被利益相关的政治家嘲笑；结果2019年当SpaceX拿着回收火箭复用100%成功率的成绩单时，不仅让“亲儿子”难以面对，还以更低的发射价格收获了大量订单（17个国家的卫星订单共64个卫星发射订单）。

　　这些其实仅仅是SpaceX自己技术实力展现的一角，还有诸多电子控制、材料创新、工程设计等多方面的创新和创举，例如正在测试全流量补燃循环Raptor发动机，很有可能成为世界上第一款实际投入使用的液氧甲烷发动机。

　　天时地利人和

　　如果说美国当时的航天政策和NASA的帮助对于SpaceX是天时，那么还需要地利和人和。

　　2002年，马斯克找到了汤姆·穆勒（Tom Mueller），并在获得他同意加入的意向后，SpaceX正式成立。穆勒曾经在TRW Automotive（Thompson Ramo Wooldridge）公司工作了15年，曾主导过海平面推力近300吨的液氧液氢发动机TR-106，其性能可谓是世界最顶级火箭发动机之一。

　　这个人还曾在自家车库里造过一台火箭发动机。穆勒现在的名片上起码要印上：SpaceX创始人、副总裁、推进系统部门CTO、Merlin发动机和Raptor发动机总工程师。

　　当然SpaceX并非只靠穆勒一人，还有大量的人才。

　　当年美国对太空领域狂热之时，有很多人受此影响，纷纷追随着太空领域脚步。例如当年阿波罗计划中，有将近40万人参与其中，很多小孩子的梦想就是当宇航员或者造火箭。

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