若单以变革的幅度作为标准，民营航天绝对是近年来、全球前沿技术领域最大的几个“赛道”之一。
最明显的证据就是全球民营航天龙头SpaceX的强势崛起，短短几年间就颠覆了世界商业航天的格局，仅仅2018年的数据，SpaceX的发射量就已经占到了全球的超过60%。
民营航天的大规模崛起，并不只是格局改变那么简单，它同时也为“平静”了20多年的人类航天事业注入新的动力。随之而来的是新一波太空开发浪潮，后者蕴含巨大的商机和社会变革前进的潜力。
作为全球航天中的第一梯队势力，中国的民营航天势力自然也不会缺席。
虎嗅前沿技术专栏此前也就中国民营卫星进行过报道，此次我们就来补上民营航天另外一条“主赛道”——运载火箭。
除了“填坑”之外，时间点也是一个重要因素。在经过2017、2018的集体“亮相”和“发声”之后，中国民营火箭公司在2019年反而进入了“平静期”。但这种平静并非其他创业热点的“沉寂”，而是火箭本身周期更长、里程碑事件之间间隔本身比较长的表现。
事实上，平静之下整个行业都在“酝酿”， 目标都一样——“成为第一家迈向正轨的中国民营火箭公司”。按照我个人的乐观估计，这个关键的转折点，要么出现在2020年，最迟也不会超过2021年。
这也是为什么我选择在这时候重新来写民营火箭，一是需要从更长的时间维度分析世界民营航天领先势力的核心；二来需要对中国民营火箭的“过去”作个告别；最后一点是对未来中国民营火箭的竞争格局进行分析和预测。再不写，就晚了。
再直白点说，你在接下来几篇文章中能够看到以下内容：
SpaceX的真正灵魂、与传统航天业相比的突破是什么？
民营火箭能走的路是什么？又是怎么走出来的？
为什么说中国的民营航天公司之前在荒废时光？背后有什么故事？
各家中国民营航天公司之间的现状如何？未来竞走向会如何？
接下来，就让我们进入第一部分。
美国传统航天势力如何走向“泥潭”？
你在亚马逊中还能找到“XXX isn‘t rocket science’”为标题的书，基本跟中文的“从入门到放弃”一个意思
美式英语中有个句式：“XXX isn‘t rocket science’”，它并不是字对字翻译“XXX不是火箭科学”的意思，而是指“XXX”这件事并不复杂。这种由来已久的用法，其实反映出了人们以往‘根深蒂固’的认识——火箭就是彻底的高科技产物。
事实上，同样的认识不仅仅存在于美国，全球范围都一样。因为对于现今世界的几大航天强国而言，基本上各个国家都进行了异常艰苦的基础探索，并且在付出大量金钱、时间、乃至生命为代价之后才取得今日的成果。
数十年间由国家主导的航天业发展，必然会形成“惯性”。各国“惯性”的状况并不相同，其中尤以美国的情况最为“糟糕”。
从产业结构的角度来看，从上世纪60年代将人类送上月球起至今，美国的航天系统变化并不大。美国国家航空航天局（NASA）负责推进整体的航天项目和计划，但绝大部分实际任务，都会交给美国民间的一众航天技术公司，如波音、洛克希德马丁等等。
这种汇聚民间智慧的做法，以及背后一整套的工程管理制度，曾使得美国最终赢下了太空竞赛，但随着时间的推移，这种做法却成为了影响美国航天业发展的最大障碍。
最典型的项目案例，就是“SLS火箭（Space Launch System）”。
SLS火箭（Space Launch System）
该项目由NASA主导的，希望能够利用部分航天飞机时代遗留的技术积累，直接打造出一款超重型运载火箭，为美国未来在宇宙中的一系列探索贡献力量。就是这样一个极具意义的项目，从2011年项目启动到2018年，已经烧掉了足足150亿美元的预算（考虑通货膨胀之后的数字）。
与已经烧掉的庞大数字相比，项目的实际进展可谓令人担忧，火箭的固体燃料助推器基本已经就绪，但火箭主体的交付时间被主承包商波音一拖再拖，和进度一样令人担忧的还有整个项目的预算情况。
2019年3月，特朗普还给包括这个项目在内的数个计划又增加了16亿美元的预算。但是根据2018年底NASA的估算，未来4年（2019-2023）这个火箭还需要烧掉20多亿美元。
根据NASA自己在2011年的估算，这个项目最终可能要花掉410亿美元，包括相应的研发工作和4次火箭发射花费。即便按照这个没有上涨的数字计算，单次发射的成本仍然高达100亿美元。
有“热心的”美国网友专门做了个对比，同样是按照官方的数字计算，一枚SLS火箭的成本，已经足够换来156枚SpaceX Falcon 9火箭。如果再结合两者官方的运输能力指标，你还能进一步计算得到一个结果：这156枚Falcon 9火箭可以将超过3500吨的货物送入近地轨道（LEO），大约是前者的37.4倍。
一个SLS火箭的花费等于156枚Falcon 9
单从数字看，决定造SLS火箭的人真的是傻子。
事实上，不少美国人也知道自己傻。从2011年到2013年间，不断有航天业内人士呼吁取消SLS火箭的开发计划。到了2014年之后，基本也就没有人再专门旗帜鲜明地抗议这件事了，因为这个火箭已经成为了“取消不掉”的项目。
一来主要负责打造这枚火箭的波音公司，在美国社会中经济和政治影响力巨大；二来这个项目仅仅是前三年已经投入了44亿美元，此时取消计划，意味着前面的投资全部打水漂。于是乎，“短痛”慢慢也就拖成了“长痛”。
那为什么这个项目会严重超支成这种状态呢？
影响的因素着实不少，但核心的只有一个——美国传统航天巨头们压根不在乎“省钱”这件事，大部分航天项目中的成本控制都做的非常马虎。因为这些传统航天巨头从来都不自己“兜底”，项目时间和资金需求上涨的风险，完全落在了组织推进项目的政府身上。这种模式被形象地称为“Cost-plus（成本提升）”。
上世纪70年代能拿出这样的大火箭，堆钱还是很管用
这种模式传承自人类航天开发最早期，尤其是美苏太空竞赛那一段时期。核心原则是减少航天企业的风险，将其转嫁到实际受益的政府、或者最终受益的纳税人身上。在上世纪60年代开启的太空开发浪潮中，这种模式起到了不小的作用。
随着时间的迁移，航天业其实也在不断变化，就以太空探索的失败率来说，其实已经小了许多。可尝过探索前沿科技，还不用承担商业风险的甜头之后，怎么可能会有人轻易放弃呢。再加上几十年的发展过程中，传统航天巨头因为自身在航天事业、军事领域的垄断地位，跟政府组织的关系早就变成了“左右手”。
这种模式花费过多，早已成为共识，可随着人类信息化程度的不断推进，太空这个的信息节点的优势日益明显。虽说整体应用价值不是由传统航天巨头一己之力创造，但在“总账”算下来依旧划算的前提下，这一“有明显缺陷”的模式也就被延续了下来，毕竟它能运行。
同样的现象在美国多个国家主导领域都有体现，例如准入门槛更高的军事装备制造。你不可以说这种模式错误，但它所奉行的逻辑中，的确没有什么商业化的影子。相应的，商业化原则内在、关键的“择优”也一并缺位，进而对传统航天的公司战略、项目计划，乃至具体技术应用等多个层次产生了重大的影响。
既然不是最优，自然就可以被超越和取代。
SpaceX的“魔术”从何而来？
SpaceX的“魔术”奥秘总结起来，其实就是这家公司实现了“择优”。最核心的做法就是从一开始就让SpaceX以完全商业化的思路来发展。
早期包括Falcon 1火箭、第一代“梅林”发动机的研发都是Elon Musk利用有限的自有和创投投资完成的。即便后来跟NASA签订了“半资助”的商业合同，后续Falcon 9系列火箭依旧使用完全商业化的思路来打造。
光有决心还不行，另外两个重要特质也很重要：第一点在于Elon Musk这个人以及他的行事作风，作为一名从互联网跨界而来的创业者，Elon Musk对于航天业来说绝对是“野蛮人”，这从根源上让SpaceX抛掉了很多传统航天的束缚。但偏偏Elon Musk又是一个对于前沿技术“理解和预判”能力特别强的人，不按“套路”偏偏又懂“章法”。
第二点是美国航天业深厚的民营公司积累，在一般人的观念里，美国的航天圣地是佛罗里达的肯尼迪航天中心，但很多人不知道的是，SpaceX现在总部所在的洛杉矶，其实是美国航天业的另外一个重镇，洛克达因、TRW这样的民营火箭发动机公司，总部同样位于这里。而且就在SpaceX刚启动的2002年前后，当地的航天公司因为行业不景气，还开掉了相当数量的技术员工。
这些不同形成了SpaceX数个与传统航天迥然不同的实际表现：
传统航天压根不愿意提的冒风险、商业化考量，被SpaceX刻在脑门上；
传统航天从来不鼓励的迭代升级和创新突破，被SpaceX全面贯彻实施；
光看总结肯定还是比较虚，我们其实可以从具体事例来看看。
火箭上需要把手，SpaceX就找来浴室用的把手进行改造，但这一个部件，就能省去1500美元。宇航员在载人舱中需要系安全带，传统的太空安全带动辄上千上万美元，SpaceX工程师则直接找来了赛车用的高等级安全带，不仅安全性优秀，就连佩戴的舒适度都比传统天空安全带高一截。
另外一个有趣的事例是Falcon系列所使用的火箭，通常而言火箭都会采用一整套专用的计算机（利用昂贵的可编程芯片和专用的代码来实现），从便于底层硬件开发的芯片，再到专门为复杂的火箭系统、糟糕的计算机工作环境所制定的软件代码。专用的代价，就是成本极为高昂，传统航天公司甚至会为了几台计算机花上数百万美元。
而到了SpaceX这里，思路一下子就“转变”了，他们的计算机所使用的都是改进之后的普通民用组件，就例如英特尔的X86处理器，以及运行在处理器之上的Linux系统。只不过，通过专门设计制造的笨拙传统方式，被直接替换为了一套简单的冗余对比机制：在原来每一台电脑的位置上，SpaceX都放上了3套民用计算机，3台计算机之间会不断持续纠错，最大程度保证最终输出结果的准确性。
值得一提的是，因为运用了最常见的处理器架构和系统，让SpaceX的计算机开发成本也获得了大幅降低。与传统的航天计算机方案相比，解决的成本达到数千倍。
大胆采用其他已经采用大规模工业生产的零部件来降低成本之余，SpaceX也在节省成本上“花了”不少钱。例如SpaceX自己早早就花1000万美元建立了一个顶级的内部机械加工车间。通过这个车间，一个外部供应商要卖2.5万美元的阀门，SpaceX只需要花1.1万美元就能造出来，同时既不需要复杂的沟通过程也不需要等待生产排期，时间瞬间省下不少。
正如我们上文提到的，SpaceX中有很多传统航天巨头中出来的人才，其中最顶尖的就包括目前SpaceX的COO Gwynne Shotwell ，以及SpaceX的火箭发动机总工程师Tom Mueller。前者曾在传统民营航天公司工作了十多年，后者也曾为民营火箭发动机公司工作过15年。在任职SpaceX之后，两人都曾接受过外界的采访，他们所提到的传统航天运作方式细节十分有趣。
在Gwynne Shotwell任职传统航天公司Aerospace期间，曾经目睹了有底层员工为公司着想提出解决成本方案的事例，平心而论那个方案的确十分优秀，因为在节约钱的同时并没有相应增加风险因素。但事情的结局令人大吃一惊，这家公司反倒是直接开除了这名提出省钱方案的工程师，并且给他冠上了没有专注分内工作的罪状。
Tom Mueller的经历则要更加绝望一些，他在TRW期间就曾领导过火箭发动机的开发工作，其中一个项目进展了5年之久，但其实早在这个项目进展了大约2年的时候，因为NASA对于整体计划进行了调整，这个项目的研发已经注定没有前景。但公司并没有选择取消掉整个项目，而是要求Tom Mueller在内的组员们持续做下去，同时还通过各种手段将这个项目描绘成备用项目。 结果，这个项目后续又“存在”了3年，只不过后3年的材料、人员成本，所对应的公司利润再次转嫁给了政府。
SpaceX每次都会由自己的员工主持发射过程直播，成功之后一大群员工发自心底的自豪与喜悦也是常见画面
传统航天的“糟糕”经历，也给了这些SpaceX员工满满的动力，正如Gwynne Shotwell自己所说：“在进入航天事业之后，我发现这个行业亟需调整，对于我个人而言也太缓慢而乏味了。所以其实在进入SpaceX之后，我已经下定主意，将这份工作看做我在航天业的最后一次机会。”
如果说Falcon 1和Falcon 9一直被视为SpaceX的“象征”，那么驱动整个Falcon系列火箭的“Merlin（梅林）”火箭发动机，绝对可以称得上SpaceX的“灵魂”。
作为推动火箭“上天”的原动力，火箭发动机的燃料和技术细节在长期发展中形成了许多不同的方案，出于成本的核心考虑，SpaceX一下子就给“梅林”发动机做了三个基础定性：发动机推力不做太大（大致定位数十吨级）、采用煤油液氧发动机（燃料制造、存储、使用相对便宜）、发动机构型采用开式循环（发动机的关键技术方案，相比另外一种选择更便宜）。
事实上，SpaceX所选择的这一类火箭发动机恰恰是美国所不“擅长”的，反倒是俄罗斯技术实力最强的领域。一是因为早在苏联时期，煤油液氧发动机就已经走向炉火纯青，二是因为美国自身的航天业因为“Cost-plus”的模式，要么选择直接向俄罗斯购买成熟发动机，要么跑去做技术含量更高、更贵的液氢液氧发动机去了。
若以20世纪70年代，也就是前苏联液氧煤油火箭发动机的黄金时期计算，SpaceX实际上炒了足足20多年前的冷饭。但可以肯定的是，不会有人想到“梅林”发动机在短短的几年内迭代出了4个型号、小版本多达8个，最新的“梅林1D”更是成为了全球最先进的液氧煤油火箭发动机之一。
我们可以以两个关键的火箭发动机参数：比冲（Isp）、推力，来衡量一下。
这两个参数我们也简单介绍一下，第一个“比冲”实际上是火箭发动机单位时间内将物质喷射出去的能力，也就是火箭发动机的综合动力表现，数字越高越好；第二个“推力”则是火箭发动机的推力和自身重量之比，数字同样是越高越好。
在这两个数字上，“梅林”系列发动机的比冲值，已经从最早“1A”版本的253.7s，提升到了“1D++”的290s，数值已经非常接近俄罗斯花费数十年优化升级得到的RD-108A液氧没有发动机。推力在最新款的“梅林1D++”上已经超越了100吨。如果结合发动机的重量来计算推重比，你会发现最新款梅林就是人类有史以来推重比最高的火箭发动机。
这种持续“进化”的能力，显然与上面提到的、SpaceX广泛吸纳、活用民营航天人才相关。但这也同时反映出了火箭公司使用自研发动机的核心优势，发动机丝毫不用担心火箭的其他部分拖后腿，而放慢自我升级研发的脚步，大大加快SpaceX火箭能力的提升速度。
总结：抛开技术，SpaceX有什么必须学习的？
SpaceX作为先行者，在整个行业都在高呼不可能的时候，自己“趟”出了一条成体系的民营低成本火箭之路。不仅仅证明了民营火箭商业化的可能性，同时也证明了商业化本身的巨大威力。
当然，通往罗马的路永远不止一条，尽管SpaceX的民营火箭水准已经称得上冠绝全球，但庞大的运载火箭市场，永远都有追赶的机会。最终的PK，很可能将会在技术层面展开，可SpaceX的几点内在特性，其实是值得全球民营火箭公司一起来学习的：
民营火箭公司必须彻底商业化
商业化是民营航天公司的先天优势，它不仅仅体现在“成本控制”上，在促使做出更好的战略、技术选择的同时，也是一种根源性的“挑战”，民营火箭公司必须“由奢入俭”，从以往的无须顾虑走向精打细算。这种“先破后立”、强迫自己“择优”的做法是民营火箭公司必须优先做到的基础。
创新和风险是民营火箭公司必须做的事情
传统航天成败都是因为“墨守成规”，对于一开始就决定走商业化路径的民营火箭公司而言，不仅仅要自己跑通，同时还要预见到商业化之后整个运载火箭市场即将到来的行业竞争。在多维度的竞赛中，只有不断的创新，才能保持自己的优势。创新同时带来的风险，自然也需要一并接受。
优秀的航天人才对于民营火箭公司尤为重
航天作为一个探索了数十年的行业，其实累积了大量的专家，在传统的体制下，这些专家往往不能发挥出自己最大的能力。民营火箭公司想要自身技术强劲，就必须借助他们的力量。
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