陈朝:过去航天的时间跨度非常大,投入也非常大。作为国家的战略的工程,听起来挺合适的。但对于商业公司来讲,时间长,投入大,为什么在这种情况下,这些商业公司愿意投入进来做商业航天?
曹梦:我觉得还是产业发展的需求。未来我们是有大规模基础设施要去天上部署的。无论是通信基础设施,还是数据获取,还是算力加存储,我们可以把所有的在轨卫星都变成基础设施。另外,人类也会往更远的地方行进。这些愿景是足以支撑企业做研制的。你刚才说了一个观点很好,就是说国家投入的研制周期都很长,十年磨一剑,逻辑肯定是趋于谨慎的,不会浪费纳税人的钱。但这轮美国人驱动的这一波 NewSpace,研制周期都变短了。尤其是 SpaceX,大家能看到这几年它的进步。
瘦驼:在这一定要提我们中国航天 16 字方针。周总理提的,我来给大家普及一下 —— 严肃认真,周到细致。稳妥可靠,万无一失。这是周总理在两弹一星的时候提出来的十六字方针,被我们中国航天继承下来,一直延续到今天,厂房里面仍然会看到这十六个字,尤其是刚才曹总说的国家队项目。
航天贵它贵在什么地方?「万无一失」这四个字就价值万金。在各种各样的工程细节上,从人员的培养到产品的设计到生产的管理。比如这个材料很贵,航天的铝不是普通的铝,制造的精度有多大?很大部分的钱花在了大家看不到的地方。曹总作为体制内真正干过这行的人来给大家来说一下,过去的大国重器为什么这么花钱?钱都花哪去了?
曹梦:我们传统航天花的是国家的钱,尤其是运载火箭和卫星这种单体价值量又比较大,所以大家对失败的容忍度是很低的。我们会把复杂的系统拆开了,揉碎了,掰成一些很细的专业,把它所有可能出现的问题尽可能的在地面模拟出来。你像我原来做电子的,我们所有的元器件都要经过二次筛选。它在复杂的太空的环境下、在进入太空的过程中,在复杂的动力学环境中能否耐受住。这会经历很复杂的实验,整个成本是很高的。认知范围内所有的工作都做了,它上天再出现问题就是大家认知以外的问题,我们会再经过认知迭代、梳理,进行下一轮的研发。其实不光是中国人啊,其实美国人也是这样的,全人类的航天都是秉持着严肃认真、周到细致、稳妥可靠、万无一失的逻辑在工作。
但是马斯克的出现从根本上改变了这个现状。可能因为他不是传统航天圈的人,所以思维模式没有被固化。他认为最终检验研制成果的就是飞行试验。所以他会要求尽快达到飞行试验的程度,通过飞行试验验证问题。有点像我们软件行业里边软件开发完了迅速让它上线,上线以后发现问题后再去迭代。这种小步快跑,快速迭代的模式其实颠覆了全人类对航天的研制理念的认知的。
美国人对他的批评也很多,认为他浪费了很多钱,尽管钱是他自己的。有时候我们自己仔细思考下来,我们传统航天把工作都做在地面上。但真正飞的时候,我们仍然有很多意识不到的问题,为什么?就是因为在地面上没有办法模拟真实的飞行状态。这也导致了我们很多的型号经过了漫长的周期的研制,出了问题以后又退回到重新研制的阶段,甚至有的型号最后就下马了,过去是这样的。
马斯克节省的是时间成本,通过飞行试验的摸底验证了真实状态下可能出现的问题,在后续的飞行试验过程中同样的问题不会再出第二遍。这对我们这个行业的认知是一次刷新,挺重要的。
瘦驼:接着曹总的话说。 SpaceX 是在 21 世纪诞生的,它瞄准的就是商业航天。为什么在他之前没有这么一个公司出现?就是航天贵,它很复杂,导致我们的需求没有办法被扩大,大家都玩不起,只有非常非常非常重要的项目,大家才会想到往天上打,才会「非得上天不行」。
商业航天的发射和载荷是左右手,发射就是发射能力,把东西扔到天上去。扔什么?那是载荷。过去载荷方做通讯也好,做遥感也好,可能有一些想法「如果咱这东西能上天就好了」。可那些火箭公司的报价实在是太贵了,就算了吧。另一方面做发射的这一方,任何工业系统都有一个通行的原理,就是只要批量化生产,所有东西的成本一定会降下来的。但在 2000 年之前。我们一年打几发?你想做批量化生产,批了之后给谁用啊?左手右手互相不满足,所以说马斯克在这个时候扮演了一个非常有意思的角色,就像刚才曹总说的,他是个局外人。
马斯克刚开始要做可回收火箭,用中等推力的发动机弄好多台发动机并联。这个东西出来的时候,不光是我们国家的老航天人嗤之以鼻,美国的传统航天系统的好多老人也对他嗤之以鼻,说这东西我们当年早玩过了。弄几十台发动机并联到一块这种东西前苏联 N1 探月火箭早就干过了,它不成啊。发动机这么多搞在一起,一个坏了,其他的可能就都完蛋了,可靠性不是大幅度下降了吗。好多老人家都是这样的逻辑,但是老人家们没意识到这么多年其他领域的变化,航天系统以外的一些东西的进步。比如在阿波罗 60 年代的时候那个舰载计算机、星载计算机是个什么样的算力?能称得上计算机吗?连今天的一块计算器都不如。现在我们看星舰发射,很多次出现了什么某台发动机坏掉了, 20 多台发动机有一台突然就灭了。灭了没事,马上可以算出来一个新推力方案,让其他的发动机调节自己的功率,去弥补那台坏掉的发动机产生的缺陷。
另一方面,这么多火箭,发射次数这么多,(往天上)打啥呀?需求哪来呢?马斯克说我自己弄需求吧,于是就诞生了刚才曹总说的星链,几千上万颗卫星打到天上去。一方面我有发射能力,一方面我有发射需求,两个东西都在我自己的手里面,我就塑造了这个市场,其他人也就可以趁机入局了。尤其是有载荷需求的公司一看,火箭发射的成本已经降低到这种程度了,原来可以不上天的东西,现在让它上天,原来不适合上天的东西,现在也可以上天。这就是现在商业航天的逻辑的闭环的形成。
曹梦:嗯,其实我研究马斯克也研究很多年,我觉得他一直在倡导第一性原理,就是从底层逻辑去看待问题。我们航天产品中,马斯克解决了「小批量定制化」的问题。传统的(航天)因为是小批量定制化,所以产品就很贵。越贵,试的机会就越少。所以你看无论是他从整个系统的构建,通过系统级的冗余去弥补这个所谓的单台发动机可靠性的问题,还是我们这一轮大规模的低轨星座的发展。对商业航天其实是有极大的帮助的。过去一颗高轨通信卫星,动不动就 10 个亿往上走,但是这一轮低轨星座的发展,因为轨道低了,所以对卫星本身的要求就变低了,再加上卫星批量化生产,规模变大了。从最早 SpaceX 提出来 Starlink 的 4 万颗星,到我们国家很多卫星公司提出来,比如无线电创新研究院,CTC,代表了国内很多家单位报了将近 20 万颗。规模上来了以后,就可以从某种程度上解决批量化生产的问题了。
4 月 23 号中国航天日,在成都我主持了一个圆桌。我们那个圆桌很有意思,整个产业链从部组件研制到测运控,到火箭,到卫星的研制,各个环节,每一家聊这个产业发展的痛点。大家说完我作为主持人总结,我跟台下领导说,您看到了吗?我们现在所有的问题回归下来,就是我们的规模化不够。规模化不够导致做部组件的供应链啊,包括大家各个环节都有各种各样的问题,发射和部署规模上来了以后,所有的痛点都会迎刃而解。这其实也是马斯克一直在做的。
大家知道马斯克为了追求所谓的大规模生产、大规模部署,他其实是在美国跑通了很多约束。我举个例子,美国的东部的动物保护组织决定向 SpaceX 妥协了。以后不会再以动物保护的名义去阻止 SpaceX 在佛罗里达的相关的发射活动了。其实也是政治的博弈,马斯克通过各种各样的手段一直在试图去解决规模化部署的问题的。在我们国家我觉得这方面还是有待于加强的。