文/陳根
歷史性的時刻仍在繼續(xù)發(fā)生：
北京時間 5 月 31 日 03:23 分，SpaceX 公司首次成功發(fā)射載人龍飛船，成為有史以來第一家將人類送入太空軌道的私營企業(yè)。在約 19 個小時后的 22 點 30 分，載人龍飛船與國際空間站成功對接，國際空間站終于迎來了新的訪客——史上第一艘商業(yè)載人飛船。
一天功夫，兩次創(chuàng)造航天歷史，這就是馬斯克和他的 SpaceX。
目前，載人龍飛船已經(jīng)獲得了來自國際空間站的電力供應(yīng)，兩名宇航員鮑勃·本肯 (Bob Behnken) 和道格·赫爾利 (Doug Hurley）將對飛船的對接狀況進行檢查，且于北京時間 6 月1 日 00:30 分打開艙門，與空間站上的宇航員成功會和。
按照計劃，飛船將在空間站停留約 110 天。在那之后，兩名宇航員會乘坐龍飛船返回地球。之后，此次任務(wù)才能算是最終完成。但目前看，此次任務(wù)中風險較大的部分已經(jīng)圓滿完成，目前形勢非常樂觀。
馬斯克的成功舉世共睹，此舉也被譽為“最成功的吹牛姿態(tài)”。馬斯克突破想象的背后也讓我們好奇，馬斯克為什么成功？
一、SpaceX自下而上的商業(yè)成功
航天飛機，是人類邁向太空，開啟探索的一大壯舉。自1972年以來，美國就投入巨資，進行相關(guān)開發(fā)研究。先后生產(chǎn)出6架航天飛機，從“企業(yè)”號一直到“哥倫比亞”號、“挑戰(zhàn)者”號、“發(fā)現(xiàn)”號、“亞特蘭蒂斯”號與“奮進”號。
其中，“企業(yè)”號為測試機，從未載人，也未發(fā)射升空。而“挑戰(zhàn)者”號與“哥倫比亞”號，均失事發(fā)生爆炸，釀成悲劇，兩起事故相隔17年時間。
1986年1月28日，“挑戰(zhàn)者”號在執(zhí)行第10次太空任務(wù)時部件失效，升空僅1分多鐘即爆炸解體。2003年2月1日，“哥倫比亞”號航天飛機在得克薩斯州北部上空解體墜毀，7名宇航員全部遇難。兩起事故，共奪去14名宇航員的生命。
1985年服役的“亞特蘭蒂斯”號，在航天數(shù)超過32次，總航程達約1.94億公里。2011年7月21日，“亞特蘭蒂斯”號在肯尼迪中心著陸并退役。此后，作為頭號航天大國的美國就失去了將宇航員送入太空的能力。在這八年多的時間里，美國只能購買俄羅斯的聯(lián)盟號飛船船票，借助這個“老對手”的航天力量把自家宇航員送入太空，借此維持國際空間站的正常運行。
對美國航天而言，靠俄羅斯人載人到空間站一是有求于人，另一個重要原因還是價格太貴。2007年時，俄羅斯聯(lián)盟號飛船的座位單價只要2000萬美元出頭，而到了2018年這個價格已經(jīng)漲到了8100萬美元左右。
于是，美國國家航空航天局（NASA）盯上了商業(yè)公司。2014年9月，NASA正式發(fā)布了商業(yè)乘員運輸能力（CCtCap）的合同，波音公司和SpaceX公司最終獲得了與NASA合作的機會，分別贏得42億美元和26億美元的商業(yè)合同。他們將各自研制一種新型商業(yè)載人飛船，并選用符合載人航天要求的運載火箭，重建美國的載人航天發(fā)射能力。
問題就在于，為什么商業(yè)航空航天公司能率先突破技術(shù)的局限，走在美國載人航天的前端？
政府機構(gòu)主導(dǎo)的科研項目，最大的問題是不可持續(xù)。上面一商量，把經(jīng)費斷掉，整個項目就垮了。而且因為項目沒有通過商業(yè)化的長期迭代發(fā)展，很多零部件成本高，沒有深度優(yōu)化，內(nèi)在脆弱，不可持續(xù)。雖然載人航天技術(shù)看似是一個龐然大物，但其實短期內(nèi)是可以出一些成果的。
大家都知道明代中國的偉大航海壯舉——鄭和下西洋。在明成祖朱棣的引領(lǐng)下，鄭和七下西洋。首次航行始于永樂三年（1405年），而最后因為統(tǒng)治政府“下西洋諸蕃國寶船，悉皆停止”的命令而在1433年突然斷掉。美國的阿波羅計劃和航天飛機計劃的取消，也都符合這種政府項目的特點。
但與政府主導(dǎo)正相反，自下而上的不斷迭代技術(shù)工具，不斷擴張的模式使整個過程自始至終都保持了底層的可持續(xù)性，因此可以用市場的收入來支持進一步發(fā)展。雖然開始起步寒摻卑微，但是內(nèi)力強大，有巨大生命力。
葡萄牙探險者從北非一步步環(huán)繞整個非洲大陸，沿岸建立貿(mào)易據(jù)點 (奴隸，香料，食物，金銀等等的貿(mào)易)，不斷征稅，用利潤再投資不斷改進航海技術(shù)。1488年過好望角，到最后控制南亞印度沿岸，1511年控制馬六甲，1513年 jorge Alvares 首次抵達廣州。
可以說SpaceX的成功離不開這種自下而上的商業(yè)發(fā)展模式。SpaceX成立于2002年，SpaceX成立之初的目標就是把航天發(fā)射的成本降到美國政府經(jīng)營所需費用的十分之一，以及將太空運送物資和人員的風險也同步減少至以往的十分之一。SpaceX開發(fā)了可部分重復(fù)使用的獵鷹1號和獵鷹9號運載火箭，大大降低了運載成本，且同時開發(fā)Dragon系列的航天器已通過獵鷹9號發(fā)射到軌道。
這也正說明了，任何政府主持的宇航探索項目，沒有市場的支持和分攤成本，對于底層的內(nèi)在模式而言，都缺乏真正的競爭力。
二、數(shù)字孿生的強有力支持
自上而下的商業(yè)發(fā)展模式給了SpaceX源源不斷的動力，而數(shù)字孿生技術(shù)卻強有力支持了航空發(fā)展不斷取得新突破。
近幾年，數(shù)字孿生的熱度不斷攀升，頻繁出現(xiàn)在各大峰會論壇的演講主題之中，備受行業(yè)內(nèi)外的關(guān)注。
數(shù)字孿生，顧名思義，就是“數(shù)字雙胞胎”。根據(jù)國際統(tǒng)一的定義，數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應(yīng)的實體裝備的全生命周期過程。 簡單來說，數(shù)字孿生就是在一個設(shè)備或系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造一個數(shù)字版的“克隆體”。
數(shù)字孿生的概念是在2002年由密歇根大學(xué)教授邁克爾·格里夫斯提出的，邁克爾·格里夫斯教授在產(chǎn)品全生命周期管理課程上提出了“與物理產(chǎn)品等價的虛擬數(shù)字化表達”的概念：一個或一組特定裝置的數(shù)字復(fù)制品，能夠抽象表達真實裝置并可以此為基礎(chǔ)進行真實條件或模擬條件下的測試。該概念源于對裝置的信息和數(shù)據(jù)進行更清晰地表達的期望，希望能夠?qū)⑺械男畔⒎旁谝黄疬M行更高層次的分析。
而將這種理念付諸實踐，甚至是早于理念提出的正是美國國家航天局（NASA）的阿波羅項目。在該項目中，NASA 需要制造兩個完全一樣的空間飛行器，留在地球上的飛行器被稱為“孿生體”， 用來反映（或做鏡像）正在執(zhí)行任務(wù)的空間飛行器的狀態(tài)。
2006年12月20日，美國總統(tǒng)布什發(fā)布了Executive Order 13419，要求建立國家級的先進技術(shù)路線圖。2007年12月，《航空技術(shù)研發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施國家計劃》獲批，2008年12月與之相關(guān)的技術(shù)附錄也編制完成。
在這樣的背景下，2010年，已經(jīng)進入奧巴馬時代的NASA和國家研究委員會（NRC）開始籌備為航空領(lǐng)域設(shè)計一個技術(shù)路線圖。NASA組織相關(guān)專家撰寫《NASA空間技術(shù)路線圖》，共涉及14個主題。據(jù)統(tǒng)計，該報告包含140個挑戰(zhàn)、320種技術(shù)，時間跨度為20年，該技術(shù)路線圖一直延續(xù)到2030年。
正是在這次報告14個技術(shù)主題中，TA 11（即Modeling，Simulation，Information Technology & Processing Roadmap）提出大致在2027年實現(xiàn)NASA數(shù)字孿生體規(guī)劃目標。
而大家關(guān)注的SpaceX發(fā)射成功龍飛船正是數(shù)字孿生體的現(xiàn)實運用，從一定意義上看，這也代表了一個新時代的開啟。
馬斯克對于NASA的數(shù)字孿生體2027計劃非常感興趣，他從NASA和美國國防部籠絡(luò)了一批數(shù)字孿生體頂級人才，其中就涉及到Edward Glaessgen，曾多次給SpaceX公司提供咨詢服務(wù)。當然，他自己也親自學(xué)習數(shù)字孿生體相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。馬斯克把數(shù)字孿生體的潛力用到了極點，它充分利用數(shù)據(jù)驅(qū)動的特點，盡量簡化人與設(shè)備的機械交互方式。例如，這次發(fā)射龍飛船，跟飛船中宇航員交互的視頻顯示，內(nèi)部人機交互已經(jīng)采用了觸摸屏方式，這將發(fā)揮數(shù)字孿生制造的潛力，并提高設(shè)備的可用性。
回顧2010年NASA提出數(shù)字孿生體2027計劃，當時考慮的是利用NASA自身官僚體系來完成相關(guān)工作。但金融危機的逐步深化，提出了降低成本的要求，也給馬斯克介入NASA業(yè)務(wù)提供了機會。原計劃需要17年才可以完成的計劃，馬斯克只用了10年時間就完成了，這就是機制變革帶來的奇跡。
三、成功是一個概率事件，而非偶然，絕非偶然
馬斯克和他的Space用18年向我們證明了“成功是一個概率事件，而非偶然，絕非偶然”。有夢想，有毅力，仰望星空，腳踏實地的干不一定會成功。但失去夢想，沒有毅力，不能為夢想而付諸于行動，顯然一定難以實現(xiàn)夢想。
這么多年來，SpaceX在研究火箭的過程中，經(jīng)歷了無數(shù)次爆炸，跌倒后站起來，又繼續(xù)跌倒，無休無止。
2006年，SpaceX的第一枚火箭“獵鷹1號”火箭進行首飛，火箭在升空25秒后失控旋轉(zhuǎn)，墜入海中，發(fā)射失敗。
2007年，“獵鷹1號”再次發(fā)射失敗，未能達到預(yù)定速度。
2008年8月3日，“獵鷹1號”第三次發(fā)射，這次發(fā)射搭載了3顆人造衛(wèi)星和數(shù)百名希望將骨灰撒向太空的航天勇士。然而火箭在升空兩分鐘后開始震顫，繼而與地面失去聯(lián)系。
連續(xù)三次的發(fā)射失敗，給馬斯克和SpaceX帶來了致命的打擊。他的個人財富所剩無幾，僅能夠支撐最后一次發(fā)射。
屋漏偏逢連夜雨，在金融危機的陰霾下，特斯拉瀕臨破產(chǎn)，員工紛紛離職。馬斯克一度精神崩潰，“只有兩三個人留了下來。我沒想過我會精神崩潰，但真的崩潰了。”回憶起2008年，馬斯克說那是他“生命力最灰暗的一年”，“一邊嚼著玻璃，一邊凝視死亡的深淵。”
在第三次發(fā)射失敗后，僅隔一個多月，SpaceX再次發(fā)射“獵鷹1號”，終于成功將首枚非政府火箭送入了太空。
發(fā)射成功后，SpaceX成功接到NASA的訂單，得以存活下去。但是接下來的路卻更難走，即使被淪為笑柄，也沒能阻擋馬斯克的腳步。
直到2016年4月8日，馬斯克的SpaceX迎來命運的轉(zhuǎn)折點。這一天，SpaceX的“獵鷹9”火箭成功在海上著陸。馬斯克對航空事業(yè)的熱愛，全都寫在著陸船名上——“我當然還愛你”（"Of Course I Still Love You "）。
馬斯克一直以來給我們的印象都是一位特立獨行，具有顛覆者意識的創(chuàng)新者。而這次的發(fā)射也令他激動不已，在發(fā)射后的新聞發(fā)布會上，馬斯克說：“我們還沒有停靠（國際空間站），當然我們還需要把他們安全地帶回來。所以還有很多工作要做。但這太不可思議了。我們已經(jīng)為這個目標努力了18年。很難相信這真的發(fā)生了。”“這是一艘由人類為自己制造的飛船，我認為人類應(yīng)該為這一天的到來感到驕傲。”
成功是一個概率事件，而非偶然，絕非偶然，馬斯克如此，人類亦如此。任何成功的背后都有常人難以理解的辛酸與挫折。
