抢占太空轨道的极客火箭

　　抢占太空轨道的极客火箭

　　NASA现在不得不承认，自己未来的目标应该集中在远地行星的无人探索上，而把近地行星探索和低轨道飞行等任务交给私人商业公司，这与马斯克叫嚣的“要做航天领域中的Google或丰田汽车，廉价、可靠、机动灵活”的主张不谋而合。

　　记者◎朱步冲 董璐

　　2006年11月13日，美国得克萨斯的范霍恩，这个位于沙漠中央小城的清晨，近百名大人和小孩围在一个农场的“大谷仓”边，撑着帐篷、燃着篝火，咖啡煮着，面包烤着，被防护栏围起来的地方还有一个活动的充气城堡，很像在举行大型家族聚会。一个有4条纺锤状金属长腿的圆锥体从谷仓里被推出来，在一个平台上开始吊装，曙光初现时，它被安装好了。太阳升起时这个大家伙在浓浓的烟雾中垂直升空了80米后又垂直落地，整个过程持续近1分钟。一个戴蓝色棒球帽、身穿黄色外套的中年男人，拎过一瓶香槟想打开来庆祝，结果，瓶塞弄断了。

　　这个中年男人就是杰夫·贝索斯、亚马逊的创始人兼CEO。他弄断瓶塞的时刻，是他少时就拥有的太空梦的起步。这个他在2005年掏出1300万美元买下、又拿出800万美元整修的10公顷农场上，有他从2000年就投资建立的太空科研公司“蓝色起源”和私人火箭发射降落场，刚刚进行的就是新谢帕德(NewShepard)项目的第一阶段运载工具试验。Shepard得名于1961年首位进行太空亚轨道飞行的美国人艾伦·谢帕德，那个有4条腿的圆锥体飞船以美国火箭工程学先驱戈达德(Goddard)命名。

　　贝索斯说，“我们正在耐心地、一步一步地工作，以降低飞行费用，使人们有能力支付，使人类能更好地继续探索太阳系”。他下一步计划是开发载人航天器，能进入96公里高的太空飞行10分钟，蓝色起源的终极目标则是“新谢帕德”，可以垂直发射和着陆、并能携带数名宇航员进入太空进行亚轨道飞行的太空船。

　　然而太空旅游业也不是他的最后目标，太空移民才是他的人生梦想。他对太空业的浓厚兴趣，早在少年时代就已显露。在1982年从迈阿密的Palmetto高中毕业时，他在演讲中强调了“太空移民”的必要性，此前他因为写一篇《零重力对家庭苍蝇年老率的影响》的论文，还获得了美国太空总署的参观邀请。更小时候，他不仅收集有关太空飞船的海报，还把自己的狗以《星空奇遇记》中一位主人公的名字命名为“卡马拉”。“这既是我的个人兴趣，也是我的事业。这是一个令人激动的领域，我从5岁的时候就对火箭产生了强烈的兴趣，是火箭选择了我，现在我有能力去完成这个事情。”贝索斯毫不避讳地表达他对太空事业的期望。

　　可以预见的是，太空轨道将变得拥挤不堪。2004年6月，由保罗·艾伦资助“飞船1号”进入亚太空轨道成功返航后，来自太空政策研究所的约翰·罗斯顿蔑视地称它为小儿科学:“这只是有钱人在烧钱玩‘笨猪跳’而已。”不过垄断美国航天业近半个世纪的美国国家航空和航天局(NASA)面临严重的经费短缺问题，为摆脱经济困境，它已经与一些企业签署技术共享协议，联手合作。贝索斯的“戈达德号”得以升空，就有赖NASA的放行。

　　3月21日，PayPal创始人埃隆·马斯克投资的“福尔肯1号”在南太平洋升空，发射费用仅有700万美元左右，而NASA每个太空任务都需耗资5亿美元。除了埃隆·马斯克，英国维珍公司创始人理查德·布朗森、拉斯韦加斯酒店业大亨罗伯特·本杰罗、世界电子游戏大亨约翰·卡马克和微软公司合伙人保罗·艾伦等企业大亨都对太空轨道窥视已久。

　　在资本可以作用的太空业，贝索斯谨慎地表达他的信心。他不仅亲自将“戈达德”发射的图片和视频传到蓝色起源的网站上，还亲自撰写招募启事，但在本刊记者的采访中，他称自己“还是将中心放在亚马逊身上，蓝色起源已经找到合适的团队管理，只有在必要的时候才会参加项目讨论”。

　　7月26日，私人太空探险迎来了它短暂历史上第一次悲壮的挫败——一场爆炸发生在当年凭借大名鼎鼎的“飞船1号”夺取X大奖、坐落在加州莫哈维沙漠中的ScaledComposites公司车间里，3名技术工人遇难，3名重伤。无疑，这场意外中受打击最大的，就是大名鼎鼎的太空牛仔伯特·鲁坦和维珍公司总裁、极客大亨理查德·布朗森，前者是公司的首席执行官兼工程师，后者则是ScaledComposites的大客户，事故发生时，技术人员正在为他的商业低轨道太空旅游计划“银河”飞船原型测试发动机燃料传输装置。

　　人们将这次爆炸事件与发生在1967年1月的“阿波罗1号”飞船事故相联系。在私人太空探险史上，艾瑞克·布莱克威尔等3人，将无疑会和维吉尔·伊万·格里森等3名美国宇航员一样，成为载入史册的英雄人物。

　　如今，南加州和新墨西哥州几乎要成为私人太空探索业的硅谷或者卡纳维拉尔角，这里聚集了无数企图抢在布朗森之前首先冲出大气层的家伙。“蓝色起源”将在明年发射自己设计的宇宙飞船“新谢帕德号”，连锁酒店业大亨罗伯特·比奇洛，他于去年发射了自己的充气式微型太空站“起源1号”，并打算最早在2010年将成熟的“起源”太空站作为首家私人太空旅馆开张。

　　在这些极客大亨中，最接近成功的就是“太空探索科技公司”(SpaceX)的拥有者埃隆·马斯克，和保罗·艾伦一样，马斯克的财富也大多来自互联网经济的第一次热潮，他创立的两家公司2和PayPal，分别在1999年和2002年以3亿美元和15亿美元的价格被康柏和eBay收购。早期极客运动追求“更快，更便捷，更廉价”技术的特征在马斯克的太空探险中也表露无遗，虽然已经投入了2500万美元，位于南加州埃尔赛刚多市郊的“太空探索公司”仅仅包括一个带空调的机库、修理库和一列两节车厢、同时充当发射指挥中心加员工宿舍的拖车。至于发射场地，只是一块方圆半英里的水泥平面，位于马绍尔群岛中一座不起眼的小珊瑚岛奥姆莱克上，导航中心则设在距离奥姆莱克岛22英里之外的夸贾林环礁。

　　然而这些简陋的设备掩盖不了马斯克的雄心，与布朗森不同，他不满足于仅在60英里高度的近地轨道上走马观花地兜一圈，而瞄准了具备中途补给能力、能够飞往国际太空站的大型载人太空飞船。尽管现在只有8个国家和欧盟太空署具备这样的能力，但马斯克坚持认为，自己的“猎鹰系列”飞船能够达到这一高度，按照他的说法，如果“飞船1号”相当于莱特兄弟的“飞行者1号”，那么“猎鹰1号”就是理查德·伯德那架飞越北极的“福特3”引擎飞机。在马斯克周围，也聚集了一批被他的极客理想打动、甘心放弃高薪和稳妥的跨国企业职位的技术精英:汤姆·穆勒是原伍尔德里奇公司火箭发动机设计专家，提姆·巴萨则来自波音公司，他是拥有15年波音公司履历的火箭综合设计专家。

　　早在去年3月，“猎鹰1号”火箭就进行了第一次试验发射，然而，升空36秒后，一切信号、图像都从控制室的电脑屏幕上消失了。事故原因很简单，一颗燃料泵上的铝制螺母发生了故障:前一天在最后的发射前检查中，工程人员曾把它松开过，又忘记旋紧，最终使它在太平洋潮湿、盐度浓重的空气里锈蚀了。

　　马斯克、穆勒和巴萨并没有泄气，他们修改了电脑最后的自动发射控制程序，使得火箭整个系统的800个参数，从燃料箱压强到温度，只要一个出了故障，发射就自动终止。最终在今年4月的第2次试验发射中，“猎鹰2号”成功地抵达了近地轨道，持续飞行了11分11秒。按照计划，到2009年，马斯克的公司将每年生产30到40部火箭发动机，即使猎鹰飞船的发射被迫推迟，“太空探索科技”也能从这项业务中赢利。“2010年，NASA决定将航天飞机退役，而取代它们的新一代太空飞船‘猎户星’最早也要在2015年投入使用，在这5年内，SpaceX的‘猎鹰9号’将是太空中唯一的美国载人航天器。”马斯克对自己的计划很有信心。

　　《连线》杂志专栏作家格里格·因斯特布鲁克在评论文章《NASA是如何将事情搞砸的》中说，NASA已经彻底陷入愚蠢与不可救药之中，他们未来的目标是维持一个没头没脑的登月计划，继续用高利润合同把几十家航天技术承包商养起来，然后才是推进人类对于宇宙空间的了解和探索。“阿波罗登月计划”花费了大约1500亿美元，30万名专家和工人，即便是相对廉价的航天飞机，每次飞行的花费也是10亿美元，以及5万人之众的地勤维护人员。他们情愿每年花60亿美元，让宇航员在太空站中无所事事，互相测血压，也不愿意继续维持唯一一颗能够提供全球土地湿度情报的卫星——Hydros。

　　在最近10年中，全球太空发射次数上升到了900次，几乎是比前一个10年期翻了一番，增长大部分来自私人企业。尽管如此，被技术狂人们奉为金科玉律的摩尔定律却在太空探险中不起作用，半个世纪以来，将任何一磅物质送入近地轨道的费用始终是1万美元左右，即便是在私人太空探索企业的操作下，这个数字在未来10年内仅仅会降低大约40%。更紧迫的是，除了少数极客大亨的热情和私人投资，传统大型金融企业对这个项目仍然持观望态度，因为这项“世界上最为昂贵的过山车游戏”既缺乏行业规范，也看不到稳定的赢利模式，正如一句流行在莫哈维沙漠中的笑话:“如何当个商业航天百万大亨？很简单，先当上大亨，再进这一行。”

　　不过，无论是马斯克还是布朗森，都坚持认为，人类自身对于太空的好奇心，最终能保证计划成功，正如IT行业在硅谷从高度军用型政府投资项目变成了无所不能的私人商业投资项目一样。在他们浸淫其中的60年代嬉皮士技术文化里，从“星际迷航”到“2010漫游太空奥德赛”，太空狂想从来都是一个永不过时的主题。自从1961年，阿兰·谢帕德进入太空以来，只有不到500人曾有机会走出大气层。理查德·布朗森则认为，2009年“维珍银河太空旅游”开张的第一个年头，所招揽的客户就能突破这个数字，迄今为止，已经有大约100人在“银河”即将发射的亚地轨道飞船上预订了座位，甚至包括哈里王子和饱受卢伽雷氏病困扰的量子力学大师史蒂芬·霍金。为了显示吃螃蟹的决心和信心，布朗森宣称自己、连同自己两个孩子和加起来179岁的父母将是“银河”飞船首航的第一批旅客。-

　　孤独的火箭手和DIY遗产

　　工业流水线和无孔不入的商业推广，从侧面也在扼杀车库精神和DIY的酝酿。

　　◎尚进 段然

　　5999元已经成为廉价品牌笔记本的标准价格，双通道遥控直升机拆开包装就可以是汽车后备箱中的玩物。Do It Yourself，这句被简化为DIY的自造精神，现在变得弥足珍贵了，只有上岁数的老电脑狂才热衷自己购买零件组装电脑，而航模传统早已经被高档模型玩具成品所替代。

　　已经没有多少人再迷恋车库精神了，尽管Google接过了惠普的接力棒，从车库走向了纳斯达克，但更多眼睛热衷的是500美元一股的股票，而不是车库精神的创造核心。年轻人把自己的更多精力放在网络游戏和MySpace这类个人网络空间上，以往传统意义上的科学少年不再是受到追捧的偶像。工业流水线和无孔不入的商业推广，从侧面也在扼杀车库精神和DIY的酝酿，从钛金属螺丝零件到可编程控制器，从激光频率扫描器到挥发性燃料，eBay让那些10年前私人根本无法买到的零件，彻底成为全球快递业务的一部分。这将创造性DIY的门槛抬高了，简单的拼装组合不具有独特性，每个人都可以利用模块化的工具，以及网络上下载来的图纸，需要的仅仅是耐心组装。

　　王俊龙在采访中多次提到自己很“孤独”。在大学期间他也曾有过参加学校火箭协会和别人一起玩火箭的打算，但当他发现他们火箭的发动机“竟然是套件”的时候，他放弃了。王俊龙当时想的是“我要做的不是火箭玩具，而是真正的小火箭”。王俊龙初二开始接触模型火箭，一做就是10年。用他的话说，他的火箭生涯分3个阶段:“我用了4年研究火箭的飞行问题;我又用了4年研究火箭的飞行高度和载荷问题;到去年，我终于进入了自己模型火箭生涯的第三个阶段，开始研究火箭电子方面的问题了，现在才真正到了模型火箭的最高境界。”

　　目前，王俊龙正有一个大计划——他希望在今年的10月份做出一个“让人震惊的大火箭”。在他给自己这个计划制定的日程表上，密密麻麻填写着进度安排:9月开始试验并确定发动机外壳材料;10天之后确定其他部分材料;10月15日之前，完成发动机的气动外形，同时进行地面试验，绘制火箭飞行曲线图;10月底之前，确定降落伞，控制装置、电子装置以及舵装置。“我的火箭是这样的。”王俊龙闭着眼睛，描述着他已经经过无数次模拟数据测试的火箭的样子，“它是个多级火箭，身高2米左右，飞行高度大约5公里。对于火箭推进剂的研究，王俊龙是个不折不扣的“狂徒”，他能够轻松制造出违禁的火箭燃料“双基推进剂”，他也会把KNDX等N种可行的火箭推进剂配方和具体制作方法在论坛上公之于众，因为在他看来推进剂对于模型火箭“至关重要”。有一段时间，王俊龙爱用氯酸钾和有机物混合制作模型火箭推进剂，这种推进剂很不稳定，当气压比较高的时候会产生爆炸，“有一次我还没点火就爆炸了，好在我已经走到了7米以外的安全发射距离上，但即便是这样我的胸口好像还重重地挨了一下，眼前发黑差点摔倒”。

　　对火箭越痴迷，王俊龙反而觉得越孤独。“我不是个爱扎堆的人，有什么事就爱自己想，自己做，我总是独来独往。”他仅有的几个志同道合的“火箭友”分散在全国各地，他们从不见面，只是定期通过一个论坛将自己新近遇到的问题拿上来讨论解决。“由于火箭模型对各方面的知识要求都很高，所以现在即使是有钱人也很少有对火箭感兴趣的，他们宁可投入大量的钱在飞机模型或者赛车模型上，所以中国复杂结构的模型火箭爱好者数量少得可怜。”他说他会在那个火箭发射成功的第一时间，把自己的设计方案和细节贴上论坛，“我不想做一个孤独的火箭手，我只想多做点事，让我和我的火箭战友们能在这条路上走得更远”。

　　2003年，新西兰人布鲁斯·辛普森自造巡航导弹的时候，“9·11”之后的媒体都拿他做报道，试图通过布鲁斯·辛普森的自造巡航导弹，来暗示拉登也可以通过互联网买到图纸和材料。然而，并没有多少人意识到一场更普及的全民DIY可能。车库精神与DIY遗产已经成为全球化的一种潮流，但有限的物质财力和管制主义的盛行，让挑战自造飞行器的技术起点有了天上地下的区别。当十几架航天器从硅谷极客手中放飞的时候，中国极客们似乎还在为囊中羞涩发愁，受制于500米高度以上的飞行管制，以及发动机材料的短缺，中国民间私人航天的热衷者们，依旧仅仅是在设计超大号“蹿天猴”。

　　表面上看，DIY的难度系数一夜之间被抬高了。但对那些外国富豪来说，太空飞行的基础理论和材料都是现成的，大量的基础事务已经被NASA解决，需要的仅仅是重新设计和编排组合。这些热衷私人航天的极客们不仅是为了追求技术上的刺激，商业上的野心无时不在。然而，随身听设计者高静雄最初行动的那一刻，只有一个简单想法，那就是给录音机减肥。

　　无疑，富翁们DIY火箭是一件很酷的事情，但如果把DIY精神和金钱的力量等同起来却是一个误解，人们仰视金钱，也仰视金钱能够做到的许多“酷”事情，他们不再相信，一个中国的孤独的火箭爱好者，和埃隆·马斯克、贝索斯等人在精神上是平等的。抱此想法的人越多，DIY的精神遗产就越会被稀释。-

　　“北航1号”

　　——火箭制造的校园纪念

　　记者◎朱步冲 摄影◎蔡小川

　　表面上，王文龙是个标准的理科“宅男”，他的话不多，在回答问题之前总要屏气凝神地思考一下。这已经是他在北航实验室里度过的第2个暑假。“没办法，要帮导师做项目。”在谈到那枚让他、朱浩、杨勇等14个北航宇航学院本科生闻名全国的“北航1号”火箭时，他也没有表露出太明显的兴奋。和大多数男生一样，王文龙从初中开始就是一个军事爱好者，看《世界军事》和《舰船知识》，然后在高考填报志愿的时候把兴趣放在了第一位，因为“看到火箭、飞机、导弹就有一种莫名的兴奋”。

　　与彭浩翔《AV》中的家乐、安仔、杰森一样，2006年10月，王文龙等几个已经“保研”的同学在导师蔡国飚主讲的“固体火箭发动机设计”课上决定，在最后一个学期里做点什么，当作纪念。“当时老师就把任务布置下来，由朱浩牵头，把火箭总体设计、火箭控制、火箭发动机3个专业的同学组织起来，报名参加的有14个人。”

　　本着“动力先行”的设计原则，王文龙和其他4个同学首先动手，开始发动机的设计:“美国人马斯克、鲁坦的火箭属于液体火箭，虽然工作时间长，但是结构复杂，燃料灌注，保存都需要复杂的后勤设备，费用比较高，我们的‘北航1号’属于固体火箭，使用HTPB推进剂，工作时间比较短，但推力大，维护方便。”两个月后，5个人年轻气盛地拿出了从单级到多级火箭的3个不同方案，满怀希望地前往呼和浩特，请内蒙古航天机电集团六院的专家评估论证。“结果让人有点沮丧。”王文龙回忆说，“3个方案都不可行，利用的许多技术都还处于论证阶段，比如企图采用提高燃速、降低压强指数衰的金属催化剂，最后修改了五六次，定了一个最成熟、实用的方案。”

　　当5月进行第一次发动机地面点火试验时，喷管又出了问题，“整个发动机在工作室里立刻就烧毁了，大家当时情绪都降到了最低点，负责设计喷管的张莘艾都快哭了”。在事后的调查分析中发现，是喷管本身的质量问题，与设计无关。接下来的时间里，王文龙和他的同学不得不在每一个细节上把理想和草图变成现实，尽管常常要打折扣:“当时我们想搭载小白鼠上天，但是通过实践发现，我们的理论储备根本达不到。”

　　2006年10月底，历尽周折的“北航1号”在呼和浩特市进行全箭试总装，“大家每天都只睡五六个小时，就是怕最后关头出现什么漏洞”。11月1日早晨8点，王文龙和其他9名同学终于站到了甘肃酒泉卫星发射中心的发射场上。控制组的杨勇和薛松柏在火箭上架后，拿着自制的线路板插入火箭接口，进行了对控制电路的最后检查。“三枚火箭的发射时间之所以间隔很长，是因为我们调整了后两枚的发射仰角。”王文龙对我们解释说，“调高一点，升空高度就理想，但是一旦出现问题，就对发射场的安全威胁比较大，第一枚的发射角度就是67度，成功以后，我们就调高了后两枚的角度。实际高度达到了1.2万米”。当然，成功背后也有小小的遗憾，由于电路过载太大，使得“北航2号”搭载的总重25公斤的空气测量仪器附加的降落伞没有打开，没有完成顺利回收。

　　现在，“北航1号”的同级模型和残骸已经安静地躺在北航新主楼的展览室内，14个志同道合的火箭少年也各奔西东，但是它所体现的某种精神已经在宇航学院内部驻留下来，王文龙告诉我们，自制火箭已经成为学院同学内部的保留课题，新一届毕业生正在设计固液混合动力、规模更为庞大的“北航2号”。无疑，在他们眼里，自制火箭已经超越了满足好奇、设计实践的单纯意义。在拍照时，我们选择了校园里一座酷似火箭腾空的雕塑，在按下快门的一瞬间，王文龙的表情变得自信而凝重，仿佛在用眼睛寻找天空中某个不可预知的角落。