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埃隆·马斯克传(114)

作者:沃尔特·艾萨克森

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如果马斯克的目标是打造一家盈利的火箭公司,那他本可以在熬过2018年之后清点战利品,随后解甲归田。可重复使用的主力机型猎鹰9号已成为高效且可靠的火箭,他还开发出了一套自己的通信卫星,这些都将给他带来可观的收入。

然而,他的目标不仅是成为太空企业家,他的目标是将人类送往火星,而这不可能通过猎鹰9号或者加强版的猎鹰重型运载火箭来实现,猎鹰火箭的飞行高度有限。马斯克说:“我可以靠它们赚很多钱,但我不能靠它们实现人类跨星球生存的目标。”

这就是为什么他在2017年9月宣布,spacex将开发一枚更大的、可重复使用的运载火箭,它将是有史以来个头最高、推力最强的火箭。他将这枚大火箭的代号定为“bfr”(big f rocket)。一年后,他发了一条推文:“将bfr更名为星舰。”

星舰系统有一个一级助推器和一个二级航天器,加起来有390英尺高,比猎鹰9号高50%,比20世纪70年代nasa在阿波罗计划中使用的土星5号运载火箭高30英尺。星舰系统配备了33个助推器发动机,能够将超过100吨的有效载荷送入预定轨道,这一数字是猎鹰9号的5倍。终有一天,它将带着100名乘客前往火星。即便在内华达和弗里蒙特的特斯拉工厂忙得四脚朝天时,马斯克每周也会抽出时间来看看为星舰乘客准备的相应设施和住宿条件的效果图,毕竟乘客们将花9个月时间前往火星。

又是不锈钢

马斯克从小就在他父亲位于比勒陀利亚的工程项目办公室周围闲逛,所以他对各种建筑材料的特性有一种熟稔的感觉。在特斯拉和spacex的会议上,他经常聚焦于电池两极、发动机阀门、车辆框架、火箭结构和皮卡车身的各种材料选择问题。他可以(而且经常)详细讨论锂、铁、钴、因康奈尔合金和其他镍铬合金、塑料复合材料、铝的等级及合金钢。到2018年,马斯克喜欢上了一种非常普通的合金。他意识到这种合金对火箭来说就像用在cybertruck上面的效果一样好,那就是不锈钢。马斯克对他的团队开玩笑说:“不锈钢应该跟我去找个地方开个房。”

与他一起为星舰忙碌的是为人开朗谦和的工程师比尔·莱利,他曾是康奈尔大学那支传奇赛车队的成员,当时还帮着指导过马克·容科萨,后来容科萨把他引荐到了spacex。莱利和马斯克因为对军事历史,特别是一战和二战中的空战历史,以及材料科学的热爱而成为好友。

2018年年底的一天,他们正在参观位于洛杉矶港附近的星舰的生产设施,该设施在spacex的工厂和总部以南约15英里。莱利解释说,他们正在使用的碳纤维材料有问题,片材出现了褶皱。此外,这个东西的制造过程也非常缓慢,成本高昂,每公斤材料成本为130美元。“如果我们继续使用碳纤维,我们注定得倒闭。”马斯克告诉莱利,“这等于给我们判了死刑,我就永远都没法抵达火星了。”这要换作一个签了成本加成合同的承包商,他们就不会这么想。

马斯克知道在20世纪60年代初将第1~4名美国人送入了预定轨道的早期阿特拉斯系列运载火箭就是用不锈钢制成的,他还决定用这种材料制造cybertruck的车身。马斯克在绕着生产设施走了一圈之后,变得非常安静,眼睛盯着进入港口的船只。“伙计们,我们必须换条路走。”他说,“用现在这种工艺永远没法快速制造火箭,我们换成不锈钢怎么样?”

起初在公司内部这是有阻力的,大家甚至是满腹狐疑。几天后,当他在spacex的会议室里与执行团队会面时,他们争辩说用不锈钢制造的火箭可能比用碳纤维或者猎鹰9号所用的铝锂合金制造的火箭更重。马斯克的直觉告诉他不是这样的,他告诉团队:“来算一下,算一下具体数字。”当他们真的算起来才越来越确信一件事,事实上在星舰将面临的宇宙环境中,钢可能会使火箭整体更轻。在极寒温度下,不锈钢的强度还会增加50%,意味着它更适合装载超低温燃料液氧和液氮。

此外,不锈钢熔点高,这样星舰朝向太空的一侧就没必要设置防热层,这也可以减轻火箭的整体重量。而铝和碳纤维都不能应对高温。不锈钢的最后一个优点是,把不锈钢片焊接在一起很容易。猎鹰9号的铝锂合金需要一种叫作“搅拌焊接”的工艺,需要在超净环境中完成这一过程。但不锈钢可以在大帐篷里焊,甚至可以在户外焊,所以就更容易在得克萨斯州或者佛罗里达州的发射场附近完成。马斯克说:“有了不锈钢,你可以一边焊一边在旁边抽雪茄。”