第五章　回收的魔法

一

2010年6月4日，猎鹰九号第一次发射。

那枚火箭高70米，第一级装了九台梅林发动机——这就是为什么叫”猎鹰九号”。

第一次发射一切顺利。把一颗试验卫星送进了轨道，溅落在了太平洋上。

马斯克在控制室里看着遥测数据，他说了一句话：“好，现在我们来拿回第一级。”

工程师们没有立刻回应。

他们知道这句话意味着什么：要在一枚70米高、几十吨重的火箭从大气层顶部掉回来的时候，让它用发动机的剩余燃料点火减速，用栅格翼调整姿态，最后用四条液压支架在地面上垂直停住。

这件事从来没有被做过。NASA试过，1960年代试过用降落伞回收土星五号的第一级，但降落伞在超音速下撕开了，失败了。后来NASA放弃了回收，因为成本太高。

马斯克说：“我们不一样。我们不是要回收土星五号，我们是要回收一枚小得多的火箭。”

他把那枚火箭的第一级划了一个圈。

二

回收的技术路线SpaceX探索了两年。

第一步是”再入”：第一级在完成任务后，从轨道边缘掉回大气层，速度大概是六倍音速。它要在这六倍音速的过程中，用发动机点一次火，减速到两倍音速，然后靠大气层减速到音速以下。这套流程叫”再入点火”，或者叫”entry burn”。

第二步是”着陆点火”：在高度大约十公里的时候，第一级再点一次火，这次是把速度从几百米每秒降到接近于零，同时用栅格翼调整姿态，让箭体竖着落向地面。

栅格翼是个有意思的东西。它是一块带很多孔的薄金属板，装在箭体上部，控制气流流向，从而控制姿态。它比整块的控制翼效率低，但更稳定，更适合超音速飞行。

这套设计最初是穆勒的团队提出来的。他们在一台旧发动机上装了栅格翼，做了一个缩比模型，在风洞里吹了两个月。模型吹完了，数据出来了，能用。

但理论上能用和实际能用之间，差着很多次爆炸。

三

2010年到2014年之间，SpaceX做了几十次回收实验。

方法很土：用一艘海上驳船，把一块大方木固定在上面，让猎鹰九号的第一级往那块大方木上落。

那艘驳船叫”当然我还爱你”——“Of Course I Still Love You”。马斯克给它起的名字，他在推特上发过这个名字，评论区的人都觉得他在开玩笑。

驳船停在海上，第一级落下来，每次都差一点：

第一次，落偏了三十米，掉进海里。

第二次，姿态歪了，横着拍在水面上，炸了。

第三次，栅格翼的控制算法有误，箭体在接近地面时开始旋转，最后以四十五度角砸在驳船边上，炸了。

第四次，发动机点火失败，整级火箭像一根一百吨的标枪一样直直插进了海里。

每次失败之后，SpaceX的工程师都会在二十四小时内把遥测数据翻一遍，找出是哪个参数错了，然后改，然后再试。

马斯克对工程师们说：“失败是一种选项。如果你从来没有失败过，说明你跑得不够快。”

四

回收实验最密集的时期，SpaceX的发射节奏也开始加快了。

2013年到2014年，猎鹰九号每年飞四到五次。每次发射一颗商业卫星，或者给NASA送一批物资去国际空间站。

每次发射，第一级都会做回收尝试，但一直到2015年，没有一次完全成功。

NASA的人在看。NASA给SpaceX的合同里有明确的激励条款：如果你能把第一级回收并利用，下一次发射的费用可以砍掉30%。

NASA内部有一个人，叫比尔·格斯滕迈尔，他是SpaceX的联络官。他后来回忆说，每次猎鹰九号发射前，SpaceX都会给他一份回收计划。“看着那份计划的时候，我总觉得他们在说，‘这次我们一定能落上去’，然后每次都差一点。”

他停顿了一下。

“但我注意到，每次他们’差一点’的方式是不一样的。第一次是偏了，第二次是姿态歪了，第三次是发动机没点着。这说明他们在进步，不是在原地打转。”

五

贝索斯的蓝色起源在这段时间做了什么？

他们造了一枚很小的火箭，叫”新谢泼德”——以美国第一位进入太空的宇航员艾伦·谢泼德命名。

那枚火箭很高十五米，比猎鹰九号短得多。它只能飞到一百公里的高空，那是”卡门线”——国际公认的太空边界。

飞到一百公里，然后掉下来，用发动机减速，然后垂直落在地面上。

这就是”亚轨道飞行”。

亚轨道的意思是：你飞到了太空，但你没有进入绕地轨道。你没有足够的速度留在太空里，你会掉下来。

蓝色起源在2015年11月23日，完成了第一次成功的亚轨道回收着陆。

贝索斯发了推特：“可回收火箭成了。”

那天是2015年11月23日。

马斯克看到那条推特，在底下回了一句：“那不一样。”

六

贝索斯和马斯克之间的对比，是这部书里反复出现的一条暗线。

他们的背景很相似：都是1970年代出生，都有理工科背景，都靠互联网赚到了第一桶金（贝索斯是亚马逊，马斯克是PayPal），都在2000年代初把目光投向了太空。

但他们的路径完全不同。

贝索斯走的是”慢即是稳”路线。新谢泼德的飞行高度只有一百公里，飞行时间只有十一分钟，但它的回收是完美的——每次都能落回去，每次都能再用。

贝索斯说：“我们不需要跑得最快，我们需要跑得最久。”

马斯克走的是”快速迭代”路线。猎鹰九号的飞行高度是近地轨道，高度四百公里，飞行时间是数天到数周，它的回收难度比亚轨道高一个数量级。

马斯克说：“慢就是输。”

2015年11月蓝色起源成功回收后，贝索斯在采访里说了一句话：“我们花了十五年，做了一枚能回收的火箭。”

马斯克在推特上回了一句：“我们是花了十五年做了一枚能回收入轨的火箭。”

七

2015年12月21日，卡纳维拉尔角，发射台40号。

猎鹰九号竖在那里，准备送十一颗Orbcomm公司的通信卫星进入轨道。

这次发射有一个额外的看点：如果第一级能够成功回收，这将是人类历史上第一枚成功垂直着陆的轨道级火箭。

轨道级——这是关键词。蓝色起源的新谢泼德是亚轨道，这枚是轨道级。

发射时间是傍晚。佛罗里达的冬天天黑得早，发射时天已经暗了，火箭尾焰在暮色里格外明亮。

猎鹰九号点火升空。

第一级工作正常，把第二级和载荷送到了分离高度。第一级分离后，开始调头，准备再入。

所有人都盯着遥测屏幕上那一条代表第一级的轨迹线。

再入点火成功。

大气层减速成功。

栅格翼展开，姿态稳定。

高度十公里，着陆点火。

发动机推力调到了最大减速档，箭体在暮色里拖着一条长长的尾焰，往下降。

八

它落在了发射场旁边的一块水泥地上。

不是海上驳船。马斯克这次选了陆地着陆，因为陆地比海上更稳定，成功率更高。

第一级落地的瞬间，四根着陆支架同时触地。

整个箭体静止在那里，垂直立着，发动机还在冒白烟。

控制室里先是两秒钟的沉默。

然后是爆炸性的欢呼。

马斯克坐在控制室的最前一排，他在欢呼的人群里坐着没动。他看着屏幕上的遥测数据——发动机已关机，箭体姿态垂直，支架完全展开，没有倾斜。

他转过头，对旁边的格斯滕迈尔说：

“我们做到了。”

格斯滕迈尔后来回忆，马斯克说那句话的时候，声音有一点发抖，但只有一点。

他说：“我认识他十几年了，他的声音只有在两种情况下会发抖：一种是极度兴奋，一种是极度紧张。今天我分不出来是哪一种。”

九

猎鹰九号第一级回收成功后，成本数据立刻出来了。

一枚全新的猎鹰九号第一级，制造成本大约是3000万美元。

一次发射的燃料成本大约是20万美元。

如果第一级可以回收再用，那么下一次发射的成本就只有燃料钱——20万美元。

从3000万降到20万，降了一百五十倍。

当然实际没那么夸张，因为回收后的翻新也要花钱。SpaceX后来公布的数字是：翻新成本大约是造价的10%到15%，也就是300万到450万美元。

但即便算上翻新费用，成本也降到了原来的十分之一多一点的水平——非常接近马斯克2002年说的”十分之一成本”。

NASA的激励条款生效了：SpaceX的报价从每次发射6000万美元，降到了4000万美元。

一枚全新的猎鹰九号仍然卖6000万，但如果你同意用回收过的第一级，价格可以降到4000万。

全世界没有第二家火箭公司能做到这个价格。

十

猎鹰九号回收成功之后，马斯克做了一件出人意料的事。

他把猎鹰九号第一级回收的专利全部公开了。

没有申请专利保护。没有告任何人侵权。把技术细节全部放到网上，任何人都可以看，可以用。

这件事在航天圈子里引起了一阵骚动。传统航天公司的逻辑是：我花了钱研发的技术，我要专利保护，防止竞争对手抄袭。

SpaceX的逻辑是：你们抄去吧，你们抄了也造不出来。

马斯克在一次采访里解释了为什么不申请专利。他说：“专利的唯一作用是阻止其他人进步。如果有人想抄我们的回收技术，他们得先造出一枚能入轨的火箭。那需要好几年。等他们造出来的时候，我们已经在下一个版本上了。”

他说完这句话，记者问：“那你不怕别人追上你吗？”

马斯克说：“那就让他们追。追的人才会让整个行业跑得更快。”

十一

2014年到2015年，中国的商业航天开始萌芽。

在这之前，中国的航天发射全部是国家行为。长征系列火箭是国企造的，发射计划是国家批的，载荷是国家定的。没有商业公司，没有竞争，也没有”降低成本”这个KPI。

变化发生在2014年11月。

国务院发布了一份文件，编号”国发〔2014〕60号”，全名叫《关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》。文件里有一句话：“鼓励民间资本参与国家民用空间基础设施建设。”

这句话的意思是：民间资本可以造火箭了。

2015年，第一批商业航天公司成立。

蓝箭航天，2015年6月成立，创始人是原来在航天科技集团工作的张昌武。

星际荣耀，2015年8月成立，创始人是原来在航天科工集团工作的彭小波。

两家公司都选择了”先造小的”路线——先从固体火箭做起，攒发射经验，再搞液体可回收火箭。

这和马斯克的路线不一样。马斯克是反过来的：先造小的，再搞大的；先回收，再扩运力。

但中国的商业航天有一个优势：市场。

中国有一大批民营卫星公司，从2015年开始冒出来，他们要发小卫星，他们愿意付钱，他们不需要国家队的服务——因为国家队不接小单。

十二

猎鹰九号回收成功后，国际航天格局变了。

欧洲人首先感受到压力。

欧洲的主力火箭是”阿里安5号”，一枚不可回收的大型火箭，每次发射报价大约是1.5亿欧元。猎鹰九号回收后的报价是6000万美元，大约是阿里安5号成本的40%。

欧洲航天局开了一场会，讨论怎么应对。讨论结果是：我们需要研发可回收火箭。

但他们没有钱。

研发可回收火箭需要的不是几亿欧元，是几十亿欧元，还需要一个愿意砸钱砸十年的掌舵者。

欧洲没有马斯克。

阿里安5号还在飞，但订单开始流失。2015年之后，越来越多的商业卫星选择猎鹰九号，因为便宜。

便宜不是一切，但便宜是一切的开始。

十三

2015年年底，马斯克在SpaceX的会议室里开了一场内部全员会。

会议室坐不下那么多人，有一百多个人站在走廊里。

马斯克站在前面，穿了一件灰色的T恤，下面是牛仔裤。

他说：“我们做到了。”

大家鼓掌。

他说：“但这只是第一步。”

他把一张幻灯片放了出来。幻灯片上是一张火箭的图片，那枚火箭比猎鹰九号大很多，第一级装了九台发动机，第二级装了一台真空版的梅林发动机。

“这是猎鹰重型，“他说，“它的运力是猎鹰九号的三倍，能把五十三吨的东西送到近地轨道。”

他停顿了一下。

“但它更关键的意义是：它让我们学会怎么造更大的火箭。因为我们要去火星。”

那句话被坐在走廊里的员工录了下来，后来泄露到了网上。

有人在评论区里说：“这个人疯了。”

也有人说：“他在2002年说要回收火箭的时候，所有人也说他是疯子。”

十四

2015年是SpaceX的分水岭。

在此之前，SpaceX是一个”敢于冒险的小公司”，所有人都觉得它早晚会被某次大失败拖垮。

在此之后，SpaceX是一家”真正改变了航天行业的公司”。可回收火箭从”痴人说梦”变成了”行业标准”。

2016年，SpaceX拿到了一份新合同：NASA的商业载人计划，26亿美元，和波音一起，把美国宇航员送回太空。

波音拿的是42亿。

SpaceX拿的是26亿。

所有人都认为波音会先飞——波音是百年老店，SpaceX是十岁的小孩。

波音的工程师在采访里被问到对SpaceX的看法，他说了一句很客气的话：“他们很有活力，很有创意。但把人送上天和送卫星上天是两回事。”

他没有说错。

但SpaceX在接下来的五年里，把这句话变成了——“我们两件事都做了，而且出价只有你们的一半。”

十五

2015年12月21日，猎鹰九号第一级回收成功那天晚上，卡纳维拉尔角发射场旁边的水泥地上，那枚立着的火箭还没有被拖走。

它的发动机已经冷却，箭体上还有烧过的痕迹。四根着陆支架展开着，像一只蹲在地上的大鸟。

马斯克一个人走到了那枚火箭旁边。

他绕着它走了半圈，伸手摸了一下箭体。箭体还是温的。

他没有说话。

站了大概五分钟，然后转身走回了控制室。

第二天，这张照片出现在了全球几乎所有科技媒体的头版上：一枚立在地上的火箭，一个人站在它旁边，手摸着箭体。

那张照片后来成为航天史上最有名的照片之一。

它拍到的不是一枚火箭。

它拍到的是”不可能”被打破的那个瞬间。