他18岁时开发出火箭引擎 现在要挑战SpaceX

2017年07月13日 10:03 雷锋网

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Peter BeckPeter Beck

  雷锋网按:火箭一直以来都是政府垄断的行业,也因此容易形成陈腐的作风,日渐缺乏创新。随着一些小型卫星制造公司的出现,火箭发射的需求也越来越大,但火箭发射的速度跟不上建造卫星的速度。这时候就需要像Rocket Lab这样的创业公司出来解救。

  Rocket Lab的创始人Peter Beck是新西兰人,没有高学历的背景,但他却带领团队让火箭升空,为团队带来了美好的商业前景。近十年的修炼后,Beck和Roket Lab都做好准备,让世界见证低成本火箭的升空。 

  彭博周刊最近记录的Peter和Rocket Lab成长的精彩故事,雷锋网编译如下。

  Beck比大多数青少年更能折腾。他大量的少年时光,都花在了新西兰小镇家中用车库改造的工作室里。他总在这里焊接、铣削一些设备。15岁时,他东拼西凑制造了一辆铝合金自行车。16岁时,他以300美元的价格购买了一辆生锈的Austin Mini汽车,并由里到外将其重新整修,改造发动机、悬吊系统,并将车身面板都整理固定好。

  Beck的父母分别是博物馆馆长和教师,对他的鼓励恰如其分。Beck说:“我妈会把晚餐放在凳子上,但是我没空吃,最终她会大喊大叫:‘别再磨什么玩意了,上床睡觉。’”

  1999年,18岁的Beck做了件大多数人都认为非常愚蠢的事情。从图书馆的书上学习了如何自制燃料后,他在后院的棚里打造了一个实验室,并准备研发火箭发动机。他没有防护衣,在蒸馏过氧化物和其他化学物品时,他就把自己包裹在塑料袋里,并戴上一个焊工面罩。

  成功地测试了自己所设计的其中一个发动机后,他认为是时候进行进一步的冒险了。他将发动机绑在一辆定制自行车的后面,穿上红色的连身裤和白色头盔,在当地的停车场展开了一次实验。他几乎以俯卧的姿势倾斜着,并设法达到90英里(145公里)的时速。为了降低速度,他首先坐直,让空气阻力起点作用,避免刹车导致刹车片或车轮融化。Beck说:“这个星球上还没几个人把腿放到火箭里,这真是一种非常棒的感觉。”

  对于大多数人来说,用自制的燃料成功进行火箭测试后,理所当然会攻读工程学。但是Beck却没有,反而当了很久学徒,做过一系列工作。他曾为一家铝材供应商工作,做些清洗打杂的事。他建造过豪华游艇,成为了分析游艇的声学设计,会如何降低发动机和螺旋桨噪音的专家。他曾在当地的家电制造商工作,在那里他学会使用相关工具和压铸。最后,他加入了政府支持的研发实验室。

  每一次工作,他都会完成自己需要完成的任务,然后摆弄他的火箭发动机设计,直到深夜。同事们都佩服他的意志。而如今,一次次神秘出现在他的工作坊里昂贵的材料,如一块2000美元左右的钛,应该会让他们感到吃惊。

  2006年,Beck的妻子得到的一份工作,将夫妇带到了美国一个月。他借机偷偷前往NASA Ames研究中心及其喷气推进实验室,它还去了波音公司和洛克达因公司等地,观察美国的航天研究机构和公司。他希望能在那边找到工作,但最终还是郁闷地离开。他说:“我以为所有这些机构的人们都会精力充沛地到处跑,到处都会有疯狂的事情发生。但是并没有。”这些公司和实验室仍然在制作火箭,仍然谈论火星任务,但他们的方法似乎太陈腐了。

  这个行业的新人们越来越同意Beck的理论,也就是,只有找到更便宜的方法将卫星送入轨道,才能更好地开辟太空。当时火箭是巨型的,设计成能运载巴士大小的卫星。Beck明白,便宜的电子器件和智能的软件将可以建造许多更小、更便宜的卫星。这些卫星很快就能大批量地生产,并需要火箭将他们送上太空。

  当时,Elon Musk的SpaceX公司还没获得成功。火箭的发射仍由政府经营,每支火箭要花费1亿至3亿美元。官方航天机构最多每月飞行一次,并且优先服务电信公司和军队。Beck认为,除非能让廉价的火箭得到普及,否则,人类将无法真正在太空中进行实验。“现在我们要到达太空太难了,我必须要让这件事情变得容易,于是我就去建造火箭。”于是,Rocket Lab就诞生了。

Roket Lab的研发设备Roket Lab的研发设备

  2007年,新西兰政府让Beck免费使用他所工作的实验室的一个楼层。他现在可以使用高端设备了,但是还需要资金来购买其他设备。所以他联系了一个叫Mark Rocket(真实姓氏)的富有互联网企业家,同时也是一位新西兰人。Beck曾在收音机上听到他说对航空有兴趣。他向后者在见面中提出了每周发射一枚便宜火箭的方案。Rocket很感兴趣,并开始打电话张罗。他说:“当我向律师和会计师提出这个想法时,有一些人挺鄙夷的。好像我有钱没地方花似的。但Peter有引擎在手,我们又有共同的愿景。”

  Beck从Rocket和一些家人朋友那总共筹集了30万美元,然后花了两年时间建造了一个原型。2009年11月,他和两名新雇员公布了ātea-1-a(毛利语里面太空的意思)。这个20英尺长(约6米)的火箭,重量只有130磅(约59公斤)。他打算从一个名叫Michael Fay的商人与他人共有的Great Mercury岛上的一块平地上发射。为了换取该岛的使用权,Beck允许Fay在火箭内放置一些自制的羊肉香肠充当货物。Fay说,“它们被包裹在锡纸上,我觉得能吃点从太空回来的香肠也不错。”

  任务控制中心位于山坡上的花棚里,一扇老门被当作电脑桌。Beck的穿着像个疯狂的科学家,他的棕色的蘑菇头在白色的实验室外套上方摆动。

  “在新西兰伟大的探险传统下,新西兰,我们现在要去太空啦!”他用拇指按下了一个红色的点火按钮,然后跑出了棚子,看着他的火箭翱翔进入太空。“你真美!”他大喊道,跳起来。

Complex 1 所在的机库Complex 1 所在的机库

  从第一次成功测试以来,Rocket Lab已经成为一个精益求精的制造者。

  该公司的制造厂位于奥克兰工业区的几间低洼仓库,有组装Electron火箭的巨大组装区域,也有软件工程师们优化Rutherford发动机(以新西兰籍的物理学家Ernest Rutherford命名)的房间。Rocket Lab在制造厂几英里远处,奥克兰机场附近的一片牧场内进行发动机测试。有时候事情也会出岔子,比如一个失控的点火器引起了丛林大火导致机场关闭。但总体而言,Rocket Lab的进步比一般的的航天创业公司成长得快许多。Rocket Lab已筹集1.48亿美元来构建其业务,它现在估值超过10亿美元。

  所有可行的火箭都有一定相似度:一个薄金属管状外壳,里面装满了物理学所允许份量的燃料。Rocket Lab的主要创新是选择碳纤维而不是铝,这使得Electron比竞争产品轻得多。它也小得多,有一个时尚的黑色56×4(约17×1.3米)英尺的外壳,在底部有9台卢瑟福发动机。SpaceX的主力,猎鹰9号高230英尺(约69米),直径12英尺(约3.6米),可以将5万磅(约22.7吨)的载荷带入低空轨道,而Enlectron的上限是500磅(约226.5公斤)。Rocket Lab每次飞行只耗费500万美元,而SpaceX则需要6000万美元。

  Beck每周至少发射一次的目标,也比SpaceX每月一次更加雄心勃勃。另一创新技术使得他的目标更加合理。Rutherford发动机几乎是第一个完全3D打印的,这意味着更多的部件可以熔在一起,不需要手动组装。这使得Rocket Lab只要按一下按钮就能轻松制造引擎。

  Rocket Lab之所以能频繁升空,还因为它在新西兰北岛的东部海岸,拥有一个在航空业罕有的场地。1号发射场体位于Mahia半岛的边角,这个发射场得天独厚:一个26英尺x26英尺(约7.8×7.8米)的发射台,被一个1万英亩的农场草原包围,Rocket Lab租用了这块土地。这块土地位于一个高地的顶部,高地边缘是垂直陡峭的悬崖,直落到海滩上,直面深蓝的大海。几十年前,欧洲和美国人在这里设有捕鲸场;在第二次世界大战期间,美军在附近训练海滩登陆。

Electron的测试于今年5月完成,Rocket Lab宣布今年后期将会有商业发射,每次5百万美元起Electron的测试于今年5月完成,Rocket Lab宣布今年后期将会有商业发射,每次5百万美元起

  今天,约有13000人在周边地区居住。依靠于农业、渔业、旅游业的当地经济并不景气,帮派活动已经成为一个问题。Rocket Lab的到来同时意味着希望和忧虑。Beck和他的团队要获得在这里发射的许可,他们与当地居民们进行了多次对话,讨论了火箭发射会对渔业和平静的环境有什么样的影响。

  公司也不得不和美国政府交涉。Rocket Lab的总部在加州亨廷顿海滩上,这里可以更容易地吸引美国投资者和客户。但是联邦政府在过去四十年中一直禁止用于海外发射的火箭出口,毕竟这些火箭相当于导弹。Beck往返白宫进行商讨近两年之后,才最终敲定了一项协议。Beck说:“在新西兰大使馆,我们签署协议后,有一个人坐在旁边。他看起来并不高兴,他花了整个政治生涯试图解除苹果关税,我们却商议完成了双边条约。”

  从奥克兰开车到达Mahia半岛,大约需要9个小时,所以Rocket Lab的大部分员工选择先飞45分钟到吉斯伯恩小镇,然后再开车两小时到发射场。工程师生们活在一些度假小屋里——一种在新西兰很受欢迎的海滩家庭建筑。Rocket Lab美国业务副总裁Shane Fleming说:“要不是每周要工作80个小时的话,在那生活也挺不错的。”

Electron火箭,Rocket Lab的轻量级火箭,用于装用和高频发射任务Electron火箭,Rocket Lab的轻量级火箭,用于装用和高频发射任务

  发射场的偏远意味着,一旦其完全投入使用,Roket Lab根本不用担心商业航空和海运流量造成的延误。它已经获得了比任何其他任何机构都要频繁的发射许可,可以每三天发射一次。而由于这个场地是私有的,Roket Lab与其竞争对手不同,它不必等待美国政府的发射场。军方的使用需求或者官僚的程序,都会导致他们的发射延后。Rocket Lab的发射场还具有工程优势:Mahia半岛的纬度和隔离度,给了发射场比起世界上任何发射场都要大的可能发射方位角,还让火箭能导向各种轨道而不影响任何航班。

  “成本很重要,但最重要的还是发射频率。发射的频率将决定新的卫星布局,鼓励创新,并促进行业的根本变化。”该公司已经有积压了两年的各种客户的发射订单。这些客户包括等待实证机会的小型卫星,和月球着陆器制造商们。

  因天气延迟几天后,5月25日Rocket Lab团队在凌晨3点醒来,准备Electron火箭的首次测试。在将农场动物赶到安全的地方之后,四名男子进入机库,将火箭吊到轨道运输车厢内,将其推到500英尺远处的自动发射台上。不久,火箭就被调整到垂直位置,充好液氧和优质煤油混合燃料。然后,工程师们花了几个小时进行检查,等待最佳的天气条件。最后,在下午4点20分,Beck给出了发射指令。三分钟后,Electron就翱翔冲向太空了。

Complex 1的发射Complex 1的发射

  虽然火箭并没有达到所需轨道,但测试还算是成功的。火箭在首次发射时爆炸是很常见的,但是Electron不仅没有爆炸,还发回了大量遥测数据。Beck在领导发射的一天半时间里都没有吃饭。他直接回到工厂去向他的团队祝贺,他们已经在喝啤酒了庆祝了。

  Beck认为,Rocket Lab已经解决了轨道的问题,并计划在接下来的六个星期内再进行两次测试。如果这些测试能成功,公司将开始服务付费客户。

  位于旧金山的创业公司Planet Labs,制造了鞋盒尺寸的卫星。他们将在Rocket Lab的接下来的两次发射测试和前三次商业发射中投放自己的卫星。Rocket Lab希望能够签下大量的与Planet Labs竞争的成像卫星创业公司的单子,还有其他正在建造小型轨道研究实验室和小型通信卫星公司的单子。

  这些新兴公司为Rocket Lab提供了重要的机会。一般情况下,全球每年只有100次发射,它们总是优先于大型的传统卫星。小型卫星制造商通常需要等待将卫星当作额外货物塞进火箭的机会。他们升空的频率只能看大客户的脸色。Rocket Lab承诺,将让像Plante Labs这样的公司,改变不定期发射的现状,转为定期的精准发射。监管Planet Labs发射和法规事务的总监Mike Safyan说,“卫星的发射频率一直匹配不上建造卫星的速度。Rocket Lab将是一股很大的助力。”

航程控制场航程控制场

  Rocket Lab很快就会有强劲的竞争对手。

  几家类似的公司,包括Vector Space System和Richard Branson(维珍集团董事长)的Virgin Orbit,已经在美国出现。他们也希望每年进行一百次这样的发射量。Vector Space的联合创始人兼CEO Jim Cantrell说:“我们认为市场每年有400到500次的发射需求。所以还有四五家发射提供商的成长空间。”

  没人知道这新一轮的太空竞赛会如何发展,但是很多热血的、理想主义的投资者们将它看作是人类进化的新篇章——最终将使人类成为一个多行星物种。风险投资公司Data Collective的共同管理合伙人Matt Ocko表示:“自由的人类赋权理念,正是这些公司正在引导的,他们使得人类积极控制自己命运的能力成为可能,并预示着戏剧性的变化。”这家风投同时投资了Rocket Lab和Planet Labs。

  Beck和新西兰竟然处于这一变革的最前沿,可以说这是极其不可能的。但Beck正规教育的缺乏和新西兰的偏远位置,反而给了他一种独特的优势,从而重新想象火箭业务。

  几年前在政府研究实验室与Beck一起工作的Shaun O' Donnell回忆说,当他们从实验室回家的时候,Beck把他拉到一边,说他要离开,成立一家火箭公司。他说,“这看起来有点疯。”不过,他还是成了Beck的前两名员工之一,现在他已经是Rocket Lab新西兰业务的副总裁。“但是回头看,就会发现这是一次奇妙的旅程。新西兰没有航空工业,我从来没想过自己会在这个领域工作。但是Peter却能说到做到。”

  Beck相信,Rocket Lab是对未来的广阔的自由程度做好充足准备的唯一一家公司。“我们在这里并不是别人说的因为我是新西兰人,我非常喜欢这个地方。这一切都都是为了更高的发射频率,并创造了一个新的发射环境。这就是我们成立Rocket Lab的原因,如果你不专注于此,那么你仅仅只是在造一个火箭。”

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