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看了一圈,没有一篇文章说清楚 Space X 的火箭到底为什么这么便宜
发布时间:2024-12-04        浏览次数:0        返回列表


看了一圈,没有一篇文章说清楚 Space X 的火箭到底为什么这么便宜

这是古老湿的第62篇原创


最近 SpaceX 的载人飞船——龙飞船顺利升空,开启了商业火箭发射新纪元。很多人都说 SpaceX 的可回收火箭「猎鹰9号」的最大特点就是便宜。


从 1970 年到 2000 年,向太空发射一公斤的成本相当稳定,平均每公斤1.85 万美元。航天飞机可以发射 2.75 万公斤的有效载荷,价格为 15 亿美元,即每公斤 5.45 万美元。而对于 SpaceX 公司的猎鹰 9 号火箭,每公斤的成本仅为2720美元。


但 SpaceX 到底为什么能把火箭做的那么便宜?为什么连 NASA 都做不到的事情,SpaceX 这个私营团队居然做到了呢?


今天,我们就把 SpaceX 能把火箭发射成本降到极低的原因,一次性说清楚。


01


原因1:内部建造,不用承包商


在讨论 SpaceX 如何降低火箭制造成本的时候,有一个很重要的因素,往往被忽略掉:


SpaceX 所需要的零件,大量由其内部自主生产,而不是寻找承包商。


在猎鹰9号上,SpaceX 采用了新的焊接技术,自主生产油箱。工程师们还为发动机设计了一个新的涡轮泵,以此取代了外部承包商,结果达到了更好、更快、更便宜的效果。


例如一个火箭上的阀门,是选择报价 50 万美金、交货期 1 年、一次性定制的外部供应商,还是公司内部使用更便宜、更轻的现代材料甚至 3D 打印一个出来?


这种「自主生产零件以降低成本、缩短交货时间」的现象,看似违反了现代商业中「分工导致效率提高」的原理,实则更加符合火箭生产的流程。


SpaceX 的工程师们从头到尾参与了每一个生产项目,可以随时处理任何问题。同时,对元器件的测试也在内部进行,任何修改都能用最快速度完成——因为大多数工程师本来就在同一栋楼里工作。


这种奇特的生产模式,真正实现了中国互联网企业那句名言——没有中间商赚差价。


02


原因2:缩减工程审查流程


航天工程是一门非常正规、严谨的工程学科。在大多数航天工程里,每个零件从原材料金属从炼油厂出来的那一刻起就会被跟踪存档,每一颗螺丝都有自己完整的纸质档案,任何一个零件出现故障,都能快速准确地找出原因。对于载人运载火箭之类的重要项目,还要对火箭进行外部评审小组的审查。


火箭的每个子系统——推进、通信、热能、控制、电气、机械等——都要经过一系列的正式审查——系统需求审查(SRR)、初步设计审查(PDR)和关键设计审查(CDR)。


这种「矫枉过正」式的苛刻管理,规避了大量安全隐患,降低了事故率,但同时也极大的提高了火箭生产的成本、还延长了生产周期。


SpaceX 公司没有遵循那么严格的模式。SpaceX 假设它的工程师们会做正确的事情,而不需要全套审查监督。对传统的航天从业者来说,这就是偷工减料。但对于 SpaceX 的工程师来说,选择这种跳脱的研发流程,是为了摆脱传统的冗余、龟速、昂贵的生产流程必须做的抉择。


03


原因3:元器件降级,使用工业级代替宇航级


在航天圈里,有一种器件如贵族般存在:宇航级器件。


一个二极管只要上天验证成功,就可以从一个工业级十八线小明星跃升为宇航级一线大明星,身价可以倍增上百倍甚至上万倍。


以现有载人飞船搭载的星载计算机和控制器举例,单个控制器价格为 500 万人民币左右,一共 14 个系统,为了追求高可靠性,每个系统 1+1 备份,一共 28 个控制器,成本总计约1.4亿人民币。


(从阿波罗号到龙飞船,几代载人航天器的操作界面,从纯机械界面,到引入显示器,再到触屏操作)


而 SpaceX 的龙飞船主控系统的芯片组,仅用了2.1万人民币,成本不到竞争对手的万分之二。


SpaceX 猎鹰九号和龙飞船用的都是Intel双核的x86处理器;操作系统用的是内部定制版 Linux;编程语言使用 C++,Javascript 和 Python。整个主控程序只有几十万行代码。


上文提到,SpaceX没有选择用贵族宇航级器件,而是选择了经典厂牌 Intel 的 X86 双核处理器,京东售价仅 398 元人民币(参考价为奔腾系列,赛扬更便宜):



据SpaceX前火箭总师John Muratore透露,龙飞船一共有 18 个系统,每个系统配置了 3 块 X86 芯片,龙飞船一共有 54 块。龙飞船主控芯片的总价约:2.1 万人民币,3000 美元!而猎鹰九号一共有 30 块这样的芯片,总价约:1.2 万人民币,1700 美元!


使用 Intel X86 处理器还带来一个附加优势,就是容易招聘到工程师。毕竟使用特殊的航空编程语言的工程师,实在太难招到人了。



04


原因4:招募年轻工程师,面试门槛高,高强度工作,但工资不高


SpaceX 是一个很多年轻人都想去工作的地方,其面试门槛超高,工作强度更高,但给出的薪水比较普通。基层工程师,年薪在80K-200K美金,比美国普通行业要高不少,但对于那些能进入 SpaceX 的高水平工程师来说,面对每周80小时的高强度工作,这样的薪水并不能算有竞争力。


国外招聘网站 Indeed 上,SpaceX 的离职或在职员工对公司的普遍评价也是如此:


(这家公司低薪聘有工作经验的人,而不是像4年前那样。如果你没有学位和工作经验,他们就不会看你的简历,而且他们总是找一些小事来解雇你,让你在工作以外没有私人时间。)


(很适合不常外出的单身人士。由于工作时间和节奏要求较高,很难平衡工作、家庭和个人生活。除此之外,是个不错的公司。)


(SpaceX 是一个快节奏高压力的公司。对于刚毕业的人来说,能获取很棒的工作经验。遗憾的是,这里没有很好的激励机制让员工留下来,因此存在着高离职率。当你「升职」的时候,往往会被视为平级调动,这样你就不会得到加薪。考核分数降低,你也无法加薪。)


通过演绎情怀「为梦想窒息」的方式,对年轻工程师进行「压榨」,SpaceX 用不算高的人力成本获得了大量优秀的工程师。当然,这些工程师们也很清楚,SpaceX 作为职业生涯的跳板,绝对是一块金字招牌,但却不是能把人长期留住的地方。


05


原因5:降低成本最核心的要素——可回收


目前,NASA(美国太空总署)发射一枚火箭的成本是 2.4 亿美元,而 Space X 的报价是 6000 万美元,仅为前者的 25%。产生如此巨大价格差异的最核心原因是,Space X 的火箭实现了「可回收」。


为什么「可回收」对于降低火箭发射成本影响如此巨大?


火箭发射成本,主要分为两部分——固定成本(火箭制造费用)和可变成本(燃料和维护费用)。而前者(也就是制造火箭硬件的费用),占了总成本的80%以上。


也就是说,如果火箭可回收、通过循环使用将硬件成本节省下来,那么总费用就直接节省了80%以上。猎鹰9号火箭的成本就高达 5400 万美元,但它每次发射消耗的燃料仅价值 20 万美元,在总成本中几乎可以忽略不计。


我们以报价9000w美金、载客150人的波音737为例,假如你乘坐一架 737 从北京飞往深圳,如果飞机本身不能「回收」、只能每飞一次就报废一架飞机的话,那么即便航空公司不盈利、同时忽略燃油、养护、空乘人员成本,单程票价也高达人民币 420 万元一张,恐怕只有全球顶尖的超级富豪才有机会享用。


而现在,我们用几百块钱甚至几十块钱就能乘坐一次价值数亿的飞机。


(猎鹰9号进行海上回收)


这就是「可回收」对航空航天行业带来的变革——将一个高不可攀的服务,带入寻常百姓家,并大大加速其商业化进程。


飞机的例子,可以完美的映射到航天领域;在未来,发射火箭的成本,很可能因为「可回收」而低到普通人也能承担得起。


因此,「可回收」是 Space X 立足于强者之林的最重要法宝。作为一家私营公司,从 Space X 成立之初,就将实现火箭甚至载人飞船的「可回收」作为整个公司最重要的目标,这也是降低火箭发射成本的最核心方法,简单而粗暴。


06


在大多数行业,「外行打死内行」的事情很少发生,但 SpaceX 作为一个闯入者,恰恰用了各种「内行」们不会采用的措施,达到了令人无法企及的高度。

这恐怕就是经济学家熊彼特所说的「企业家精神」吧。



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