太空探索技術

**太空探索技術公司**（英語：Space Exploration Technologies Corp.，商業名稱：**SpaceX**）是美國一家民營航太製造商和太空運輸公司，總部位於美國加利福尼亞州霍桑。SpaceX 由企業家伊隆・馬斯克於 2002 年創辦，目標是降低太空運輸的成本，並進行火星殖民。SpaceX 現開發出獵鷹系列運載火箭及龍系列飛船，用於運送荷載至地心軌道。

SpaceX 公司達成了許多國家航太機構都未曾達成的成就。2008 年，其設計、製造並發射了世界首個由私人投資的軌道級液體燃料火箭獵鷹 1 號。2010 年，首次成功將貨運天龍號太空船送入低地球軌道並回收。2012 年開始使用貨運天龍號太空船為國際太空站運送貨物，這也是歷史上第一艘商業營運的貨運飛船。2015 年 12 月，獵鷹 9 號一級推進器成功著陸回收，並在次年成功在海上著船回收。2017 年 3 月，SpaceX 第一次重複使用獵鷹 9 號運載火箭推進器，並再次成功著陸回收，使獵鷹 9 號成為第一枚可以多次重複使用的液體燃料火箭。2018 年 2 月，SpaceX 使用獵鷹重型運載火箭將其創辦人伊隆・馬斯克的特士拉 Roadster 跑車送入地火轉移軌道，這是第一家向深空日心軌道發射物體的私營公司，同時該火箭也成為現役運載量最大的火箭、史上最大的可重複利用火箭。2019 年，SpaceX 開始建造龐大的低軌網絡衛星系統「星鏈」，並在 2020 年 1 月成為世界上最大的商業衛星營運商。2020 年 5 月，SpaceX 成為歷史上第一家實現軌道級載人太空飛行的公司，11 月 SpaceX 載人 1 號將首批 4 名乘客送往國際太空站，標誌著商務航太的開始。如今，SpaceX 已具備製造、發射、回收、復用運載火箭的能力，並且能夠發射載人飛船以及衛星系統進入各種軌道，可算是世界上首屈一指的私營航太企業。

2016 年 9 月，執行長伊隆・馬斯克公布了行星際運輸系統（ITS）的任務架構。這一私人投資計畫的目標是研發太空飛行技術，用於載人行星際航行。2017 年，馬斯克宣布行星際運輸系統改名為大獵鷹火箭（BFR），後又更名為「Starship（星艦）」，它可以完全重複使用，將成為世界上最大的火箭，計劃於 21 世紀 20 年代初投入使用。

## 歷史

2001 年，伊隆・馬斯克誕生了「火星綠洲」（_Mars Oasis_）這一概念，計劃向火星發射一個小型實驗溫室並種植植物。「這個溫室將成為生命曾到達的最遠處」。計劃的目的是吸引公眾對於太空探索的興趣，增加美國國家航空暨太空總署的經費。馬斯克嘗試從俄羅斯購買火箭，但因價格高昂而空手而歸。在從俄羅斯歸來的飛機上，馬斯克意識到他可以創立一家公司製造他所需要便宜火箭。特士拉及 SpaceX 早期投資人史蒂夫・尤爾韋松表示，馬斯克計算了生產火箭的原材料價格，發現僅是當時火箭售價的 3%。如果重複利用這些火箭，通過垂直整合，自行生產 85% 的發射設備及軟體模組，SpaceX 能將火箭發射價格降至十分之一且仍擁有 70% 毛利率。

2002 年初，馬斯克開始為他的新航太公司招募員工，公司被命名為 SpaceX。馬斯克找到了火箭工程師湯姆・穆勒（曾任 SpaceX 推進部門首席技術官），穆勒同意了他的邀請，於是 SpaceX 誕生了。最初，SpaceX 的總部位於加利福尼亞州瑟袞多的一間倉庫。自 2002 年創立以來，SpaceX 增長迅速。2005 年 11 月，SpaceX 擁有 160 名員工，至 2017 年 11 月已增加至將近 7000 人。不過馬斯克雖然聲稱 SpaceX 為民間公司，亦在招募外籍亞裔員工上飽受批評，甚至被指控為種族歧視，2016 年，馬斯克在國際宇航大會中發表演講解釋，因為美國政府將火箭技術認定為「先進武器科技」，因此 SpaceX 難以雇用非美國人為員工。

截止 2018 年 3 月，SpaceX 已經進行了超過 100 次發射任務，合約收入約 120 億美元。其中既有商業合約也有政府合約（來自美國國家航空暨太空總署及美國國防部）。2013 年末，太空行業媒體引用馬斯克的評論表示，SpaceX「增加了火箭發射行業的競爭」，它在通信衛星發射領域的主要競爭對手有亞利安公司、聯合發射聯盟和國際發射服務公司。馬斯克還說道，競爭加劇是「對太空的未來有益的事」。目前，從訂單數量來看，SpaceX 是全球領先的商業發射服務提供商。

### 目標

馬斯克曾表示，他的目標是降低前往太空的成本同時提高可靠性。他還表示很可能能將發射成本控制在每磅 500 美元（每公斤 1100 美元）以下。

SpaceX 的主要目標是開發一種可重複使用發射系統技術研發項目，計劃包括兩個方面：用於低空低速垂直起降測試的蚱蜢火箭、用於高空高速著陸測試的獵鷹 9 號運載火箭。2015 年 12 月 21 日，SpaceX 首次成功將軌道節火箭降落在著陸場。

2017 年，SpaceX 成立了子公司無聊公司，開始在 SpaceX 總部和製造工廠之間挖掘小型測試隧道，小部分 SpaceX 員工參與了這個計畫。2018 年 5 月，隧道完工，2018 年 12 月對公眾開放。2018 年期間，該公司脫離 SpaceX 成為獨立的法人團體，SpaceX 獲得了 6% 的股份，早期員工獲得了不到 10%，剩下的股份歸伊隆・馬斯克所有。

2017 年，國際宇航大會在澳洲阿得雷德舉行，馬斯克在會上宣布，SpaceX 計劃建造大型太空船前往火星。他表示，2020 年將使用大獵鷹火箭運送兩艘無人貨源飛船至火星。第一項任務為尋找水源並建造燃料工廠。2024 年則發射另外四艘太空船並運載第一批太空人登陸火星，執行第二項任務 —— 建立火星殖民地。馬斯克個人對火星殖民的願景則超過了 SpaceX 的計劃。他認為成功的殖民應涵蓋個人、企業、政府等經濟角色來持續促進人類在火星的發展。

### 成就

SpaceX 達成了許多其它私營公司甚至是國有航太機構都未曾達成的標誌性成就。2008 年，其設計、製造並發射了世界首個由私人投資的軌道級液體燃料火箭獵鷹 1 號。2009 年，SpaceX 成功使用液體燃料火箭將商業衛星運送至軌道。2010 年，首次成功將飛船送入低地球軌道並回收。兩年後開始使用飛船為國際太空站運送貨物。2015 年，獵鷹 9 號運載火箭第一節成功在著陸場上著陸，是人類第一次成功回收軌道級運載火箭。如今，SpaceX 已具備發射、陸地回收、海上回收、重複使用運載火箭的能力，並且能夠發射載人飛船入軌。

### 挫折

2013 年 3 月，一艘入軌的天龍號太空船推進器出現故障，限制了它的控制能力。SpaceX 的工程師在短時間內遠程清除了堵塞，飛船最終成功往返國際太空站。

2015 年 6 月、CRS-7 任務中，獵鷹 9 號運載火箭搭載天龍號太空船前往國際太空站進行補給。發射後 2 分 19 秒，遙測數據出現異常，氦氣壓力下降，第二節外出現雲霧。幾秒後，第二節爆炸。第一節仍飛行了幾秒鐘，最終因動壓而解體。飛船成功分離，逃過了爆炸，最終因撞擊而損毀。調查認為，如果飛船有應對發射事故的軟體則能毫髮無損地著落。事故原因為一根長 2 英尺、由供應商提供的高壓氦氣艙鋼支杆在加速時斷裂。支杆斷裂後，氦氣艙出現缺口，高壓氦氣流入低壓燃料艙，導致爆炸。SpaceX 對整個飛船逃生程序進行了分析、修復了天龍號太空船的軟體問題，確保未來火箭發射時荷載的安全。

2016 年 9 月，獵鷹 9 號火箭在發射前的常規靜態點火測試中爆炸，爆炸時正在補充燃料。事故造成價值 2 億美金的 Spacecom Amos-6 通訊衛星損毀。馬斯克描述道，這次事件是 SpaceX 歷史上「最困難、複雜的一次失敗」，事後分析中 SpaceX 檢查了將近 3000 條遙測、影像數據，涵蓋事故發生前後 35 至 55 毫秒的時間。他表示，火箭的液氧過度冷卻凝固，隨後與氦氣艙的碳複合材料艙壁發生反應，導致爆炸。儘管這次事故並不算發射失敗，但為了研究事故原因，公司還是陷入了四個月的停滯，2017 年 1 月，SpaceX 重新開始進行發射。

### 融資和估值

2008 年 8 月，SpaceX 獲得來自創始人基金的 2000 萬美元投資。2012 年初，公司 7000 萬股份由創始人伊隆・馬斯克擁有，占總股份約三分之二，估計在私人股權市場價值 8.75 億美元。因此於 2012 年 2 月，SpaceX 整體估值約 13 億美元。2012 年 5 月、COTS 2+ 任務完成後，公司私人股權估值翻倍至 24 億美元。2015 年 1 月，SpaceX 獲得了一筆來自 Google 和富達投資價值 10 億美元的融資，換取公司 8.333% 的股份，公司估值約 120 億美元。此時，SpaceX 的前期投資者包括德豐傑投資、創始人基金、Valor Equity Partners、摩羯座投資集團以及新加入的 Google 和富達投資。2017 年 7 月，公司再獲得 3.5 億美元投資，估值漲至 210 億美元。

截至 2012 年 5 月，SpaceX 在企業運作前十年內獲得總投資約 10 億美元。其中，私人股權投資 2 億美元，馬斯克投資約 1 億美元，其他投資者共投資約 1 億美元。餘下金額則來自長期發射合約及開發合約的進度付款。2018 年 3 月，SpaceX 共簽署 100 份發射任務合約，每一份合約都會在簽署同時支付款項。此外，由於運載火箭部件是在發射任務之前提前製造，因此根據美國會計規則，為了確認長期收入，許多進度付款會分期計入。

2017 年，SpaceX 的國會證詞表明，NASA 的太空法案協定中「對太空站貨物運輸提出高水平要求，把細節留給產業」一條允許 SpaceX 以低成本自行設計、開發獵鷹 9 號火箭。根據 NASA 獨立核實的數據，SpaceX 開發獵鷹 1 號和獵鷹 9 號火箭的成本共計約 3.9 億美元。據估計，由國家開發類似發射系統需花費約 40 億美元，而藉助太空法案協定，由 SpaceX 開發、改進獵鷹 9 號發射系統的成本約 4 億美元，僅為前者十分之一。

2019 年 4 月，《華爾街日報》報導表示，SpaceX 正在融資 5 億美元。5 月，《太空新聞》報導宣稱，SpaceX 在發射了星鏈計劃的最初 60 顆衛星後獲得 10.22 億美元投資。截至 2019 年 5 月 31 日，SpaceX 估值漲至 333 億美元。

## 太空船和航太技術

SpaceX 目前自行生產三大類火箭引擎：液氧煤油引擎梅林火箭引擎、液氧甲烷引擎猛禽以及自燃調姿引擎天龍座和超級天龍座。梅林火箭引擎裝備在兩大發射載具：2010 年 6 月首飛的獵鷹 9 號運載火箭和 2018 年 2 月首飛的獵鷹重型運載火箭。除此之外，SpaceX 還生產運載貨物的加壓太空船天龍號太空船以及具有載人能力的天龍號太空船 2 號，後者自 2014 年起開始進行設計審核及飛行測試。

### 火箭引擎

自 2002 年 SpaceX 創立以來，公司設計了三個引擎系列：用於發射載具的梅林、已退役的 Kestrel 以及用於調姿的天龍座。此外，公司還在開發兩種新型火箭引擎：超級天龍座和猛禽。SpaceX 是目前最高產的液態燃料火箭引擎生產商。

梅林系列火箭引擎用於獵鷹系列運載火箭，是燃氣發生器循環式引擎，採用液氧和 RP-1 煤油作為推進劑。梅林引擎由設計之初便計劃滿足海上回收和重複使用的需求。其使用軸針式燃料噴射裝置，該裝置最早用於阿波羅計畫的月球登陸引擎。推進劑由單軸雙葉輪的渦輪泵供給。

Kestrel 火箭引擎用於獵鷹 1 號運載火箭第二節，是擠壓循環式引擎，採用液氧和 RP-1 煤油作為推進劑。它與梅林引擎採用類似的軸針式結構，但沒有渦輪泵，完全靠壓力供給推進劑。其噴嘴採用高強度鈮合金製成，燃燒室和噴嘴喉部依靠燒蝕冷卻，其餘部分則依靠輻射冷卻。

梅林和 Kestrel 兩個名字都來源於北美洲的獵鷹紅隼和灰背隼。

天龍座火箭引擎用於天龍號太空船的反推力系統，是自燃液態燃料火箭引擎，使用一甲基肼為燃料、四氧化二氮為氧化劑。每個天龍座引擎能產生 400 牛頓（90 英磅力）推力。超級天龍座火箭引擎則是天龍座的大推力版本，天龍號太空船 2 號的發射逃逸系統使用了超級天龍座。原本天龍號太空船 2 號還將使用超級天龍座進行反推著陸，但 2017 年 SpaceX 決定使用傳統的降落傘減速、海上濺落。

猛禽系列火箭引擎用於未來的 SpaceX 星艦，是第一台實用化的全流量分級燃燒循環式引擎，採用甲烷和液氧作為推進劑。2016 年末進行點火測試。2019 年 4 月 3 日，SpaceX 將猛禽引擎裝備於星艦測試艦上，並成功進行了靜態點火測試。

### 獵鷹系列運載火箭

自 2010 年起，SpaceX 的所有飛行任務都使用獵鷹 9 號運載火箭以及獵鷹重型運載火箭，但在過去，他們曾開發並發射過獵鷹 1 號運載火箭。

獵鷹 1 號是一種小型的運載火箭，能將數百公斤重的荷載送入近地軌道。建造獵鷹 1 號的目的是為了探索獵鷹 9 號所需要的技術理念和部件。2006 年至 2009 年，獵鷹 1 號進行了五次發射。在 2004 年參議院小組委員會討論前，馬斯克公布了獵鷹 1 號的計劃，他表示，獵鷹 1 號將是「世界上唯一一個半重複使用的軌道節火箭」。2008 年 9 月 28 日，經歷了三次失敗發射後，獵鷹 1 號第四次嘗試終於成功，是世界上第一個成功入軌的私人開發液態燃料運載火箭。第五次也是獵鷹一號最後一次和第一次的商業發射任務，搭載的是馬來西亞發射在赤道附近的近地軌道高解析度的地球觀測相機

獵鷹 9 號是改進型一次性中型運載火箭，能將 22,800 公斤（50,300 英磅）重的荷載送入近地軌道，競爭型號為三角洲 - 4 運載火箭和擎天神五號運載火箭等全球同類型火箭。它的第一節擁有九台梅林火箭引擎。2010 年 6 月 4 日，獵鷹 9 號火箭 1.0 版第一次嘗試發射獲得成功。2012 年 5 月 22 日，獵鷹 9 號進行第三次任務，首次將私營太空船送入軌道、與國際太空站對接。2013 年，獵鷹 9 號升級至 1.1 版，2015 年升級至全推力版。2018 年推出目前版本獵鷹 9 號 Block\_5。

2011 年，SpaceX 開始開發獵鷹重型運載火箭，它由三枚獵鷹 9 號第一節火箭捆綁而成，共有 27 台梅林 1D 引擎，彼此交叉供給推進劑。2018 年 2 月 6 日，獵鷹重型成功首飛，將馬斯克的特士拉 Roadster 純電動跑車發射進日心軌道。獵鷹重型的第一節能將 63,800 公斤（140,700 英磅）重的荷載送入近地軌道，其 27 台梅林 1D 引擎能在海平面產生 22819 千牛頓推力、在真空產生 24861 千牛頓推力。在獵鷹重型首飛時，SpaceX 表示它是「世界上服役中最強大的火箭」。

截止 2023 月 5 月 4 日，獵鷹 9 號和獵鷹重型已經發射了 227 次，其中 225 次任務完全成功，1 次部分成功，1 次飛行中失敗。此外，在 2016 年的一次靜態點火測試之前，獵鷹 9 號在發射前爆炸。

### 天龍號太空船

2005 年，SpaceX 公布了五年載人商業航太計劃，提出天龍號太空船這一概念。天龍號太空船是一種傳統鈍錐彈道太空艙，能運送貨物或最多七名太空人入軌。

2006 年，NASA 公布了商業軌道運輸服務計劃，SpaceX 為兩家中標企業之一，將為國際太空站提供貨運和載人服務。SpaceX 需證明天龍號太空船能夠勝任貨物運輸和載人往返的任務。2010 年 6 月，SpaceX 進行了天龍號太空船測試流程中的首次飛行，獵鷹 9 號運載火箭搭載著天龍號太空船從卡納維爾角空軍基地 40 號航太發射複合體起飛。該樣板沒有裝備航太電子設備、隔熱層等正常飛行時必須配備的部件，但具備飛行測試所需的必要條件。而功能完整的天龍號太空船則於 2010 年 12 月的 COTS Demo Flight 1 任務中首飛，這次任務也是獵鷹 9 號第二次飛行。飛船環繞地球飛行兩周後成功著陸，完成了所有任務目標。2012 年，天龍號太空船成功與國際太空站對接，成為世界上第一個運送貨物至國際太空站的商業太空船，並開始定期對國際太空站進行補給。

2011 年 4 月，NASA 公布了第二輪商業載人航太發展計畫（CCDev），授予 SpaceX 一項 7500 萬美元的合約，合約內容為為天龍號太空船開發一體式發射逃生系統，並評估其是否具備向國際太空站運送太空人的能力。2012 年 8 月，NASA 授予 SpaceX 一項固定價格的太空法案協定，協定目標為完整設計整套載人運輸系統。這份合約規定了大量關鍵技術及認證指標，要求進行一次無人飛行測試、一次載人飛行測試，並在系統經過認證後進行六次實際任務。SpaceX 認為完全自動駕駛的載人天龍號太空船是最安全的載人飛船系統之一，載人天龍號太空船能給 NASA 節約資金。

2019 年初，SpaceX 對載人天龍號太空船進行了無人飛行測試，飛船成功與國際太空站對接。他們計劃於同年首次運載美國太空人至國際太空站，將是太空梭退役後美國首次運載太空人。2017 年 2 月，SpaceX 宣布兩名太空遊客投入「大量訂金」計劃乘坐天龍號太空船環繞月球一周後返回。

2017 年 9 月，伊隆・馬斯克公布了 SpaceX 太空衣的樣張，這款太空衣正在接受測試，能承受兩倍大氣壓，將用於未來的任務。

美國當地時間 2020 年 5 月 30 日 15 時 24 分，SpaceX 在甘迺迪太空中心 39 號發射台利用獵鷹 9 號火箭成功發射天龍號太空船 2 號並與國際太空站成功對接，實現了歷史上第一次由私營航太企業進行的載人太空飛行飛行。

### SpaceX 星艦

**SpaceX 星艦**是由 SpaceX 推出及研發的下一代發射載具，將使用自主研發、以甲烷及液氧為燃料的猛禽發動機；截至 2023 年 1 月，共有超過 30 個星艦及 10 個超級重型推進器，星艦 Mk1、SN1、SN3、SN4、SN7、SN7.1 及 EDOME 測試儲罐於地面測試損壞 (包括按計劃摧毀及意外)；星蟲 (現用作水塔)、星艦 SN2、SN5、SN6、SN7.2、S20、壓力測試鼻錐、超級重型推進器 BN1、BN2、BN3、B4、B6 在測試後退役；SN8、SN9、SN10 和 SN11 於高空測試時摧毀，SN15 測試成功並退役；Mk2、SN12～14，SN16～19，SN21～23 已停止建造並報廢，已退役。現役星艦為 S24 及 B7，將執行第一次軌道飛行測試。

## 研究和開發

SpaceX 正積極進行多項研究開發計畫。其中最著名的是開發可回收復用運載火箭、行星際運輸系統以及全球通訊網絡。

### 可回收復用發射系統

2011 年，SpaceX 公布了可回收復用運載火箭計劃，2012 年 2 月，計劃設計完成。該系統依靠獵鷹 9 號運載火箭第一節的推進系統反推，將第一節著陸於預定地點，從而回收火箭。

2012 年末，SpaceX 開始頻繁測試該系統，他們使用名為蚱蜢的小型火箭進行低空低速垂直起降 (火箭) 試驗。2013 年末，SpaceX 開始進行高空高速大氣層再入技術試驗，試驗持續至 2018 年，成功率達 98%。由於伊隆・馬斯克夢想製造價格更加低廉的運載火箭，SpaceX 將反推垂直著陸的技術應用於獵鷹 9 號第一節。他們在太平洋和大西洋成功進行軟著陸，隨後便開始在硬質著陸場進行嘗試。SpaceX 租用了數艘駁船，改造為無人駕駛著陸船，用於回收第一節火箭。2015 年 12 月、獵鷹 9 號第 20 次飛行任務中，SpaceX 成功回收第一節火箭。2016 年 4 月，第一節火箭成功著陸於「當然我還愛你」號。

在往後的任務中，只要剩餘燃料充足，SpaceX 都會嘗試回收第一節火箭。2016 年 10 月，SpaceX 表示如果客戶選擇回收復用的獵鷹 9 號第一節火箭，就可以得到 10% 的折扣。2017 年 3 月 30 日、SES-10 任務中，SpaceX 第一次發射了回收復用的火箭。這枚火箭再一次著陸在大西洋上的無人著陸船「當然我還愛你」號，因此它也是第一枚二次著陸的回收復用軌道級運載火箭。伊隆・馬斯克稱這項成就是「航太史上重要的里程碑」。

### SpaceX 星艦

SpaceX 正在開發超重型發射系統，名為 SpaceX 星艦。SpaceX 星艦包含可完全重複使用的第一節運載火箭和太空船，計劃在 21 世紀 20 年代完全取代公司現有太空船，同時修建可快速反覆發射的地面設施，並開發近地軌道零重力推進劑補給技術。

SpaceX 最初完全按照火星等其他行星際運輸的需求來設計星艦。2017 年，SpaceX 開始設計同時擁有地球洲際客運、近地軌道運輸、月球軌道運輸、行星際任務執行能力的飛行器。日本企業家前澤友作與 SpaceX 簽署合約，將乘坐星艦飛躍月球。

馬斯克對公司的長遠願景是開發人類殖民火星所需要的技術和資源。他曾展現出本人前往火星的熱衷，他表示「我想要死在火星，但別撞上去」。每兩年發射一枚火箭至火星能在其上建立一個基地，供人類在 2024 年啟航、2025 年登陸後使用。董事會成員史蒂夫・尤爾韋松曾表示，馬斯克認為最遲 2035 年會有數千枚火箭運送 100 萬人類至火星，建立一個自給自足的人類殖民地。

### 其他計畫

2015 年 1 月，SpaceX 執行長伊隆・馬斯克宣布開發一種新型衛星星座，為全球提供網際網路寬帶服務。2015 年 6 月，SpaceX 向聯邦政府遞交申請，希望准許建造一套衛星星座向全球提供網際網路，包括沒有網際網路的偏遠地區。這套衛星星座包含 4425 顆通訊衛星，運行在高度為 1100 公里的軌道上。這項計劃由 SpaceX 獨立運作，目標是提高公司的盈利能力和現金流，為殖民火星做資金準備。2015 年，公司開始開發這項計劃，2017 年、PAZ 任務中，兩顆衛星原型機發射升空。2020 年，星座將投入使用。

2017 年 3 月，SpaceX 向聯邦通信委員會提出新計劃，另外向非地球同步軌道發射 7518 顆「V 波段衛星」以提供通訊服務，該波段過去並未「大量使用於商業通訊服務」。該星座名為「V 波段近地軌道星座」（VLEO），「除了（早期）已提出工作在 Ka 和 Ku 波段的 4425 顆衛星外，還將包含另外 7518 顆衛星」。

2019 年 2 月，SpaceX 成立子公司 SpaceX 服務公司（SpaceX Services, Inc.），業務範圍為開發、生產地面衛星通訊站，它計劃生產超過 100 萬座固定式地面衛星通訊站與星鏈系統進行通訊。2019 年 5 月，SpaceX 由佛羅里達州卡納維爾角發射第一批 60 顆星鏈衛星。

2015 年 6 月，SpaceX 宣布贊助超迴路列車艙體競賽，並為競賽在總部附近建造了一英里長的測試軌道。2017 年 1 月舉行了第一場競賽，2017 年 8 月舉行第二場。第三場則於 2018 年 12 月舉行。

## 基礎設施

SpaceX 的總部位於加利福尼亞州霍桑，總部同時也用作生產車間。公司營運著一個測試場和三個發射場，並且仍在建設一個新的發射場。SpaceX 還在雷德蒙德、德克薩斯州、維吉尼亞州以及華盛頓特區設立了地區辦公室。

### 總部和生產設施

SpaceX 公司的總部位於洛杉磯郊區的霍桑市火箭路 1 號。這棟大型三層廠房由諾斯洛普公司建造，過去用於製造波音 747 的機身，現在成為了 SpaceX 的辦公室、地面指揮中心和生產車間。2018 年 3 月，SpaceX 表示，將在洛杉磯聖佩德羅碼頭區新工廠生產下一代直徑 9 公尺（30 英尺）的發射載具大獵鷹火箭。公司租下一塊面積 18 英畝（7.3 公頃）的場地，為期十年且能續約，將在此生產、回收著陸的發射載具並翻新大獵鷹火箭和飛船。

這片區域集中了許多航太企業的總部、美國分公司和研發、生產設施，包括波音 / 麥克唐納・道格拉斯的衛星製造園區、航空太空公司、雷神公司、NASA 的噴射推進實驗室、美國空軍太空司令部的空間飛彈系統中心、洛克希德・馬丁、英國航太系統、諾斯洛普・格魯曼以及 AECOM 等，吸引眾多航空太空工程師以及工程專業的大學畢業生。

與典型航太行業不同，SpaceX 高度垂直整合其火箭和火箭引擎的生產，在霍桑生產車間內自行生產火箭引擎、發射載具、飛船、航空電子系統及各種軟體。儘管如此，SpaceX 仍擁有超過 3000 名供應商，其中約 1100 名每周運送零部件至 SpaceX。

2009 年 6 月 16 日，SpaceX 宣布啟用太空人安全與任務保障部門。NASA 前太空人肯・鮑爾索克斯受僱成為公司副總裁之一以監管這一部門。然而，據報導這位前太空人已於 2011 年底離開 SpaceX 公司。對於肯・鮑爾索克斯辭職的原因，各方沒有給予解釋。而 SpaceX 亦未公布執掌這一部門的替代人選。

2017 年 6 月，SpaceX 宣布將在佛羅里達州卡納維爾港建造面積為 2.17 英畝（0.88 公頃）的設施，用於存放、翻新回收的獵鷹 9 號和獵鷹重型火箭。

### 開發和測試設施

SpaceX 最初在德克薩斯州麥格雷戈營運開發和測試設施。SpaceX 所有的火箭引擎都在火箭引擎試車台進行測試，2013 至 2014 年，蚱蜢火箭 1.0 版在麥格雷戈進行低速低空垂直起降飛行測試。2019 年，星艦測試艦計劃於德克薩斯州布朗斯維爾的太空探索科技公司南德克薩斯發射場開展低空低速垂直起降測試，發射場目前仍在施工。2019 年 1 月 23 日，SpaceX 發言人表示，南德克薩斯發射場颳起大風，吹倒了測試艦的鼻錐，需要將測試延遲數周來進行修復。最終，公司決定摒棄第一艘測試艦的鼻錐，因為在低速測試中鼻錐不發揮作用。

SpaceX 從比爾航空處購入麥格雷戈測試場，並裝上獵鷹 9 號引擎測試所需的支座。自購入以來，SpaceX 對測試場進行了許多改造，併購入毗鄰農場擴大測試場面積。2011 年，公司宣布升級測試場供垂直起降火箭測試。2012 年，為了進行蚱蜢火箭的飛行測試，公司建造了半英畝大的混凝土發射設施。2012 年 10 月，麥格雷戈測試場共有七台測試支座，「每天 18 小時、每周六天持續工作」。

除了常規測試以外，每次任務結束後，回收的天龍號太空船都會被運至麥格雷戈排淨燃油、清潔、翻新，為下一次任務做準備。

### 發射設施

SpaceX 目前營運三座軌道發射場，分別位於卡納維爾角、范登堡空軍基地和甘迺迪太空中心，第四座正在建設的發射場位於德克薩斯州布朗斯維爾。SpaceX 表示，他們看到了這四座軌道發射場的商業價值，認為他們有足夠的訂單來保證發射場得到充分使用。范登堡發射場能夠滿足軌道較傾斜（66° 至 145°）的任務需求，而卡納維爾角發射場則適用於軌道角度不大於 51.6° 的任務。在獵鷹 1 號退役之前，它都從奧莫萊克島上的隆納・雷根彈道飛彈測試場發射。

#### 卡納維爾角空軍基地

卡納維爾角空軍基地 40 號航太發射複合體（SLC-40）用於獵鷹 9 號運載火箭的近地軌道、地球靜止軌道發射任務。40 號發射台並不能夠發射獵鷹重型運載火箭。為了進行運載火箭回收復用計劃，SpaceX 將卡納維爾角空軍基地 13 號發射複合體改造為 1 號著陸場，供獵鷹 9 號第一節火箭著陸。

#### 范登堡空軍基地

范登堡空軍基地 4E 號航太發射複合體（SLC-4E）用於極地軌道發射任務，能發射獵鷹 9 號火箭和獵鷹重型火箭，但不能發射至角度較低的軌道。毗鄰的 4W 號航太發射複合體則改造為 4 號著陸場，2018 年 10 月，獵鷹 9 號第一節火箭成功在此著陸。

#### 甘迺迪太空中心

2014 年 4 月 14 日，SpaceX 簽署為期 20 年的租約，獲得甘迺迪太空中心 39A 號發射台（LC-39A）的使用權。公司對發射場進行改造，滿足發射獵鷹 9 號火箭和獵鷹重型火箭的需求。2019 年 4 月 11 日，第一枚獵鷹重型運載火箭在此升空。SpaceX 還計劃於 2019 年由 39A 發射台向國際太空站發射第一艘載人天龍號太空船。

#### 布朗斯維爾

2014 年 8 月，SpaceX 宣布將在德克薩斯州布朗斯維爾建設商用的南德克薩斯發射場。2013 年 4 月，美國聯邦航空總署發表環境影響報告草案，認為南德克薩斯發射場「不會發生環境影響，美國聯邦航空總署不會阻止 SpaceX 進行火箭發射」。2014 年 7 月，美國聯邦航空總署下發許可證。同年，SpaceX 開始建設新的發射設施，並於次年後半年加快建設。2019 年，該設施進行了首次亞軌道發射。SpaceX 參考科幻小說《穿越火星》對當地地點進行命名。

### 衛星開發設施

2015 年 1 月，SpaceX 宣布它將開始生產衛星、進入全球衛星網際網路行業。第一座衛星廠房位於華盛頓州雷德蒙德，面積約 30,000 平方英尺（2,800 平方公尺）。2017 年 1 月，第二座衛星廠房落成，面積為 40,625 平方英尺（3,774.2 平方公尺），是衛星的研究開發實驗室。2016 年 7 月，SpaceX 獲得了面積約 8,000 平方英尺（740 平方公尺）的創意空間，位於加利福尼亞州歐文，將專門用於研究衛星通訊。

## 發射合約

SpaceX 憑藉公司開發的技術贏得了 NASA 的國際太空站補給任務合約。此外，美軍還授權 SpaceX 進行國家安全太空發射任務。2018 年，SpaceX 進行了約 30 次任務，合約總價值超過 120 億美元。

### NASA 合約

#### 商業軌道運輸服務

2006 年，NASA 宣布 SpaceX 贏得了商業軌道運輸服務（COTS）第一階段合約，SpaceX 需要證明其具有向國際太空站運送貨物的能力，雙方未來還可能簽署載人合約。這份合約由 NASA 設計，目的在於開發新式太空運輸能力，NASA 通過太空法案協定向 SpaceX 提供 3.96 億美元的「種子資金」用於開發貨運版天龍號太空船，SpaceX 則自行出資 5 億美元開發獵鷹 9 號運載火箭。這項太空法案協定節省了 NASA 數百萬美元的開發資金，若 NASA 自行開發火箭，成本將是 4 至 10 倍。

2010 年 12 月，隨著 COTS Demo Flight 1 任務順利進行，SpaceX 成為世界上第一個成功發射入軌並回收太空船的私營公司，在此任務之前只有政府機構有能力回收軌道級太空船。

COTS Demo Flight 2 任務則於 2012 年 12 月進行。任務中，天龍號太空船成功與國際太空站對接，是第一個達成這項成就的私人太空船。

2021 年 9 月 14 日，美國國家航空暨太空總署宣布與 SpaceX 簽訂合約，讓該公司的的獵鷹重型運載火箭將 GOES-U 氣象衛星送入地球同步軌道。

#### 商業貨運服務

商業補給服務（CRS）是 NASA 授予 SpaceX 的一系列合約，要求在 2008 年至 2016 年間使用商業太空船向國際太空站運送貨物和補給。第一份 CRS 合約於 2008 年簽署，NASA 向 SpaceX 支付 16 億美元，合約包含 12 次任務，時間持續至 2016 年。2012 年 10 月，第一次任務 CRS-1 成功進行，太空船進入軌道與國際太空站對接，並在太空停留 20 天，隨後再入大氣層，在太平洋上濺落。從這開始，CRS 任務約每年進行兩次。2015 年，NASA 延長第一階段合約，新增三次補給任務。2015 年末，合約再次延長，SpaceX 共需進行 20 次任務。2014 年，NASA 提出了第二階段合約（也稱為 CRS2），於 2016 年 1 月授予 SpaceX，合約要求後者從 2019 年至 2024 年間進行貨運任務。

#### 商業載人開發

商業載人開發（CCDev）計畫目的在於開發商業太空船用以運送太空人至國際太空站。在第一輪太空法案協定競標（CCDev 1）中，SpaceX 沒有贏得合約。但在第二輪競標（CCDev 2）中，NASA 授予 SpaceX 價值 7500 萬美元的合約，要求開發發射逃逸系統、測試載人飛船原型機並深化獵鷹火箭 / 天龍號太空船的載人運輸設計。CCDev 計畫隨後轉變為商業載人整合能力（CCiCap）計畫，且於 2012 年 8 月，NASA 宣布向 SpaceX 提供 4.4 億美元經費繼續開發、測試天龍號太空船 2 號。

2014 年 9 月，NASA 宣布資助 SpaceX 和波音兩家公司開發載人太空飛行系統，用於運送美國太空人前往國際太空站。2017 年，SpaceX 獲得 26 億美元經費設計並測試天龍號太空船 2 號。合約要求至少進行一次載人飛行，至少搭載一名 NASA 太空人。一旦載人天龍號太空船獲得 NASA 認證，SpaceX 將進行至少兩次、至多六次太空站載人飛行任務。2017 年初，NASA 授予 SpaceX 額外四次太空站載人往返任務。2019 年初，SpaceX 成功進行載人天龍號太空船的飛行測試，其與太空站對接後再入大氣層，濺落於大西洋海面。2020 年美國時間 5 月 30 日下午 3 時 22 分在川普見證下，在佛羅里達州卡納維爾角（Cape Canaveral）順利發射「獵鷹 9 號」（Falcon 9）火箭，把搭載兩名美國太空人的全新「飛龍號」（Crew Dragon）太空船送往國際太空站（ISS），正式宣告美國在 2011 年後重返太空，這是美國 2011 年終止載人太空計劃以來，美國太空人首次利用美國製火箭在美國本土發射升空展開太空飛行任務，也象徵民間企業正式參與太空開發時代來臨。2021 年 8 月 10 日，美國國家航空暨太空總署授予 SpaceX 載人月球著陸器（HLS）的合約。

### 美國國防合約

2005 年，SpaceX 宣布其獲得了一份美國空軍的不確定交付時間 / 不確定交付數量合約，美國空軍向公司購買了價值 1 億美元的發射服務。2008 年 4 月，NASA 宣布授予 SpaceX 一份最高 10 億美元的不定時間 / 不定數量發射服務合約，其價值取決於授予任務的數量。馬斯克則表示，SpaceX 售出 14 份獵鷹火箭發射服務的合約。截至 2010 年 6 月，該合約中的發射服務已排期至 2012 年 12 月。2012 年 12 月，SpaceX 宣布其與美國空軍太空飛彈系統中心簽署兩份國家安全太空發射合約：深空氣象觀測衛星和太空測試計畫 2。2015 年，搭載深空氣象觀測衛星的獵鷹 9 號運載火箭成功發射。2019 年 6 月 25 日，太空測試計畫 2 隨重型獵鷹運載火箭發射升空。

2015 年 5 月，美國空軍宣布獵鷹 9 號火箭 1.1 版獲得國家安全太空發射認證，SpaceX 能夠為美國空軍發射國家安全級機密荷載。這項決定打破了 2006 年以來聯合發射聯盟對美國空軍機密荷載的發射壟斷。

2016 年 4 月，美國空軍首次向 SpaceX 授予價值 8270 萬美元的國家安全太空發射合約，於 2018 年 5 月發射第二枚 GPS Block III 衛星。預計價格比此前類似任務減少約 40%。此前，聯合發射聯盟是國家安全荷載的唯一認證發射服務商。聯合發射聯盟並沒有參與 2018 年 5 月發射的競標。

2016 年，美國國家偵察局表示已向 SpaceX 購買發射服務，其中第一次發射於 2017 年 5 月 1 日進行。

2017 年 3 月，SpaceX 贏下第三顆 GPS Block III 衛星的發射合約，價值 9650 萬美元。次年 3 月，SpaceX 再次獲得三顆 GPS Block III 衛星的發射合約，價值 2.9 億美元。

2019 年 2 月，SpaceX 獲得價值 2.97 億美元的美國空軍國家安全合約，包含 AFSPC-44、NROL-87 和 NROL-85 三次任務。

### 國際合約

#### 哈薩克

SpaceX 曾獲得來自哈薩克的合約，為其發射兩顆衛星，與其他衛星一同搭載於獵鷹 9 號火箭。任務於 2018 年 12 月 3 日進行。據哈薩克國防太空部部長，這項發射將花費 130 萬美元。這兩顆小衛星名為 KazSaySat 及 KazistiSat。

## 發射市場競爭及價格壓力

SpaceX 擁有較低的發射價格，向地球同步轉移軌道發射通信衛星優勢最為明顯，迫使競爭者降低價格。2013 年，太空發射市場由亞利安空間的亞利安 5 號運載火箭及國際發射服務的質子運載火箭所壟斷。獵鷹 9 號每次近地軌道發射標價 5650 萬美元，「是業內最便宜的火箭。重複使用獵鷹 9 號能再將價格降低一個數量級，吸引更多太空企業，規模經濟會使價格進一步變得低廉。」SpaceX 曾公開表示，如果他們成功開發可重複使用發射系統，發射價格可能下探 500 萬至 700 萬美元。

2014 年，SpaceX 參加 20 場全球商業發射服務公開競標，贏得其中九份訂單。太空媒體報導道，SpaceX「開始侵占亞利安空間的市場份額了」。亞利安空間則表示歐洲政府提供補貼以應對 SpaceX 的競爭。歐洲衛星營運商希望歐洲太空總署降低亞利安 5 號和未來亞利安 6 號運載火箭的價格。2015 年，亞利安空間總經理表示，公司「受到 SpaceX 的強烈挑戰…… 因此有些東西需要改變…… 整個歐洲市場都重構、鞏固、合理化、精簡化。」負責生產亞利安 5 號的空中巴士創新總監簡・波提（Jean Botti）警告道，「那些不認真對待伊隆・馬斯克的人將會有大麻煩」。2014 年，沒有商業發射採用俄羅斯的質子運載火箭。

同樣在 2014 年，SpaceX 的發射能力和發射價格開始影響美國軍用荷載發射市場。將近十年以來，美國發射服務商聯合發射聯盟壟斷了軍事發射市場。競爭尚未開始時，聯合發射聯盟的發射價格已經漲至 4 億美元。SpaceX 開始競爭國家安全發射市場後打破了壟斷。SpaceX 的發射價格為 6200 萬美元，顯著低於聯合發射聯盟。

2015 年，聯合發射聯盟預計國內軍事發射合約數量將銳減，並表示如果不能贏得商業衛星發射合約，公司將破產。為了達成這一目的，聯合發射聯盟宣布進行大規模重構生產過程和人員結構，將發射成本減半。

2017 年，SpaceX 獲得 45% 的全球商業發射合約。2018 年 7 月，公司預計全年比例將達到 65%。

2019 年 1 月 11 日，SpaceX 發表聲明宣布其將解僱 10% 的員工，削減成本用於開發星艦和星鏈計畫。

## 參見

* 獵鷹 9 號與獵鷹重型運載火箭發射任務列表
* 火星殖民
* 載人火星任務
* 行星際運輸系統
* 軌道科學公司
* 太空探索
* 藍色起源
* 維珍銀河
* 聯合發射聯盟

## 參考文獻

## 外部連結

* 官方網站
* SpaceX 的 Twitter 帳戶及伊隆・馬斯克的 Twitter 帳戶
* YouTube 上的 SpaceX 頻道
* SpaceX 在 Flickr 上的頁面
* SpaceX 的 Instagram 帳戶