从SpaceX公司看美国商业航天的发展 | SpaceX的成功之路

从SpaceX公司看美国商业航天的发展

7月29日，美国国家航空航天局（NASA）向美国太空探索技术公司（SpaceX公司）发出第二份商业载人飞行“订单”。迄今，NASA已向美私营企业发出4份类似“订单”，以确保美国到2017年能够恢复在本土进行载人航天发射的能力。由此可见，美国商业航天企业已脱颖而出，并引起了广泛关注。

拥有“猎鹰”系列火箭和“龙”飞船的SpaceX公司，俨然举起了商业航天发展的大旗。其发展过程是美国商业航天发展的缩影，其持有的创新理念、思维、新模式，以及美国政府对商业航天的支持手段和态度，在SpaceX公司得以全面体现美国商业航天的发展情况，具有非常重要的典型性。

一、SpaceX公司的发展历程

SpaceX公司成立于2002年6月，是由埃隆•马斯克（ElonMusk）投资建立的一家美国太空运输公司。总部最早建在加利福尼亚州的ElSegundo，后迁至该州的霍桑。SpaceX公司旗下的航天产品包括：第一是“猎鹰”系列火箭（包括可部分重复使用猎鹰1号和猎鹰9号运载火箭），第二是“龙”系列飞船，另外还有自研的发动机（包括Merlin、Kestrel和Draco等型号火箭发动机）。

SpaceX公司由于产品价格低廉且快速响应、可实现一级火箭回收，在业界崭露头角，占据了美国商业航天的大部分市场业务。目前“猎鹰9号”是最便宜的运载火箭，它的市场报价是5000万到6000万美元，比其他同类的都便宜；“猎鹰”系列火箭的发射准备周期为两个星期，而其他公司的火箭发射周期至少为2个月。目前SpaceX已成功获得为“国际空间站”提供货物运输服务、开展商业卫星发射等一系列任务。

SpaceX公司所经历过的重大事件主要有：2008年，SpaceX获得NASA“商业轨道运输服务”项目正式合同。2012年10月，SpaceX龙飞船将货物送到国际空间站，开启私营航天的新时代。2015年2月，SpaceX获得谷歌投资9亿美元。3月，“猎鹰9号”火箭将世界上第一批全电动通信卫星送入预定轨道。12月，“猎鹰9号”火箭在成功将11枚微型通讯卫星送入轨道后，将第一级火箭成功回收。这是“猎鹰9号”火箭首次实现发射、回收全过程，同时也是人类第一个可实现一级火箭回收的轨道航天器。2016年4月，NASA与SpaceX公司达成的协议，NASA将为SpaceX公司的“红龙”火星任务提供技术支持。2016年7月，SpaceX成功用“猎鹰9号”火箭将一艘货运“龙”飞船送上太空，这是航天商业化的产物也是其进一步发展的表现。同月，NASA向SpaceX公司发出第二份商业载人飞行“订单”。

但是，SpaceX的商业化发展之路并不是一帆风顺，先后经历了：2006年3月，“猎鹰1”首秀失败，一级燃料泄漏，导致发动机故障；2007年3月，“猎鹰1”第2次飞行，二级贮箱推进剂产生晃动，导致飞行姿态发散失控；2008年8月，“猎鹰1号”第3次飞行，一级发动机关机失效，导致一级残骸与火箭二级造成失败；公司曾濒临破产边缘等。这些失败经历也是每个商业航天企业都需有的心理准备和必历的过程。

SpaceX公司的发展伴随着美国商业航天发展而发展，其发展历程是美国商业航天事业发展的缩影。

二、SpaceX公司的竞争优势

SpaceX公司以一种全新的思维方式、发展理念、商业模式、技术应用方式参与市场竞争，为商业航天事业发展注入了新的活力，并将美国商业航天推向了新的高度。

（一）形成“跨界融合+平台共享”的思维方式

通过十几年发展，SpaceX公司形成了基于互联网广泛应用所形成的跨界融合思维，以及平台共享的两大思维方式，使SpaceX卓而不群，在商业航天领域异军突起。一是“跨界融合”思维方式。近几年，“互联网+航天”的跨界融合已成为航天领域新的发展趋势，商业航天企业充分运用跨界融合思维颠覆了传统航天发展思路，因此，跨界融合思维使商业航天的“低价可靠、平台共享、敏捷快速、专注极致”得发实现。SpaceX公司敏锐地预测到“低成本+快速响应用户需求”的发展趋势，基于跨界融合思维对用户需求迅速作出响应，并且做到极致。二是“平台共享”思维方式。SpaceX公司的平台共享思维方式，在利用了NASA这个优势平台上得到了充分体现。公司在发展中大量使用了NASA的专利、成熟性可靠技术以及测试台等设备设施，从而弥补了自身的薄弱环节。

（二）形成“价格低廉+高可靠+快速响应”的发展理念

商业航天的发展理念主要体现低廉价格、高可靠和快速响应用户需求等方面，这与传统航天截然不同，这也是商业航天迅速崛起赢得市场的根本原因。SpaceX努力践行着这一理念，并做到极致。公司通过实施高效的系统工程，强调低廉价格、高可靠和快速响应三方面的有机统一。例如，“猎鹰9号”火箭的标准发射报价为0.56亿美元，约为美国同类火箭发射的1/3；“猎鹰重型9号”火箭发射报价约1亿美元，同级别的重型“德尔他4号”火箭则高达3.5亿美元。SpaceX公司十分重视产品的高可靠性，在产品的每一阶段都要进行严格的系统检验，并在关键部件上有多重备份，如“猎鹰9号”第一级采用9台发动机以防意外。同时，该公司还特别强调火箭的快速发射能力。其他公司的火箭发射周期至少为2个月，而“猎鹰”系列火箭的发射准备周期只有两个星期。

（三）建立“低成本+互联网+灵活高效”的商业模式

SpaceX公司创新多种商业模式，把许多不可能变成可能。在众多商业模式中最为显著的特征是强调低成本和基于互联网的灵活高效应用。一是在强调低成本方面，公司注重利用现有的货架式产品和成熟技术，在高效的组织管理下为市场提供价格低廉的商业航天运输服务。如，公司通过优化设计与测试流程，应用“灰背隼”发动机、液氧/煤油推进剂等实用且简单的成熟技术与产品，通过执行严格的试验方案和质量监管程序等，实现了航天产品高可靠性与低成本的完美统一。二是基于互联网扩大在商业航天的市场版图。近年来，“互联网+航天”的跨界融合已成为航天领域新的发展模式，互联网正在深刻影响世界航天，特别是商业航天的发展。SpaceX的商业模式是充分运用互联网的跨界融合思维发展商业航天、运用互联网平台提供应用服务等。公司已在非洲、南美以及沙特阿拉伯等地建立网站，通过互联网扩大业务的市场范围。三是采取灵活高效的商业模式。由于SpaceX企业的管理机制灵活、高效，产品研制周期短，提供服务成本也比较低，并敢于采用先进的技术，因此，公司获得了航天市场的青睐。

（四）推行“利用外部成熟与先进技术+内部创新突破”的技术应用

SpaceX公司采用多种技术应用方式促进公司在商业航天领域获得竞争优势。一是充分利用外部成熟技术。SpaceX公司禀持开放融合的心态，不管是谁的技术，只要能解决实际问题，就可以拿来应用。如，NASA对SpaceX公司转移了大量的技术，并把自己的核心技术骨干人员转移给SpaceX，使之得以迅速发展；“猎鹰9号”火箭一子级采用的是梅林发动机，梅林发动机是当年是用于阿波罗登月的技术产物。二是SpaceX除了充分利用和借鉴外部成熟技术，在内部不断寻求新的技术突破，在产品的系统设计和任务规划上再创新，突破瓶颈，从而达到系统指标最优。三是大胆采用先进技术。SpaceX在“猎鹰9号”上大胆使用了轻质铝锂合金、旋转成型、搅拌摩擦焊接等先进技术，从而大幅降低了火箭的结构质量。

三、SpaceX发展受益于政府 对商业航天的扶持

SpaceX公司的发展，受益于美国政府对商业航天从政策、技术、资金等多方面给予扶持手段和态度。在政府的扶持下，SpaceX公司迅速崛起，成为商业航天领域引人瞩目的新星。

（一）受益于出台的各类扶持政策

SpaceX的成功离不开国家的支持。美国国会立法、政府出政策，形成了一系列支持商业航天的发展的法律和政策，在这种政策环境下，促成了SpaceX后来的成功。美国先后出台的政策包括：在2006年版《国家航天政策》中，进一步明确了商业航天的指导方针；2010年颁布的《国家航天政策》中，提出了鼓励和推动商业航天发展计划，并推广政府对美国商业航天产品和服务的购买与使用等；在2013年11月发布的新版《国家航天运输政策》中，提及“商业”一词27次、“私营”一词11次，并专门提出要鼓励并采取切实可行的措施推动商业航天运输业的发展；2015年5月，美国参、众两院分别通过与商业航天发展相关的《商业航天发射竞争力法》、《鼓励私营航空航天竞争力与创业法》；此外，美国还出台了一系列配套政策，如《商业航天法》、《商业航天发射法》、《航天现代投资法》等。这些政策的出台，有力推动了美国商业航天的发展。

（二）受益于商业航天项目计划

SpaceX公司的发展受益于美国政府出台的多项商业航天支持资助计划。为配合美国国家航天战略的实施，美国政府出台了一系列支持商业航天发展的一揽子资助计划和具体规则，主要包括商业载人航天与货物运输计划、商业轨道运输服务、商业补给服务、商业载人航天方案和商业载人一体化能力计划、空间行动协议等。正是为完成这些资助计划，SpaceX公司等私营航天企业得以快速兴起并发展壮大。2008年，SpaceX公司从NASA的“商业补给服务”（CRS）项目就获得了16亿美元的经费；2014年12月，SpaceX公司等4家美国公司获得了NASA的《商业太空能力合作协议》等。

（三）受益于多项技术扶持和转移

SpaceX公司的迅速崛起还受益于NASA和美国空军给予的大量的技术扶持和转移。NASA利用自身技术优势，加强对SpaceX公司的技术指导，通过直接派驻技术人员和通过专利转让等方式，帮助其发展和验证了关键技术；NASA开放了“阿波罗”计划中的部分技术，支持新兴商业航天企业参与空间活动，如“猎鹰”系列火箭的“灰背隼”发动机就是采用了“阿波罗”计划登月舱下降级发动机的喷管技术；美国空军夸贾林群岛的里根陆军试验中心发射场、范登堡空军基地的SLC-40发射场提供给SpaceX公司用于发射“猎鹰”系列火箭。2016年4月NASA和SpaceX公司签订的任务协议，该协议支持SpaceX公司的“红龙”探测任务，协议规定NASA将提供某些领域的专业技术知识，以支持“红龙”任务，支持内容包括：派驻NASA技术人员为SpaceX公司提供技术支持；提供着陆地点选择建议和工程支持；为该任务协商行星保护协议、使用“深空网络”支持与航天器之间的通信等支持。

四、对我国发展商业航天的启示

当前，我国商业航天发展尚处于起步阶段，但商业航天势在必行。美国商业航天的发展尤其是SpaceX公司的经验做法和美国政府的支持手段，将会给我国商业航天发展带来有益的借鉴。同时也要考虑国情有异和较高风险性，因此对我国的商业航天发展也要采取审慎态度。

（一）政府支持是商业航天发展的基础

商业航天作为我国未来航天发展的重要组成已渐成大的发展趋势。随着我国军民融合发展战略的实施，航天领域作为军民融合的重要领域，也为商业航天创造了更好的发展契机。商业航天发展离不开政府的大力支持，可以说，政府支持是商业航天发展的基础。通过对美国支持商业航天发展的参考，政府支持商业航天发展的方式一般包括：一是通过国家出台立法和支持政策，积极为商业航天发展营造好的政策环境，为商业航天发展释放更大空间；二是通过实施政府采购等手段和促进技术转移方式，促进商业航天持续健康发展；三是编制航天发展规则。“十三五”是中国航天发展的战略机遇期。据了解，2016年将编制《空间科学“十三五”规划》和《航天发展“十三五”规划》，发布第四版《中国的航天》白皮书，这些规划的制订和实施可以大力推动航天立法及航天法规体系的建设步伐。

（二）商业模式创新是商业航天发展的关键

商业航天要得以快速发展，商业模式是其发展的关键因素。参照SpaceX公司的商业模式，并基于我国商业航天处于起步阶段的现状，我国商业航天发展：一是要注重航天与互联网的跨界融合形成新的业态。当前，美国商业航天发展的重要模式是航天与互联网的跨界融合并形成新的业态。我国商业航天要得到快速发展，也应以“互联网+航天”的跨界融合方式，以此促进商业航天新的发展业态。二是要形成灵活高效的商业模式。发展商业航天需要适应市场经济规律的机制和运作模式。应以灵活高效管理机制、产品研制周期短、提供服务价格低、敢于采用先进技术等商业模式，才能使商业航天立于不败之地。

（三）低成本与快速响应是商业航天发展的核心

通过对美国商业航天尤其是SpaceX公司的分析，可以看出，商业航天迅速崛起赢得市场的根本原因在于低成本与快速响应用户需求的能务。因此，我国商业航天的发展要：采用标准化、模块化、通用化的设计和成熟的技术，利用货架式产品，降低研制成本，缩短研制周期。要改变了传统航天的发展思想，更注重低成本、灵活性与创新，在高效的组织管理下为市场提供价格低廉的商业航天运输服务。

（四）技术转移和持续创新是商业航天发展的驱动力

SpaceX公司的发展经验证明，接受外部技术转移、内部持续创新以及技术的融合和应用是商业航天发展的驱动力。一是通过利用外部成熟技术，可以减少研制成本和时间。恰逢我国实施军民融合深度发展的战略机遇期，为接受军工企业成熟的航天技术转移创造更多机会，应以开放的心态，接纳各种实用技术，快速促进我国商业航天的发展。二是注重发展内部技术创新实力。采用高效的管理机制和激励机制，注重内部研发人员的能力提升，在产品的系统设计和任务规划上不断寻求技术创新，突破技术瓶颈，从而促进我国商业航天快速发展。

企业研究： 太空探索技术公司的成功之路

太空探索技术公司（SpaceExplorationTechnologiesCorporation，又称SpaceX），是著名企业家、特斯拉汽车（TeslaMotors）与PayPal（贝宝支付）创始人伊隆•马斯克建立的太空运输技术公司，总部位于美国加利福尼亚州霍桑市，拥有4000多名员工，主要经营太空探索研究、卫星发射和商业轨道运输服务。2010年12月，公司成为全球第一家成功发射并回收宇宙飞船的私人企业。2015年12月21日，公司成功地在陆地平台回收了猎鹰九号运载火箭的一级火箭，创造出人类火箭发射事业的里程碑。

一、公司发展概况

2002年，从创立PayPal获得丰厚回报的埃隆•马斯克出于降低星际旅行和火星移民成本的目的，与汤普森•拉莫•伍尔德里奇公司（TRW）的动力系统工程师汤姆•穆勒（TomMueller）合作，创立了SpaceX公司。公司最初位于加利福尼亚州埃尔塞贡多，希望运用商业管理模式克服政府机构的管理缺陷，从而降低火箭发射成本，提高太空服务的可靠性。

公司发展的首要目标是建造成本低廉、可回收的太空运载火箭。公司的第一代火箭产品——猎鹰1号运载火箭采用两级设计，其中第一级火箭可由降落伞系统进行回收，第二级不可回收。2006年3月24日，猎鹰1号火箭第一次发射，遭遇失败。又经过两次发射失败之后，火箭于2008年9月28日的第四次发射成功升空，令SpaceX成为第一家成功发射运载火箭的私营企业。2009年7月14日，猎鹰1号火箭完成了第五次发射，将一枚马来西亚测绘卫星成功送入轨道，之后正式退役。

从公司的第二代运载火箭——猎鹰9号开始，SpaceX开始同时试验第一级火箭回收技术与载货飞船发射技术。公司先后试验了1.0版、1.1版和全推力版共三个版本的猎鹰9号火箭，可以搭载公司自主研制的“龙”飞船（SpaceXDragon）向国际空间站运输补给，或者进行商业卫星发射。

猎鹰9号1.0版和1.1版共进行了20次发射，在海上进行了7次一级火箭返回试验，积累了大量资料数据与发射经验。从猎鹰9号全推力版火箭开始，SpaceX开始全面测试一级火箭陆地回收与海洋回收的可操作性。2015年12月22日，猎鹰9号运载火箭搭载了轨道科学公司（ORBCOMM）的11颗卫星，在成功完成发射任务后，一级火箭成功在美国卡纳维拉尔角空军基地的着陆场落地，取得陆上回收试验成功。2016年4月8日，猎鹰9号运载火箭为国际空间站发送了一批货物补给，随后一级火箭成功地在大西洋上的一艘驳船上降落，取得海上回收试验成功。至此，SpaceX的猎鹰9号顺利完成了一级火箭着陆试验，成为了目前全球唯一能够实现一级火箭完全回收的太空轨道运载火箭。

二、经验与启示

（一）通过项目化管理提高企业创新效率

公司创始人埃隆•马斯克相信，现代企业管理制度可以有效规避国家科研机构内部官僚机制造成的效率低下和成本浪费。公司内部按照职能分为三大部分：工程设计（Engineering）、制造（Manufacturing）和运营（Operations），每部分按照业务模块（如发射测试、程序设计、物流采货、政府关系与销售等）由数位副总裁分头管理。工作人员按照任务目标组成小型团队，由一名项目总监直接领导，总监可以直接向副总裁汇报工作进展。通过这种扁平化的管理架构，SpaceX缩短了命令执行与反馈的时间，使得一线工作产生的成功经验与教训可以立即反馈给管理层，并在全公司进行分享，从而使公司能够迅速受益于各小团队在工作中发现的创新技术与模式，最大化地提高了企业创新效率。

（二）通过与政府机构合作获得订单

SpaceX十分重视与政府科研机构进行合作。在美国取消航天飞机的飞行任务之后，美国国家航空航天局（NASA）需要尽快找到一种经济可靠的运输方式向国际空间站运输补给。SpaceX注意到了NASA的需求，在公司初创阶段就开始进行“龙”飞船的研发制造，并与猎鹰系列运载火箭同时进行发射飞行试验。公司也派出专门的业务团队与NASA沟通，用自身高效的管理风格和专业化的研发队伍赢得了信任，最终争取到了大量发射订单以及巨额的研发费用支持。

（三）通过形象建设取得公众和投资者的信任

SpaceX进行的火箭与太空飞船研究需要巨额的资金投入，每次发射隐藏的失败风险都可能给企业带来数亿美元的损失。尽管创始人埃隆•马斯克为公司注入了大量资金，但这仍不足以维持公司的研发进展，必须借助金融手段获得更多资本投入。为了获得更多社会资本与政府资金的支持，SpaceX非常重视维护公众形象。一方面，企业积极向媒体披露技术研发进展，展现出不同于传统企业的现代初创企业的活力，公司创始人埃隆•马斯克的公众形象也被营造为如同漫画人物“钢铁侠”一般，从而赢得了海量的社会关注度与支持度，吸引了一大批年轻技术人才加入。另一方面，公司管理层借助在硅谷、高端制造、政府部门与军方等各个层面的人脉关系，在埃隆•马斯克个人投资的担保下，积极联系私募资金、政府资金与军方资金参与投资，签订长期合作关系，保证企业拥有相对稳定的资金池。截止2015年，包括谷歌、富达投资、NASA在内的多家机构为SpaceX募集了约12亿美元，保证了企业在未来十年内的研发需要。