引言：有人評價伊隆·馬斯克(Elon Musk)是繼喬布斯之后當代最偉大的企業(yè)家，在馬斯克創(chuàng)立的多個企業(yè)中，SpaceX毫無疑問是王冠上最璀璨的鉆石，其讓人類成為多行星文明的企業(yè)愿景，也使得SpaceX成為了全美畢業(yè)生最想進入的企業(yè)，沒有之一。相比其他國家級航天機構，以及后來的其他商業(yè)航天機構，SpaceX的制勝之道究竟是什么？

圖 | 馬斯克在演講中展示“殖民火星計劃”的火星基地α（Mars Base Alpha）

比節(jié)日煙花更頻繁的發(fā)射次數

SpaceX的發(fā)射有多頻繁？2020年，SpaceX共發(fā)射火箭26次，成功26次，從發(fā)射總量而言，占全球商業(yè)航天的70%。

數據來源：航天愛好者網

不過相比發(fā)射數量而言，更讓人震驚的是，2020年SpaceX的發(fā)射全部使用的“獵鷹-9”火箭（Falcon 9）。

圖 | 獵鷹-9號火箭家族

獵鷹-9是僅次于重型獵鷹的大載重運載火箭。到達全動力后，9臺發(fā)動機每秒耗費燃料和液氧3200 lbs，產生約850,000磅(38.55噸)的動力，近地軌道有效載荷質量22.8噸。

這使得SpaceX的火箭可以實現“一箭多星”甚至“一箭百星”，也造就了入軌航天器發(fā)射數量遙遙領先。

圖 | SpaceX Starlink（星鏈）項目一箭多星示意圖

下面的全球統(tǒng)計口徑我們可以相對比較清晰地了解SpaceX的發(fā)射次數和入軌航天器數量——SpaceX承擔了的美國的90%的入軌航天器的發(fā)射量。如果把SpaceX以外的全球所有其他機構（包括美國其他機構）組成公司，其發(fā)射入軌航天器的總量僅僅為SpaceX的一半。要知道，這都是在2020年美國疫情下完成的，到今年一月開始SpaceX平均每10天就進行一次發(fā)射，而這種效率的基礎，就是SpaceX 火箭的模塊化組裝和回收能力。

回收、翻修、迭代-挑戰(zhàn)人類工程技術的極限

SpaceX火箭一級回收技術是它被人熟知的開始，自2015年首次成功以來，媒體和大眾早就習以為常。2017年更是實現了14次嘗試，全部成功，其中4次實現了發(fā)射“二手火箭”2018年4月首次試射成功的獵鷹重型火箭，左右兩個“捆綁”的助推器其實就是之前成功回收的火箭一級助推器，中間的為嶄新的火箭一級助推器。一個新的獵鷹9號火箭相當于一枚嶄新的獵鷹9號火箭和兩枚被回收的火箭一級助推器組合而來。

圖 | 降落中的重型獵鷹火箭

一枚嶄新的獵鷹9號（Falcon 9）火箭報價在5500-6200萬美元之間，遠低于同類的宇宙神5（Atlas-5）和德爾塔4（Delta-4）1-4億美元不等的報價。得益于可回收火箭這項獨門絕技，經過維修后的“二手火箭”再次登場時，相比新火箭，報價將打七折左右，但運力沒有區(qū)別。這使得它的競爭力進一步上升。

同時通過回收火箭，工程師可以更加了解火箭的配重、燃料并且進行結構優(yōu)化，同樣以獵鷹9火箭為例，從v1.1到FT的版本提升中，F9 FT比F9 v1.1僅僅增重不到10%，9個Merlin 1-D的推進能力被從588噸提到了761噸，提高了30%，低地球軌道運載能力增加了9噸， 近之前版本荷載的70%。

Raise3D如何助力SpaceX火箭翻修

作為SpaceX的重要供應商之一，Elite Aerospace負責承擔于SpaceX部分航天部件的翻修工作。如何滿足SpaceX回收后快速重復發(fā)射的商業(yè)模式，以及應付馬斯克本人的隔三差五郵件要求的“速度越快越好”成為了Elite Aerospace公司工作的重中之重。

圖 | 圖中的獵鷹一級助推器已經是第六次使用

在翻新使用的獵鷹火箭時候，首先要確定哪些零件需要更換或者維修，然后確定好維修的加工工藝，接著是針對加工工藝開發(fā)定制夾具。

由于每次發(fā)射的火箭都有迭代，且實際損耗的部位不同，無法提前預知。因此如何快速地定制開發(fā)出夾具成為了Elite Aerospace在承接SpaceX的獵鷹火箭翻修任務中最大的挑戰(zhàn)之一。就在不知道如何應對馬斯克的下一封郵件的時候，SpaceX的研發(fā)人員在和Elite Aerospace的交流過程中，向他們推薦可以嘗試使用Raise3D的3D打印機來制作夾具。

NASA很早就使用Raise3D的打印機進行創(chuàng)新開發(fā)

 來源：NASA空間技術轉化項目報告

Bring NASA Technology Down to Earth

這一想法被很快驗證可行，大尺寸、打印精度、打印效率、可兼容的耗材、可控設備成本——Elite Aerospace公司在使用過Raise3D打印機之后，立刻和其他航空航天企業(yè)一樣成為了Raise3D的忠實擁躉。并在之后采購了多款機型。通過使用這一技術除了解決了SpaceX的交付時間要求，同時也為整個項目節(jié)省了數百萬美元的經費。

航空航天工程是人類工程科技的集大成者，每一個部件的生產和裝配的設計都需要專業(yè)的分工和加工鏈支持。如今，3D打印已經是如此復雜工程網絡中不可或缺的一員。Raise3D幫助NASA、SpaceX的研發(fā)和工程人員壓縮時間（TIME COMPERSSION），為人類可見未來的火星移民增添一份綿薄之力。