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38 猎鹰听见驯鹰师:2014至2015年,研发可回收火箭的先驱

猎鹰听见驯鹰师

2014至2015年,研发可回收火箭的先驱

打造蚱蜢火箭,实现可回收火箭的第一步

马斯克一心想打造可重复使用的火箭,这促使SpaceX开发出实验用的猎鹰九号原型火箭,代号「蚱蜢」(Grasshopper)。这枚火箭配备着陆架、可操控的网格翼,在SpaceX位于德州麦葛瑞格的测试基地,顺利地缓缓升空,然后降落,高度约达750公尺。这次进展让马斯克感到兴奋不已,于是他邀请SpaceX董事会成员,在2014年8月到现场一起见证正在发生的未来。

这天正好是马斯克的幕僚长山姆。提勒(Sam Teller)加入SpaceX的第二天。提勒毕业于哈佛大学,活力充沛、喜欢追求冒险事业,脸上修剪整齐的胡须,更加凸显他灿烂的笑容与机灵的眼神。他能敏锐感受其他人的情绪,以和为贵,这些正是他的老板欠缺的特质。他曾经担任《哈佛讽刺》( The Harvard Lampoon)杂志的商业发展经理,很懂得如何应对马斯克的幽默,以及疯狂的高强度工作模式(他为马斯克工作后不久,甚至曾带马斯克到《哈佛讽刺》城堡参加派对)。

在麦葛瑞格测试基地的会议上,SpaceX董事会成员讨论着公司正在研发的太空衣设计,但当时距离执行载人任务其实还有好几年的时间。提勒后来惊叹道:「他们围坐成一圈,认真讨论火星建城计划,以及人类在火星上的穿着问题。每个人看起来就像是在讨论寻常话题一样。」

董事会成员此行主要目的,是观看猎鹰九号的着陆测试。当时正值8月,德州沙漠艳阳高照,四处可见大型蟋蟀,所有人都挤在狭小的帐篷内。原本火箭应该要升空到大约750公尺的高度,然后启动重返引擎,在发射台上盘旋一段时间之后垂直降落。结果却事与愿违。火箭升空后不久,三具引擎当中的一具引擎发生故障,火箭爆炸坠毁。

马斯克沉默了片刻,接着转换成探险男孩模式。他告诉发射基地经理把车备好,他们要开车去看看正在闷烧的碎片残骸。那位经理说:「你们不能过去,太危险了。」

马斯克说:「我们一定要去,如果火箭爆炸,或许我们还可以穿过燃烧的碎片。你们有多少机会那样做呢?」

每个人都紧张不安地笑了出来,然后跟着马斯克出发。现场仿佛是雷利。史考特(Ridley Scott) 电影中的场景。地面被炸得坑坑洞洞,灌木和草丛燃起浓烟大火,金属碎片烧到焦黑。马斯克的投资家友人尤尔维森询问,可否拿几片碎片当作纪念。「当然可以,」马斯克说,他自己也搜集了几块碎片。格拉西亚斯为了提振士气,安慰大家说,生命中最宝贵的教训都是来自于失败经验。「如果有选择的话,」马斯克回应说,「我宁可从成功经验中学习。」

自此之后,不仅仅是SpaceX,整个航太产业陆续传出坏消息。轨道科技公司(Orbital Sciences) 建造的火箭原本要运送货物到国际太空站,却不幸爆炸。接着俄国的载货任务也失败了,国际太空站的太空人就快要消耗掉所有食物和供给品。因此,SpaceX预计在2015年6月28日发射的猎鹰九号上,运载了大量物资。这天也是马斯克44岁生日。

但火箭升空后两分钟,第二节火箭内部用来支撑氦气槽的支柱扭曲变形,火箭爆炸坠毁。就在SpaceX成功发射火箭进入轨道七年后,猎鹰九号第一次发射失败。

同时间,贝佐斯的太空事业有了些许进展。2015年11月,贝佐斯发射了一枚火箭,这枚火箭升空到大约100公里高,也就是公认为外太空起始点的高度。接着在全球定位系统(GPS)及可操控的尾翼引导之下,火箭开始重返地球。助推器引擎再次点燃,减缓降落速度,着陆架展开,火箭在地表上方盘旋、调整座标,最后缓缓着陆。整个过程历时11分钟。

隔天,贝佐斯在电话记者会上宣布火箭发射成功:「可完全重复使用的火箭彻底改变了游戏规则。」接着,他发布了自己有史以来的第一则推文:「最稀有的怪兽:可重复使用的火箭。控制降落并不容易,但把这件事做对,看起来很容易。」

马斯克简直气炸了。他觉得这次只能算是次轨道飞行,并不符合他所说的终极目标:将酬载发射到轨道。所以他发了一则推文回呛:「@JeffBezos并不是那么『最稀有』。SpaceX的蚱蜢火箭早在三年前就完成了六次的次轨道飞行,而且还在持续飞行中。」

事实上,蚱蜢火箭只升空到大约750公尺的高度,还不到「蓝色起源」火箭飞行高度的1%。但马斯克的澄清是对的。可以往返太空边缘的飞行航程对于太空游客来说或许充满乐趣,但是拥有猎鹰九号这种强大动力的火箭,必须执行发射卫星、与国际太空站对接等任务。成功让这种火箭安全着陆,而且能重复使用,完全是不同等级的成就。

「猎鹰号成功着陆」

2015年12月21日,也就是贝佐斯的火箭完成次轨道飞行四周之后,马斯克的机会来了。

马斯克在不断思考如何克服地心引力的过程中,重新设计了猎鹰九号。团队将液态氧燃料冷却至摄氏负212度左右,借此提高液态氧的密度,如此一来,新设计的猎鹰九号火箭就可搭载更多的液态氧。马斯克一如往常,努力寻找任何一种可能提升火箭动力的方法,同时避免大幅增加火箭尺寸与质量。「伊隆不断逼迫我们想办法让燃料温度再低一些,效率再拉高一点,」容克萨说,「这是聪明的办法,但让我们痛苦不堪。」有好几次容克萨直接拒绝马斯克的要求,他说阀门会有问题,有外泄的风险,但是马斯克不为所动。「没有任何第一原理证明这样行不通,」他说,「这真的是天杀的难,我知道,但是你得咬牙撑过去。」

「倒数计时那一刻,我差点吓到尿裤子,」容克萨说,因为他突然在回传的影片中,看到第一节和第二节火箭之间的缝隙竟有水滴渗出,令人忧心。他不知道那是不是液态氮,如果是就没问题,但如果是来自超级冷却燃料槽里的液态氧,可就不妙了,「我吓得半死。如果是我的公司,我会停止发射。」

「你得决定是否取消。」当倒数计时进入最后一分钟时,容克萨对马斯克说。

马斯克停顿了几秒钟。如果两节火箭之间有液态氧渗出,会有多大风险?的确有风险,但只是小风险。他说:「算了,我们发射吧。」

多年后,容克萨重新观看当时马斯克做决定的影片片段。「我以为他迅速做了复杂的计算,然后决定该怎么做,但事实上他只是耸耸肩,然后下达命令。他直觉知道其中的物理原理。」

马斯克是对的,这次升空非常完美。

接下来,他们要等待10分钟,看看助推器是否能返回地球,安全降落在SpaceX兴建的着陆平台上,这座平台与39A发射台相距不到两公里。第二节火箭分离后,助推器开始点燃推进引擎,然后翻转、底部朝下,往卡纳维尔角的方向缓缓而来。透过全球定位系统与感测器的引导,以及网格翼协助操控,助推器慢慢朝向着陆平台降落。(先暂停一下,想想这是多么不可思议的成就。)

马斯克这时冲出控制中心,穿越高速公路,盯着夜空看着火箭重新出现。「降落吧,慢慢降落吧。」他站在高速公路旁,双手叉腰喃喃自语说着。突然间,空中传出隆隆声响。「噢,该死。」他说,接着转身穿过高速公路,沮丧地走回控制中心。

但此时控制中心却响起热烈的欢呼声,监视器萤幕显示火箭竖立在着陆平台上。发射广播员播报:「猎鹰号成功着陆。」正好呼应当年阿姆斯壮登陆月球时所说的话。马斯克刚刚听到的声响,其实是火箭重返地球、进入高层大气时产生的音爆。

一位飞行工程师从控制中心跑出来,告诉马斯克大好消息。「它直立在着陆平台上了!」她大叫说。马斯克立刻转身,快步跑回着陆平台,一路上不断自言自语:「我的老天,我的老天。」

当天晚上,所有人一起到海边一间名叫「鱼嘴」(Fishlips)的酒吧庆功。马斯克举起一杯啤酒。「我们刚刚成功发射了全球最大的火箭,而且让它安全着陆!」他对着百名左右的员工和其他惊奇的围观者大声说。所有人不断喊着「美国,美国……」。马斯克不停跳上跳下,握拳振臂欢呼。

「恭喜@SpaceX完成了猎鹰九号助推器的次轨道着陆任务,」贝佐斯在推特上写道,「欢迎加入我们的行列!」他根本是笑里藏刀:刻意强调这次顺利着陆的SpaceX助推器只抵达「次轨道」,和蓝色起源之前着陆的助推器属于同一个等级。就技术上来说,贝佐斯是对的。SpaceX的助推器本身从没有进入轨道,而是把酬载送上去。但是马斯克依旧气得跳脚。他相信,SpaceX火箭成功将酬载送入轨道,自然与蓝色起源火箭属于不同等级。

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1 《哈佛讽刺》所在大楼全名为「哈佛讽刺大楼」,暱称为「讽刺城堡」。

2 英国导演,执导的电影作品包括《银翼杀手》、《神鬼战士》、《绝地救援》等。