SpaceX

概述

太空探索技术公司（英語：Space Exploration Technologies Corp.），商业名称「SpaceX」，是美国一家民营航空航天及人工智能公司，总部位于美国得克萨斯州卡梅伦县的星礎市。其由企业家伊隆·马斯克于2002年创办，其目标是降低太空运输的成本，并最终进行火星殖民，目前則專注於月球永久基地。SpaceX目前已开发出可重复利用的猎鹰系列运载火箭及龙系列飞船，并正在研发SpaceX星舰和星链，該公司另外計畫建造基於廉價太陽能的太空數據中心。2026年2月，SpaceX收购了xAI。 SpaceX公司在航天领域取得不少可观的成就。2008年，其设计、制造并发射了世界首个由私人投资的轨道级液体燃料火箭猎鹰1号。2012年，其使用货运龙飞船为国际空间站运送货物，龙飞船也是世界上第一艘商业运营的货运飞船。2015年12月，獵鷹9號運載火箭一级助推器首次成功着陆并回收，并于次年成功在海上着船回收。2017年3月，SpaceX首次重复使用回收过的猎鹰9号助推器，并再次着陆回收，猎鹰9号亦成为第一枚可以多次重复使用的液体燃料火箭。2018年2月，獵鷹重型運載火箭首飞成功，該火箭成为推力和运载量最大的现役运载火箭。2019年，SpaceX开始建造庞大的低轨网络卫星系统“星链”，并在2020年1月成为世界上最大的商业卫星运营商。2020年5月，SpaceX成为第一个实现軌道級载人航天的私人公司，同年11月，SpaceX載人1號將首批4名乘客送往國際空间站，標誌著其商務载人航天项目的開始。2023年4月，SpaceX星舰首飞，成为世界上最高且最强大的运载火箭，并将取代猎鹰系列运载火箭进行太空任务。2024年9月，由龙飞船2号执行的北极星黎明任务完成了有史以来的首次商业太空行走。 SpaceX具备制造、发射、回收、复用运载火箭的能力，并且能够发射载人飞船以及卫星系统进入各种轨道，是全球最大的商业火箭发射服务供应商，常与NASA等政府机构展开合作。2023年12月，SpaceX估值约为1800亿美元。

2001年–2004年：成立

2001年，伊隆·马斯克产生了“火星绿洲”（Mars Oasis）这一想法，计划向火星发射一个小型实验温室并种植植物，并称“这个温室将成为生命曾到达的最远处”。计划的目的是吸引公众关注太空探索，以增加美国国家航空航天局的经费。 马斯克最初尝试从俄罗斯购买火箭，但因价格高昂而空手而归。在从俄罗斯归来的飞机上，马斯克意识到他可以创立一家公司制造他所需要的更便宜的火箭。特斯拉及SpaceX早期投资人史蒂夫·尤尔韦松表示，马斯克计算了生产火箭的原材料价格，发现仅是当时火箭售价的3%。如果重複利用這些火箭并通过垂直整合，自行生产85%的发射设备及软件模块，公司可以将火箭发射价格降至十分之一且仍拥有70%毛利率。 2002年初，马斯克开始为他的新航天公司招募员工，公司被命名为SpaceX。最初，SpaceX的总部位于加利福尼亚州埃尔塞贡多的一间仓库。自2002年创立以来，SpaceX增长迅速。2005年11月，SpaceX拥有160名员工。

2005年-2009年：猎鹰1号和首次成功发射

2005年，SpaceX利用内部资金开发了公司首个轨道运载火箭猎鹰1号。猎鹰1号是一种小型的运载火箭，能将数百千克重的荷载送入近地轨道。2006年至2009年，猎鹰1号进行了五次发射。在2004年参议院小组委员会讨论上，马斯克公布了猎鹰1号的计划。他表示猎鹰1号将是“世界上唯一一个可半重复使用的轨道级运载火箭”。 前两次猎鹰1号发射是由美国国防部根据美国国防高级研究计划局的项目支持的，该项目计划研发适用于发射高超音速导弹的新型运载火箭。在2006年至2008年间，火箭的前三次发射都以失败告终，这几乎使得SpaceX公司破产。2008年9月28日，猎鹰1号的第四次发射终于成功，公司的财务状况开始好转。2008年8月，SpaceX获得来自创始人基金的2000万美元投资。2009年7月，猎鹰1号在第二次成功发射后很快退役，SpaceX也开始将公司资源集中在开发更大的轨道运载火箭猎鹰9号上。

2010年-2015年：猎鹰9号、龙飞船和商业发射任务

2005年，SpaceX提出开发猎鹰9号的计划，这是一种可重复使用的中型运载火箭。同年，SpaceX在载人商业航天计划中提出龙飞船这一概念。而NASA提供的一些开发资金和购买的几次演示飞行使开发大大加快。2006年，NASA宣布SpaceX赢得了商业轨道运输服务（COTS）第一阶段合同，SpaceX需要证明其具有向国际空间站运送货物的能力。合同中NASA向SpaceX提供3.96亿美元的“种子资金”用于开发货运版龙飞船，SpaceX则自行出资5亿美元开发猎鹰9号运载火箭。 马斯克曾多次表示说如果没有了NASA的资金，开发猎鹰9号和龙飞船会耗时更长。 2010年12月COTS Demo Flight 1任务中，第一艘可运行的龙飞船在猎鹰9号的第二次飞行中发射升空，并安全返回地球，SpaceX成为世界上第一个成功发射入轨并回收太空船的私营公司。到2010年12月，SpaceX生产线每三个月生产一枚猎鹰9号火箭和一艘龙飞船。 2011年，SpaceX公布了可回收复用运载火箭计划，其系统于2012年2月设计完成。该系统依靠猎鹰9号运载火箭第一级推进系统的反推作用，将第一级推进器着陆于预定地点，从而回收火箭。

2011年4月，美国宇航局与SpaceX签订了一份价值7500万美元的合同，准备将龙飞船作为往返国际空间站的载人航天器。同年，SpaceX开始研发獵鷹重型運載火箭。2012年初，公司7000万股份由创始人马斯克拥有，占总股份约三分之二，估计在私人股权市场价值8.75亿美元，SpaceX整体估值约13亿美元。 2012年5月，龙飞船C2+在COTS 2+任务中成功发射并与国际空间站对接，使其成为第一艘向国际空间站运送货物的商业航天器。该任务完成后，公司私人股权估值翻倍至24亿美元。同年8月，NASA宣布向SpaceX提供4.4亿美元经费继续开发龙飞船2号。此时，SpaceX在其运营的第一个十年中已经获得了大约10亿美元的总资金，其中私人股权投资2亿美元，马斯克投资约1亿美元，其他投资者共投资约1亿美元，余下金额则来自NASA等签订的长期开发合同的进度付款。 2013年，SpaceX为私人客户进行了第一个商业太空任务，并开始和阿丽亚娜太空公司等公司竞争发射商业通信卫星的订单。马斯克表示竞争加剧是“对太空的未来有益的事”。2015年1月，SpaceX获得了一笔来自Google和富达投资价值10亿美元的融资，换取公司8.333%的股份，公司估值约120亿美元。同月，马斯克宣布将开发新型卫星星座“星链”，并为全球提供互联网宽带服务。 2015年6月，猎鹰9号运载火箭搭载龙飞船在CRS-7任务中前往国际空间站进行补给，发射后2分19秒，火箭和飞船爆炸。事故原因为一根长2英尺、由供应商提供的高压氦气舱钢支杆在加速时断裂。 2015年6月，SpaceX宣布赞助超回路列车舱体竞赛，并为竞赛在总部附近建造了一英里长的测试轨道。2017年1月举行了第一场竞赛，2017年8月举行第二场。第三场则于2018年12月举行。

2015年-2018年：可回收复用运载火箭、全球领先的商业发射服务提供商

2015年12月、猎鹰9号第20次飞行任务中，猎鹰9号一级推进器成功着陆并回收。2016年4月，第一级火箭成功着陆于大西洋上的「當然我還愛你」號无人驾驶着陆船上。 2016年9月，猎鹰9号火箭在发射前的常规静态点火测试中爆炸，爆炸时其正在补充燃料。事故造成价值2亿美金的Spacecom Amos-6通讯卫星损毁。马斯克表示这次事件是SpaceX历史上“最困难、复杂的一次失败”。事后分析中SpaceX检查了将近3000条遥测和影像数据，最后得出爆炸的原因是火箭的液氧过度冷却凝固，随后与氦气舱的碳复合材料舱壁发生反应。尽管这次事故并不算发射失败，但为了研究事故原因，公司还是陷入了四个月的停滞，2017年1月，SpaceX重新开始进行发射。 2016年9月，伊隆·马斯克宣布公司正在研发行星际运输系统（ITS），以用于载人行星际航行。2017年，马斯克将行星际运输系统更名为“Starship（星舰）” 2017年3月30日、SES-10任务中，SpaceX首次发射了经过回收复用的火箭。这枚火箭推进器再一次着陆在大西洋上的无人着陆船，是第一枚二次着陆的回收复用轨道级运载火箭。2017年7月，公司再获得3.5亿美元投资，估值涨至210亿美元。2018年2月6日，獵鷹重型運載火箭首飞成功，該火箭成为推力和运载量最大的现役运载火箭

截止2018年3月，SpaceX已经进行了超过100次发射任务，合同收入约120亿美元。其中既有商业合同也有政府合同（来自NASA或美国国防部）。目前，从订单数量来看，SpaceX是全球领先的商业发射服务提供商。 2017年，SpaceX成立了子公司无聊公司，开始在SpaceX总部和制造工厂之间挖掘试验隧道，小部分SpaceX员工参与了这个项目。2018年5月，钻洞试验隧道完工，并于12月对公众开放。期间，该公司脱离SpaceX成为独立的法人团体，SpaceX获得了6%的股份，早期员工获得了不到10%，剩下的股份归马斯克所有。

2019年至今：星舰、星链和首次载人发射

2019年初，佛罗里达州和德克萨斯州的生产基地开始建造星舰的原型机并进行测试。同年晚些时候，所有星舰都搬到南德克萨斯的SpaceX星港进行建造和测试。 2019年4月，《华尔街日报》报道表示，SpaceX正在融资5亿美元。2019年5月，SpaceX发射了星链首批60颗卫星并于次年开始部署。至2022年，已有超过2,200颗卫星在轨道上。据《太空新闻》报道称，SpaceX在发射了星链计划的最初60颗卫星后获得10.22亿美元投资。截至2019年5月31日，SpaceX估值涨至333亿美元。 2020年5月，SpaceX将两名乘坐龙飞船的NASA宇航员（Doug Hurley和Bob Behnken）送入轨道，使其成为第一个将宇航员送往国际空间站的私营公司。 2022年8月据路透社报道，欧空局已开始与Spacex就使用该公司的运载火箭进行初步谈判，因为俄罗斯在入侵乌克兰后终止了前者对联盟号火箭的使用权限。此外在俄乌冲突中SpaceX开发的星链得到了广泛运用。 2023年4月20日，星舰的首次轨道飞行以其在墨西哥湾上空发生爆炸而告终。2023年11月18日，在第二次星舰飞行测试中，两艘星舰飞行几分钟后分别爆炸。2024年3月14日，星舰第三次发射升空并首次到达计划的亚轨道，之后星舰助推器在着陆前不久发生故障并失联。2024年6月6日，Space星舰火箭系统在第四次试飞中取得成功，并首次实现成功地落入印度洋。飞行器在返回地球时表现非常稳定，被炽热的等离子体包围，火箭腹部和控制翼被高温吞噬。 2024年7月16日，埃隆·马斯克在X上发帖称，SpaceX将把总部从加利福尼亚州霍桑搬迁至德克萨斯州布朗斯维尔的星港，因为最近通过的加州安全法（禁止学区强制要求教师通知家长学生性取向和性别认同上的变化）“以及先前的诸多其他法案，对家庭和公司都造成了攻击”。根据提交给加州州务卿的记录，SpaceX总部已于同年8月正式迁至德州。次月北极星黎明任务完成人类史上首次私人太空行走，标志着商业太空探索的一个重要里程碑。 2024年10月13日，SpaceX第五次星舰轨道试飞任务取得成功。超重型一级助推器B12成功被发射塔Mechazilla的机械臂捕获，成为首个成功完整回收的助推器。飞行器S30沿跨地球轨道飞行，最后在印度洋目标区域溅落并按计划自毁。此次任务中，B12的成功回收是SpaceX推进完全、快速可重复使用的太空技术的过程中历史性的事件。 2024年11月20日，SpaceX执行了第六次星舰轨道试飞任务。由于发射塔上对关键硬件的自动检查结果触发了捕获尝试的中止，超重型一级助推器B13没有再现发射塔捕获回收，而是溅落于墨西哥湾。S31尝试了首次星舰太空点火，并于印度洋顺利地首次在白天溅落。此次发射中，星舰携带了一根香蕉作为其第一个有效载荷。 第七次星舰试飞任务将使用S33星舰与B14助推器。根据NASA 发送给FAA的一封邮件，该任务计划于2025年1月11日执行。 2026年6月12日，SpaceX在納斯達克上市。

火箭发动机

SpaceX是目前最高产的液态燃料火箭发动机生产商，已设计和生产了四種发动机：梅林火箭发动机、Kestrel发动机、猛禽发动机以及自燃调姿发动机天龙座和超级天龙座，其中Kestrel已退役。

梅林系列火箭发动机用于猎鹰系列运载火箭，是燃气发生器循环发动机，采用液氧和RP-1煤油作为推进剂，并由涡轮泵补给燃料。梅林发动机由设计之初便计划满足海上回收和重复使用的需求。其使用轴针式燃料喷射装置，该装置最早用于阿波罗计划的月球登陆发动机。

Kestrel火箭发动机用于猎鹰1号运载火箭第二级，是挤压循环式发动机，采用液氧和RP-1煤油作为推进剂。它与梅林引擎采用类似的轴针式结构，但没有涡轮泵，完全靠压力供给推进剂。其喷管采用高强度铌合金制成，燃烧室和喷管喉部依靠烧蚀冷却，其余部分则依靠辐射冷却。梅林和Kestrel两个名字都来源于北美洲的猎鹰红隼和灰背隼。 天龙座火箭发动机用于龙飞船的反推力系统，是自燃液态燃料火箭发动机，使用一甲基肼为燃料、四氧化二氮为氧化剂。每个天龙座发动机能产生400牛頓（90磅力）推力。超级天龙座火箭发动机则是天龙座的大推力版本，龙飞船2号的发射逃逸系统使用了超级天龙座。原本龙飞船2号还将使用超级天龙座进行反推着陆，但2017年SpaceX决定使用传统的降落伞减速并于海上溅落。 猛禽系列火箭发动机用于未来的SpaceX星艦，是第一台实用化的全流量分级燃烧循环式发动机，采用甲烷和液氧作为推进剂，于2016年末进行点火测试。2019年4月3日，SpaceX将猛禽发动机装备于星舰测试舰上，并成功进行了静态点火测试。

猎鹰系列运载火箭

猎鹰1号是是第一个开发的运载火箭，其是一种小型的运载火箭，能将数百千克重的荷载送入近地轨道。建造猎鹰1号的目的是为了探索猎鹰9号所需要的技术理念和部件。其在2006 年至2009年间发射了五次，其中两次成功，并于2009年退役，是世界上第一个成功入轨的私人开发液态燃料运载火箭。

猎鹰9号是改进型一次性中型运载火箭，能将22,800千克（50,265磅）重的物体送入近地轨道，竞争型号为德尔塔-4运载火箭和宇宙神5型运载火箭等全球同类型火箭。它的第一级拥有九台梅林火箭发动机。2010年6月4日，猎鹰9号火箭1.0版第一次尝试发射获得成功。2012年5月22日，猎鹰9号进行第三次任务，首次将私营太空船送入轨道并与国际空间站对接。2013年，猎鹰9号升级至1.1版，2015年升级至全推力版。2018年推出目前版本獵鷹9號Block_5。 2011年，SpaceX开始开发猎鹰重型运载火箭，它由三枚猎鹰9号第一级火箭捆绑而成，共有27台默林1D发动机，彼此交叉供给推进剂。2018年2月6日，猎鹰重型成功首飞，并将马斯克的特斯拉Roadster纯电动跑车发射进日心轨道。猎鹰重型的第一级能将63,800千克（140,700磅）重的物体送入近地轨道。在猎鹰重型首飞时，SpaceX表示它是“世界上服役中最强大的火箭”。 自2010年起，SpaceX的所有飞行任务都使用猎鹰9号运载火箭以及猎鹰重型运载火箭。截止2025月4月4日，猎鹰9号和猎鹰重型已经发射了470次，其中467次任务完全成功，1次部分成功，1次飞行中失败。此外，在2016年的一次静态点火测试之前，猎鹰9号在发射前爆炸。

SpaceX星艦

2016年9月，伊隆·马斯克宣布公司正在研发行星际运输系统（ITS），以用于载人行星际航行。2016年更名为大猎鹰火箭（BFR），2017年马斯克将其更名为星舰（Starship） SpaceX星艦是一种可完全重复使用的超重型运载火箭，它包括一个超重型第一级推进器，以及一个第二级太空飞行器。星艦投入使用后将取代猎鹰9号、猎鹰重型火箭以及龙飞船等载具，执行近地轨道、地球同步轨道上的任务；其在轨道上加注燃料后，也可以完成地月转移以及登陆火星的任务。 2019年，星舰集中到南德克萨斯的SpaceX星港进行建造和测试。2023年4月20日，星舰的首次轨道飞行以其在墨西哥湾上空发生爆炸而告终。直到2024年6月6日的第四次发射，最终取得成功。

龙飞船

2005年，SpaceX公布了五年载人商业航天计划，提出龙飞船的概念。龙飞船是一种传统钝锥弹道太空舱，能运送货物或最多七名宇航员入轨。 2006年，NASA公布了商业轨道运输服务计划，SpaceX为两家中标企业之一，将为国际空间站提供货运和载人服务，SpaceX需证明龙飞船能够胜任货物运输和载人往返的任务。则于2010年12月的COTS Demo Flight 1任务中，功能完整的龙飞船首次飞行，这次任务也是猎鹰9号第二次飞行。飞船环绕地球飞行两周后成功着陆，完成了所有任务目标。2012年，龙飞船成功与国际空间站对接，成为世界上第一个运送货物至国际空间站的商业太空船，并开始定期对国际空间站进行补给。 2011年4月，NASA公布了第二轮商業載人航天發展計畫（CCDev），授予SpaceX一项7500万美元的合同，合同内容为为龙飞船开发一体式发射逃生系统，并评估其是否具备向国际空间站运送宇航员的能力。2012年8月，NASA授予SpaceX一项固定价格的太空法案协定，协定目标为完整设计整套载人运输系统。这份合同规定了大量关键技术及认证指标，要求进行一次无人飞行测试、一次载人飞行测试，并在系统经过认证后进行六次实际任务。SpaceX认为完全自动驾驶的载人龙飞船是最安全的载人飞船系统之一，且能给NASA节约资金。 2019年初，SpaceX对载人龙飞船进行了无人飞行测试，飞船成功与国际空间站对接。2020年5月30日，SpaceX在肯尼迪航天中心39号发射台利用猎鹰9号火箭成功发射龙飞船2号并与国际空间站成功对接，实现了历史上第一次由私营航天企业进行的载人航天飞行。

可回收复用发射系统

2011年，SpaceX公布了可回收复用运载火箭计划，其系统于2012年2月设计完成。该系统依靠猎鹰9号运载火箭第一级推进系统的反推作用，将第一级推进器着陆于预定地点，从而回收火箭。 2012年末，SpaceX开始频繁测试该系统，他们使用名为蚱蜢的小型火箭进行低空低速垂直起降 (火箭)试验。2013年末，SpaceX开始进行高空高速大气层再入技术试验，试验持续至2018年，成功率达98%。 由于伊隆·马斯克计划制造价格更加低廉的运载火箭，SpaceX将反推垂直着陆的技术应用于猎鹰9号第一级推进器。其在太平洋和大西洋成功进行软着陆，随后便开始在硬质着陆场进行尝试。SpaceX租用了数艘驳船，改造为無人駕駛著陸船，用于回收第一级火箭。2015年12月、猎鹰9号第20次飞行任务中，SpaceX成功回收第一级火箭。2016年4月，第一级火箭成功着陆于「當然我還愛你」號。 在往后的任务中，只要剩余燃料充足，SpaceX都会尝试回收第一级火箭。2016年10月，SpaceX表示如果客户选择回收复用的猎鹰9号第一级火箭，就可以得到10%的折扣。2017年3月30日SES-10任务中，SpaceX第一次发射了回收复用的火箭。这枚火箭再一次着陆在大西洋上的无人着陆船“当然我还爱你”号，是第一枚二次着陆的回收复用轨道级运载火箭，伊隆·马斯克称这项成就是“航天史上重要的里程碑”。

星链

2015年1月，SpaceX首席执行官伊隆·马斯克宣布开发一种新型互联网卫星通讯系统星链（Starlink），为全球提供互联网宽带服务。2015年6月，SpaceX向联邦政府递交申请，希望准许建造一套卫星星座向全球提供互联网，包括没有互联网的偏远地区。这套卫星星座包含4425颗通讯卫星，运行在高度为1100千米的轨道上。这项计划由SpaceX独立运作，目标是提高公司的盈利能力和现金流，为殖民火星做资金准备。 2019年2月，SpaceX成立子公司SpaceX服务公司（SpaceX Services, Inc.），业务范围为开发、生产地面卫星通讯站，它计划生产超过100万座固定式地面卫星通讯站与星链系统进行通讯。2019年5月，SpaceX发射了星链首批60颗卫星。2020年，星链开始部署和初始测试。截至2022年12月，星链在全球拥有超过100万用户。