當人們提及新西蘭的時候，第一個反應就是牛奶、蜂蜜和指環(huán)王的外景地。然而從現在開始，這個農業(yè)國就要出口最先進的工業(yè)品了——火箭！改變局面的是一個叫做皮特·貝克的年輕人。他的火箭實驗室公司在2018年4月和11月兩次成功發(fā)射了一種叫做“電子”的小火箭，而且簽下了美國宇航局（NASA）和美國國防部的大單。

貝克其人

我們需要知道，新西蘭雖然是個農業(yè)國，卻不是那種傳統(tǒng)意義上的落后農業(yè)國，而是在西方工業(yè)化社會中的現代化農業(yè)分工者。新西蘭的農業(yè)和牧業(yè)都是高度現代化、機械化的。這意味著新西蘭人對于現代工業(yè)技術的了解一點也不亞于歐美發(fā)達國家。而新西蘭經濟的運行模式也是高度現代化的。皮特·貝克就出生在這樣的一個社會環(huán)境里。

機械少年

貝克出生在因弗卡吉爾市，這里是整個新西蘭最南端。他父母都擅長于機械，受到家庭影響的貝克也精于此道。讀中學的時候，貝克的娛樂就是折騰家里的舊mini轎車，他把這輛車拆成零件，然后再裝回去，還加上了渦輪增壓器。

從技工學校畢業(yè)之后，17歲的貝克在一家叫做費雪派克的工具公司當學徒。這家公司對貝克很寬松，除了本職工作之外，還允許他用公司的機械和材料搞些DIY。

貝克立刻開始研究他最喜歡的東西——火箭發(fā)動機。他首先選擇了常溫常壓下可以保存的氧化劑，也就是過氧化氫。不過為了安全，市面上的過氧化氫濃度只有50%，貝克必須自己想辦法把它提純到90%才能用在火箭推進上。于是他把自己的備用臥室改成了工作間，在里面設置了一個氣泡真空反應器，拿來提純過氧化氫。然而有一天早晨他醒來的時候，感到頭痛欲裂。原來是反應器漏了！貝克趕緊把反應器搬到了花園的工具棚里。

2001年，貝克轉職到奧克蘭的工業(yè)研究公司（現在叫卡拉翰創(chuàng)新公司）上班。這里的條件比那個南方小城好得多。

30歲那年，貝克造出了人生中第一臺火箭發(fā)動機，雖然推力只有200牛，但畢竟是個成功的作品。然后，貝克一發(fā)而不可收，制造出了好幾種能飛的火箭。

在此期間，貝克曾經前往美國探望在那里工作的妻子，待了幾個禮拜。他用這段時間拜訪了一些航天機構。貝克先是前往莫哈維沙漠中的某個軍事基地——推測是范登堡基地——但因為沒有預約而吃了閉門羹。不過在其他地方，貝克還是得到了熱情接待。

▲ 電子號火箭的直徑不大，貝克一個人坐進去顯得很狹窄

這段訪美經歷給了他極大的鼓舞。回到新西蘭后，貝克決定，非要做個火箭工程師不可。

貝克作為一名介于70后和80后之間的年輕人，對于火箭業(yè)務這件事也有著異于前人的態(tài)度，更愿意把整個過程在社交網絡上分享。如果因為技術或者天氣原因取消發(fā)射，公司會在推特上公布消息。如果發(fā)射成功，就會在社交媒體上盡快公布照片以及火箭回傳的視頻。總之，貝克是把發(fā)射服務和行為藝術結合在一起經營的。

投資人的青睞

2006年，貝克遇到了他生命中第一個貴人斯蒂芬·丁多爵士。后者不但是富豪，坐擁K1W1投資公司，還非常賞識貝克。他已經通過旗下多個機構，為創(chuàng)新企業(yè)提供了超過1.5億美元的投資。

因為擁有了丁多的支持，貝克離開雇主，自己創(chuàng)立了火箭實驗室公司。丁多不但自己投資給貝克，還把他介紹給美國硅谷的投資家維諾德·柯斯拉?？滤估瑯訉ω惪嗽u價很高，認為他已經具備了一名世界級航天工程師的水平，而且對自己的事業(yè)非常專注。

新西蘭政府此前完全沒有考慮過，自己的國家里居然會出現一個火箭工程師。經過反復考察，新西蘭政府決定支持他的工作，向火箭實驗室公司提供2500萬美元的資助，分五年支付。

火箭實驗室公司早期還研制過一些探空火箭，這些直徑200毫米、長5.5米的東西能攜帶25千克載荷，飛到距離地球表面250公里的高度，然后墜落。它們雖然不能入軌，但畢竟進入了宇宙空間，而且只要8萬美元一發(fā)。

2008年前后，一位叫做馬克·洛克特的人加入了火箭實驗室公司。是的，這個人就姓“火箭”（Rocket）。洛克特當時已經是千萬富翁，他19歲到倫敦讀書，然后回到新西蘭，在1998年創(chuàng)立了新西蘭旅游在線網站。2006年，洛克特把這個網站賣給了電話黃頁公司，得到了1000萬美元。洛克特帶來的錢也在很大程度上幫助了貝克。洛克特之所以要幫助貝克，并不僅僅因為自己的姓氏，也因為他真的喜歡航天飛行。他是唯一一個購買了維珍銀河公司亞軌道飛行服務的新西蘭人。但是在后來關于火箭實驗室公司的報道中，人們再也沒見過洛克特的名字。顯然，兩人已經分道揚鑣。

“電子號”是什么

▲ 電子號火箭采用碳纖維殼體，因此表面呈現出粗糙的黑色

電子號火箭是一種很小的運載火箭，因為采用了整體碳纖維結構，所以看上去黑乎乎的。不同的媒體渠道對電子火箭給出了不同的參數。因此，我們在這里給出火箭實驗室公司在國際宇航聯大會上發(fā)布論文的數據，應該是最權威的了。

電子號火箭能把150千克的載荷發(fā)射到500公里高的太陽同步軌道上，無論是在新西蘭的一號發(fā)射場還是在美國的發(fā)射場，所能實現的都是這個數據。

為什么是黑的

按照這家公司的說法，火箭上的所有分系統(tǒng)和部件都是自己設計、制造和測試的，核心技術包括先進的無毒火箭發(fā)動機、創(chuàng)新性的電子系統(tǒng)和碳纖維復合材料。

首先說碳纖維。碳纖維材料在航空航天領域的使用由來已久，但完全用碳纖維來構成火箭結構的還非常少見。此前，馬斯克用碳纖維來制造獵鷹9號火箭的燃料儲箱，電子號火箭則更進一步，在整箭結構上全面采用碳纖維，其中包括火箭殼體。這樣的結果是比金屬材料減重40%，另一個結果是火箭看上去黑乎乎的。

電子號火箭的動力來自貝克自行研制的“盧瑟?！币貉趺河桶l(fā)動機。第一級采用9臺；第二級只有1臺，但性能與第一級的有所不同，針對真空條件作了優(yōu)化。

電子號火箭的整流罩同樣不算大，長度只有2.5米，直徑1.2米。但因為采用了碳纖維，重量只有44千克。因為重量輕，所以它沒有采用傳統(tǒng)火箭整流罩的爆炸分離技術，而是用了氣動鎖扣和彈簧分離。

結構部分要減重，電子部分更是減重的重點?；鸺龑嶒炇夜咀孕性O計了小型化的電子設備和計算機系統(tǒng)，連導航系統(tǒng)都是自己設計的。S頻段發(fā)射機不但用于測控，也用于向地面回傳視頻信息。

▲ 二級火箭只裝了一臺發(fā)動機

▲ 貝克的發(fā)動機用兩只手就能舉起來

這家公司之所以要強調“全都是自己干的”，主要是為了推廣高頻率發(fā)射的服務模式。如果某個重要分系統(tǒng)是從其他企業(yè)采購的，那么就有可能受制于人。

兩只手能提起來的發(fā)動機

現在來說說電子號火箭的“盧瑟福”發(fā)動機。

和“運載火箭”這個詞匯帶給人們的傳統(tǒng)印象相比，“盧瑟?！卑l(fā)動機的體積實在是有點小。發(fā)明人貝克可以用兩只手把它提起來抱在懷里。它的一個主要特點，是去掉了傳統(tǒng)液體火箭發(fā)動機的燃氣發(fā)生器，用鋰電池給電動機供電，直接驅動燃料泵，把液氧和RP-1煤油注射到發(fā)動機的燃燒室里。因此，“盧瑟?！钡慕Y構看起來異常緊湊。這并不是因為貝克比從前的設計師們都更聰明，而是因為近些年的相關技術取得了重大進展。特別是鋰電池技術和無刷電機技術，比火箭技術發(fā)展早期要進步多了。

“盧瑟?！卑l(fā)動機得益于技術進步最大的地方還不是鋰電池，而是3D打印。這種全新的技術讓設計師們能夠實現很多奇思妙想。不但如此，3D打印還能顯著加快制造效率。尤其對于這種需求量有限、體積不算大、結構非常復雜、傳統(tǒng)工藝制造起來非常麻煩的設備來說更是如此。

當然，采用液氧煤油燃料還有另外一種考慮。新西蘭以農牧業(yè)立國，因此對環(huán)境保護非常重視。如果貝克選擇了偏二甲肼+硝酸或者帶有高氯酸鹽的固體推進劑，新西蘭政府斷然不會通過他的環(huán)境評測。

“居里”上面級

瞄準近地軌道的火箭一般只需要兩級。但一箭多星發(fā)射的時候，不同衛(wèi)星可能要進入不同的軌道。這樣的操作一般靠衛(wèi)星自己的發(fā)動機實現，也可以靠上面級來實現。然而，立方星本身體積就很小，能容納很小的姿控發(fā)動機就不錯了，很難有空間留給變軌發(fā)動機。為了解決這個問題，火箭實驗室公司在電子號火箭上安裝了一種自行研制的“居里”上面級。

▲ 被命名為”居里“的上面級

“居里”上面級裝有一套動力系統(tǒng)，包括一臺可以重新啟動的火箭發(fā)動機和燃料供給系統(tǒng)，它可以容納兩顆衛(wèi)星，將它們送進預定軌道。這臺發(fā)動機的推力只有120牛頓，和“盧瑟?！币粯邮怯?D打印技術制造出來的。但無論如何，“居里”也比小衛(wèi)星自己能攜帶的變軌發(fā)動機推力大多了，所以入軌可以更快。“居里”是一種單組元推進劑的液體發(fā)動機，火箭實驗室公司聲稱，所采用的是“綠色”燃料。業(yè)界推測可能是AF-M315E（羥基硝酸銨）或者LMP-103S（二硝酰胺、水、甲醇和氨水的混合物），但該公司并未證實。

▲ 火箭實驗室公司的測控設施很簡單

▲ 火箭實驗室公司的員工們與火箭合影

風景如畫的發(fā)射場

電子號火箭的本土發(fā)射場在新西蘭北島的馬西亞半島南端，叫做阿胡里里角?！榜R西亞”在毛利語中的意思是“遠方的聲音”。這是一個海邊的懸崖，海域開闊，也沒有太多航班經過。新西蘭面積不大，因此火箭發(fā)射場的占地也非常有限。我們從照片上可以發(fā)現，發(fā)射場只占了靠近懸崖的一小片土地，圍欄外面依然是草場，牛群正在吃草。

在評分標準上，2018年全國職業(yè)院校導游技能大賽規(guī)程中規(guī)定，參賽選手總分為100分，其中導游知識測試占10%，自選景點講解占35%，現場導游詞創(chuàng)作與講解占30%，導游英語口語測試占10%，才藝運用占15%，并規(guī)定了現場導游詞創(chuàng)作與講解的評分標準及要求（見表1）。在評分標準中，對于導游詞的創(chuàng)作和講解基本上占據了同等分值，甚至還超了兩分，可見創(chuàng)作的重要性。選手在即興講解比賽中，是提前半小時抽取題目的，也就是說，比賽的準備時間只有30分鐘，創(chuàng)作的難度可想而知。然而，即興講解詞的創(chuàng)作并不是無章可循。

從這里起飛可以覆蓋39°～98°的軌道傾角范圍。但是這里比較偏僻，用戶要把衛(wèi)星運過來，再處理、總裝和發(fā)射，需要付出一定的成本。這對爭取美國客戶是非常不利的。衛(wèi)星是很嬌氣的東西，從美國飛到奧克蘭，再用卡車運到阿胡里里角，怎么也要幾天時間。電子號火箭的快速發(fā)射優(yōu)勢就被吞掉了。

因此火箭實驗室公司還是在美國設立了一個發(fā)射場，位置在美國東海岸弗吉尼亞州的沃洛普斯發(fā)射場，這是哥達德飛行中心的下屬設施。傳統(tǒng)上，這里是發(fā)射探空火箭和高空氣球的地方。用來發(fā)射電子號這么小的火箭很合適。

但是這里的空域比較繁忙，如果陷入復雜的協(xié)調程序，就難以發(fā)揮電子號火箭快速發(fā)射的優(yōu)勢。因此這家公司又打算進駐阿拉斯加州的太平洋航天港。這里同樣人煙稀少，和新西蘭馬西亞半島有點像，而且距離美國大陸、加拿大這兩個衛(wèi)星強國的生產設施都比較近，可謂兩全其美。

電子號火箭號稱可以實現高頻率發(fā)射，從進場到起飛時間很短?；鸺龑嶒炇夜具€為此給出了一個詳細的時間表，從中可以看出“電子”團隊的工作節(jié)奏。

發(fā)射前7小時 發(fā)射團隊進入發(fā)射場發(fā)射前6小時 封閉道路，避免無關人員進入發(fā)射場發(fā)射前4小時 火箭豎立到發(fā)射臺上，并加注煤油發(fā)射前兩個半小時 發(fā)射團隊撤離發(fā)射臺，進入掩體發(fā)射前兩小時 火箭加注液氧發(fā)射前一小時 航空管制部門發(fā)布禁空令，避免航空器進入發(fā)射空域發(fā)射前10分鐘 最后一次發(fā)射前檢查發(fā)射前2分鐘 啟動自動程序，箭上計算機進入發(fā)射程序發(fā)射前2秒 一級的9個發(fā)動機點火0秒 火箭開始上升發(fā)射后2分42秒 一級關機發(fā)射后2分45秒 一級分離發(fā)射后2分48秒 二級點火發(fā)射后3分6秒 整流罩分離發(fā)射后9分12秒 火箭入軌發(fā)射后9分15秒 二級關機發(fā)射后9分20秒 二級分離發(fā)射后51分1秒 “居里”上面級點火發(fā)射后52分7秒 “居里”上面級熄火發(fā)射后54分10秒 所有載荷分離，各自進入軌道

環(huán)保部也支持

新西蘭自稱是農牧業(yè)國家，因此對于環(huán)境保護非常重視。事實上，新西蘭環(huán)境部確實針對火箭實驗室公司和電子號火箭給出了一份好幾十頁的文件。

其中除了羅列相關法律條文之外，也披露了一些與火箭設計本身有直接關系的內容。例如，文中指出，“盧瑟?！卑l(fā)動機是用一種叫做英科耐爾（inconel）的耐高溫、耐腐蝕合金制成，主要成分是鎳、鉻、鉬、鈮，等等。發(fā)動機空重20千克，而用于給電機供電的則是鋰電池。

但是與微小的風險相比，火箭實驗室公司的業(yè)務所能帶來的經濟效益非常巨大。這不但能在火箭實驗室公司本身和分系統(tǒng)、零部件供應商中創(chuàng)造新的工作機會，根據計算，它將給新西蘭帶來每年1350萬～3500萬新西蘭元的直接經濟產值，還能帶動相關產業(yè)的發(fā)展，產生每年4900萬～1.49億新西蘭元的間接經濟產值。上述工作崗位的員工進行生活消費，還能帶動每年225萬～750萬新西蘭元的其他直接產值。而火箭實驗室公司的成功，還能激發(fā)其他新西蘭企業(yè)進軍航天，因此而帶來的產值可能達到每年950萬～2250萬新西蘭元之多。

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“電子號”的競爭者

打算造小火箭快速發(fā)射衛(wèi)星的不止貝克一個人。據說現在已經有好幾十家創(chuàng)業(yè)公司表示，自己也要搞小衛(wèi)星發(fā)射服務。當然，其中靠譜的不算多。這里的“靠譜”，指的是真的有錢造火箭樣機或者已經造出了樣機的。

首先是維珍軌道公司，因為有布蘭森這個大靠山，沒有人懷疑它可以把火箭真的制造出來發(fā)射進太空里。實際上，這家企業(yè)已經把模擬火箭掛到了“太空少女”號波音747客機上，進行了一次試飛，但是模擬火箭并沒有離開機翼下的發(fā)射架。維珍軌道宣布，要在2019年進行第一次軌道發(fā)射。對這家公司來說，非常有利的一點是已經加入了NASA和美國國防部的采購計劃，特別是加入了美國空軍的快速響應航天發(fā)射計劃，相當于已經敲定了未來的合同。

有一家叫做“矢量”的企業(yè)處在比較尷尬的境地。這家企業(yè)研制了一種叫做“矢量R”的火箭，它的設計與制造理念與“電子號”幾乎是一模一樣的：液體火箭發(fā)動機、3D打印、快速發(fā)射。眼下火箭已經造出來了，但只是在2017年進行了一次工程樣機的試飛，達到了3000多米的高度，連亞軌道都算不上。矢量公司原計劃在2018年夏天實施首次入軌飛行，但是一拖再拖。目前計劃是在2019年實施。不過矢量公司拿到了美國空軍的研發(fā)支持合同，或許還有發(fā)展的前景。

關于矢量公司，還有兩件事值得一說。首先，它的創(chuàng)始人吉姆·坎特雷爾曾經是太空探索技術公司的高管。他和馬斯克分道揚鑣之后，并沒有放棄自己的航天夢，因此重新創(chuàng)業(yè)。不過現在看來，想要圓夢不算很容易。另外，他也選擇了阿拉斯加的太平洋航天港作為發(fā)射基地，可能以后就要和火箭實驗室公司做鄰居了。

還有一家叫做“火焰飛行”的公司打算在2019年年底發(fā)射，火箭名為“阿爾法”。不過這個進度的前提是一切順利。按照火箭研制的一般規(guī)律，恐怕這個時間節(jié)點是保不住的。

這么多小火箭公司，瞄準的是一個狹窄的市場。因此，有多少人能活下來，恐怕不令人樂觀。任何一個創(chuàng)業(yè)者都不會承認自己處在劣勢，但實際上有幾家企業(yè)正在考慮別的商業(yè)模式。

例如矢量公司正在研究亞軌道飛行，用來支持高超聲速研究。火焰飛行公司則考慮研制一種電推進的軌道轉移飛行器，用來把低軌道上的衛(wèi)星送入同步轉移軌道甚至奔月軌道。雖然電推進的轉移速度比較慢，但是因為利用太陽能作為動力，成本比較低。

不管怎么說，2019年將是小型火箭市場發(fā)生決定性變化的一年。在貝克這樣的創(chuàng)業(yè)者率先取得成功后，其他競爭者如果不是有強大背景或者現成客戶渠道，很難找到立足之地。至于這個市場能容納多少個商家，恐怕要等到2019年年底才能有結論。