龍飛船，標(biāo)準(zhǔn)的美國(guó)產(chǎn)品，過時(shí)的中文翻譯。飛船名稱dragon，跟中國(guó)龍沒有什么具體關(guān)系，dragon是一種帶翅膀能噴火的怪物。但是中國(guó)早期的翻譯都把龍和dragon對(duì)應(yīng)起來，dragon飛船自然也就翻譯成龍飛船了?，F(xiàn)在，中國(guó)龍的標(biāo)準(zhǔn)英文應(yīng)該是Loong。至于dragon翻譯成中文應(yīng)該怎么叫，我也說不好，不知道大家有沒有什么好主意？

龍飛船雖說是美國(guó)私營(yíng)公司的產(chǎn)品，卻深得中國(guó)產(chǎn)品的精髓——物美價(jià)廉。它的設(shè)計(jì)思路直接挑戰(zhàn)中美俄三國(guó)官方載人飛船的設(shè)計(jì)原則，從節(jié)約成本上下足了功夫，可謂是初生牛犢不怕虎啊。當(dāng)然，嚴(yán)格來說，龍飛船的設(shè)計(jì)方案，也是得到了美國(guó)官方航天機(jī)構(gòu)NASA許可的。我們重點(diǎn)看看龍飛船是怎樣節(jié)約成本的。

一、思路新奇，敢為天下先

1.運(yùn)貨飛船也能回收

除了龍飛船，全世界所有的貨運(yùn)飛船都是不可回收的，包括中國(guó)的天舟飛船。貨運(yùn)飛船只負(fù)責(zé)往空間站送貨，然后帶著空間站里的廢棄物返回大氣層燒毀。似乎這是一個(gè)最佳的選擇。但是龍飛船的老板馬斯克偏偏不信邪，他不僅要讓火箭能回收，還要讓貨運(yùn)飛船能回收。

為什么中國(guó)、俄羅斯、歐空局、日本的貨運(yùn)飛船都采用不可回收方案，龍飛船非要用可回收方案呢？因?yàn)辇堬w船從一設(shè)計(jì)，就是客貨兩用的飛船。拉貨可以不回收，載人絕對(duì)不能不回收啊?？拓泝捎玫娘w船，用一套設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)兩種功能，其實(shí)節(jié)約了設(shè)計(jì)成本，用相同的生產(chǎn)線，又節(jié)約了生產(chǎn)成本。中國(guó)的新一代載人飛船也可以實(shí)現(xiàn)客貨兩用。

貨運(yùn)飛船可回收，到底可以省多少錢？相關(guān)報(bào)道不多，不好評(píng)價(jià)。但貨運(yùn)飛船可回收給國(guó)際空間站帶來了福利，要知道國(guó)際空間站上進(jìn)行了大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，有很多的太空產(chǎn)品和科學(xué)儀器有回收的價(jià)值，而一般載人飛船一次性也就可以往回運(yùn)輸一百公斤左右的貨物，甚至更少。龍飛船，一次性可以帶回來3噸左右的貨物，其運(yùn)力非?？捎^。比如2014年4月，龍飛船就從國(guó)際空間站帶回來了將近1.6噸的貨物，這些貨物包括大量科學(xué)標(biāo)本和一些科學(xué)儀器。這些貨物如果換成載人飛船往回捎，恐怕需要運(yùn)送十多回吧。

貨運(yùn)龍飛船

這樣一算的話，也許貨運(yùn)飛船本身回收再利用的價(jià)值不是特別高，送貨的收入也不算太高。但是往回帶貨的收入應(yīng)該相當(dāng)不菲，畢竟它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是載人飛船，而載人飛船的成本可不是一般貨運(yùn)飛船可以比的。

此外，龍飛船在載人之前，先做可回收的貨運(yùn)飛船，不僅可以發(fā)揮自己的特長(zhǎng)，同時(shí)也為載人版飛船鍛煉回收技術(shù)，載人版飛船還沒有試飛，就已經(jīng)獲得了豐富的回收經(jīng)驗(yàn)。更甚者，貨運(yùn)飛船可重復(fù)利用，也會(huì)為載人飛船可重復(fù)利用積累經(jīng)驗(yàn)。總之，綜合算下來，這筆買賣還是很劃算的。

2.重復(fù)利用，節(jié)約成本

馬斯克是個(gè)會(huì)講故事的人，他打了一個(gè)最簡(jiǎn)單的比方。大家可以想想，如果我們街上跑的汽車全部都是一次性的，開一次就得扔掉，那估計(jì)全世界也沒有多少人能消費(fèi)得起。載人飛船，雖然不是個(gè)人消費(fèi)品，但一次性使用的成本還是非常高的，高頻使用的話，對(duì)一個(gè)國(guó)家來說也是不小的負(fù)擔(dān)。如果能重復(fù)使用，還是有希望把載人航天的成本降下來一部分的。

雖然重復(fù)利用的理念早就有了，但在此之前只有美國(guó)的航天飛機(jī)真正實(shí)踐過重復(fù)利用。通過航天飛機(jī)的實(shí)踐，人們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)可怕的事實(shí)，航天飛機(jī)重復(fù)利用所需要的維護(hù)成本非常高昂，并不見得比俄羅斯一次性的飛船便宜，而且還發(fā)生了兩次無法挽回的航天災(zāi)難。于是，人們對(duì)航天產(chǎn)品的回收再利用開始變得謹(jǐn)慎起來。

貨運(yùn)龍飛船

馬斯克卻不信邪，他先是實(shí)現(xiàn)了火箭一級(jí)的回收再利用，后來又實(shí)現(xiàn)了飛船的回收再利用。正常來說，美國(guó)航天工業(yè)工人的工資比中俄等國(guó)要高很多，原材料價(jià)格也不見得比中俄等國(guó)的便宜。但是，通過回收再利用，龍飛船的乘員船票價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于俄羅斯給美國(guó)的報(bào)價(jià)。這里面不得不說，龍飛船相對(duì)于航天飛機(jī)來說維護(hù)更簡(jiǎn)單、使用更安全。

2017年，SpaceX公司第一次實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)飛船的重復(fù)使用；2021年，實(shí)現(xiàn)了載人飛船的重復(fù)使用，每一次重復(fù)使用都給世界一個(gè)驚艷的示范。據(jù)文獻(xiàn)記載，貨運(yùn)龍飛船大概重復(fù)使用3次，載人龍飛船設(shè)計(jì)重復(fù)使用10次。

3.不加壓的貨倉(cāng)

龍飛船另外一個(gè)創(chuàng)新是充分利用飛船的空間，不僅要利用好飛船乘員艙（加壓艙段），更是充分利用了非加壓部位，把一些無需加壓的部位也設(shè)計(jì)成貨艙。這些非加壓貨艙可以運(yùn)送一些不需要加壓保護(hù)的貨物，大大提高貨物運(yùn)輸量、明顯降低運(yùn)貨成本。在返回的時(shí)候還能利用這些非加壓貨艙運(yùn)輸一些廢棄物，減少內(nèi)部空間的占用。比如，2017年第一次重復(fù)使用的貨運(yùn)飛船，非加壓艙就運(yùn)送了1噸的貨物。

下部為不加壓貨艙

二、突破底線，敢吃螃蟹

1.芯片敢用奔騰

除了重復(fù)利用以外，龍飛船最大膽的一項(xiàng)改進(jìn)，就是使用普通電腦芯片來代替航天級(jí)芯片。正常來說，衛(wèi)星、飛船、空間站、火箭都應(yīng)該使用航天專用芯片，因?yàn)楹教鞂Ｓ眯酒菫楹教旄咻椛洵h(huán)境和極端溫度環(huán)境使用設(shè)計(jì)的，使用這種芯片能盡可能地減少操控錯(cuò)誤，保證航天安全。但是由于航天芯片需要專門設(shè)計(jì)、專門生產(chǎn)，而且產(chǎn)量很低，所以這類芯片的生產(chǎn)成本非常高，售價(jià)自然也非常高。

有人算了一筆賬，具體數(shù)據(jù)可能會(huì)有一些變化，但大概的數(shù)值還是可以參考的。一個(gè)飛船使用的控制器芯片，一片的價(jià)格大概是500萬人民幣，飛船上有14個(gè)系統(tǒng)需要類似的芯片，而且所有航天產(chǎn)品都會(huì)有冗余設(shè)計(jì)，也就是為了提高安全性，往往給每一個(gè)系統(tǒng)放兩塊以上一樣的芯片，多余的作為備份，以防萬一。這樣算來，僅這種控制芯片就需要至少28塊，算下來1.4億人民幣。就這，還不包括其他電路系統(tǒng)所需要的航天級(jí)芯片和電路板。這個(gè)成本著實(shí)不容忽略啊。

龍飛船偏就不信邪，毅然決然使用了普通電腦用的芯片，據(jù)說是Intel工業(yè)級(jí)奔騰雙核芯片，一片價(jià)格只有幾百塊錢。全部芯片替換下來，花費(fèi)只有2.6萬元，節(jié)省了99.98%的芯片成本，省了一個(gè)多億。

當(dāng)然了，換芯片可不是鬧著玩的，一旦出事故，那可就得不償失了?？梢韵胂髶Q用普通芯片肯定會(huì)增加發(fā)生事故的概率的。到底有多危險(xiǎn)呢？太空中充滿了宇宙射線，宇宙射線能量非常高，一旦照射到芯片上，有可能讓芯片上正在運(yùn)行的數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，本來應(yīng)該輸出一個(gè)0，被宇宙射線一照，變成1了，整個(gè)計(jì)算就都錯(cuò)了。這在航天飛行中，是不允許出現(xiàn)的錯(cuò)誤，通過使用航天芯片再加上冗余設(shè)置，可以有效避免這種故障的發(fā)生。

龍飛船換了一個(gè)角度來解決這個(gè)問題。一個(gè)芯片來計(jì)算，肯定很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，兩個(gè)芯片計(jì)算就能相互印證，糾正一些錯(cuò)誤，但在輻射的影響下，出錯(cuò)誤還是大概率的。怎么辦？6個(gè)芯片一起計(jì)算，全都進(jìn)行完全一樣的計(jì)算，少數(shù)服從多數(shù)。雖然說太空里宇宙射線很多，但具體到幾個(gè)芯片大小的面積上，芯片被宇宙射線照射上的機(jī)會(huì)并不是特別大的，六塊芯片同時(shí)被照射的機(jī)會(huì)很小，甚至兩塊芯片同時(shí)被照射的機(jī)會(huì)也不大，往往只有一塊被照上，這時(shí)候就可以讓另外5塊芯片來糾正這塊被照射過的芯片所犯的錯(cuò)誤。

原理就是這么個(gè)原理，具體操作就是用三塊奔騰雙核芯片來計(jì)算，每塊芯片上兩個(gè)核心，也就是有6個(gè)核心各自獨(dú)立計(jì)算，相互印證，中間哪個(gè)核出錯(cuò)了，就安排它重新啟動(dòng)更改數(shù)據(jù)。經(jīng)過龍飛船和獵鷹火箭幾年實(shí)踐下來發(fā)現(xiàn)，這個(gè)策略是可行的，目前還沒有發(fā)生嚴(yán)重的事故。后面，也許真會(huì)有其他飛船跟風(fēng)采用這樣的方案。

2.動(dòng)力裝進(jìn)飛船里，省錢就全面省錢

中國(guó)飛船、俄羅斯飛船、還有其他多數(shù)飛船，往往都是飛船之外安裝動(dòng)力，為了航天員的安全，盡量讓動(dòng)力系統(tǒng)離航天員遠(yuǎn)一些，萬一發(fā)生事故，盡量不要牽連到航天員。

龍飛船卻反其道而行之，把動(dòng)力系統(tǒng)直接裝到返回艙里面。這樣的設(shè)計(jì)當(dāng)然增加了安全隱患，發(fā)動(dòng)機(jī)燃料有毒，還有爆炸風(fēng)險(xiǎn)。但也有幾個(gè)明顯的好處，關(guān)鍵是可以節(jié)約很多成本。

首先，發(fā)動(dòng)機(jī)可以回收了。作為飛船成本的重要組成部分，發(fā)動(dòng)機(jī)如果扔掉的話，會(huì)明顯增加再次發(fā)射的成本的。其他主流的載人飛船回收的過程中，直接把服務(wù)艙扔掉，也就扔掉了整個(gè)動(dòng)力裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)，下一次發(fā)射的時(shí)候需要生產(chǎn)全新的動(dòng)力系統(tǒng)。龍飛船則不用，動(dòng)力系統(tǒng)直接裝進(jìn)了返回艙，下次發(fā)射只需要簡(jiǎn)單維護(hù)一下發(fā)動(dòng)機(jī)，重新加注燃料，就可以再次使用。

其次，可以省掉外接的逃逸裝置。中國(guó)神舟飛船、俄羅斯載人飛船、還有美國(guó)正在建造的獵戶座飛船，在發(fā)射的時(shí)候都會(huì)在頭頂上安一個(gè)看起來像天線的東西，那個(gè)東西是一種特殊的火箭叫做逃逸裝置。就是在火箭發(fā)生危險(xiǎn)的時(shí)候，逃逸裝置能迅速把飛船拽跑，避免航天員受到傷害。但是這個(gè)逃逸裝置成本還是挺高的，如果能在保證安全的情況下不用，還是很有誘惑力的。龍飛船的動(dòng)力裝置就可以替代逃逸裝置，遇到危險(xiǎn)自己從尾部噴火就可以離開火箭，不必要再額外借助一個(gè)逃逸裝置。如果不發(fā)生故障，自己的動(dòng)力就可以用來正常變軌實(shí)現(xiàn)與空間站的對(duì)接，一套動(dòng)力兩種用途。

再次，可以省掉整流罩。整流罩雖然不算很貴，但也不算便宜，能省下來還是很值得一試的。龍飛船自己的外形設(shè)計(jì)就符合整流罩的要求，不必要額外增加整流罩。

此外，未來還可以嘗試垂直動(dòng)力反推降落。雖然由于垂直反推降落取得NASA認(rèn)證比較困難，龍飛船暫時(shí)放棄了這個(gè)功能，但是將來經(jīng)過充分論證以后，還是可以再次啟用這個(gè)功能的。有了垂直降落功能以后，飛船的適用范圍還可以擴(kuò)大。

三、其他省錢策略

要說SpaceX真是變著花樣研究怎樣節(jié)省費(fèi)用，能省錢的地方絕對(duì)不多花錢。比如，發(fā)動(dòng)機(jī)用3D打印技術(shù)生產(chǎn)，軟件操作系統(tǒng)直接使用成本低廉的Linux系統(tǒng)定制，盡可能節(jié)約生產(chǎn)成本；值錢的儀器設(shè)備包括動(dòng)力裝置都收藏進(jìn)回收艙，能不浪費(fèi)絕不浪費(fèi)。除了非密封艙、太陽能電池板、防燒蝕外殼、降落傘系統(tǒng)等很難回收再利用的部件以外，能回收都回收，盡量減少浪費(fèi)。成本就是這么一點(diǎn)一滴節(jié)省下來的。

再比如，空間利用最大化除了體現(xiàn)在貨運(yùn)飛船上以外，還體現(xiàn)在了載人飛船上。飛船設(shè)計(jì)的空間足夠大，一次最多可以運(yùn)送7名航天員，跟航天飛機(jī)一樣。雖然跟NASA簽訂合同一次最多運(yùn)送四名航天員，但是以后為普通人服務(wù)的時(shí)候，還是可以啟用7座方案的，這樣就可以有效降低每個(gè)乘客所需承擔(dān)的費(fèi)用，讓更多人能承擔(dān)得起太空旅游的費(fèi)用。

總之，當(dāng)一個(gè)私營(yíng)公司，完全從成本核算角度來生產(chǎn)航天產(chǎn)品的時(shí)候，徹底顛覆了以前的航天產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念。可以說，給全世界上了一課。當(dāng)然，不可否認(rèn)，他們這樣的設(shè)計(jì)方案，還是存在一定安全隱患的，比如載人龍飛船在逃逸試驗(yàn)中就曾經(jīng)爆炸過，希望他們能采取足夠科學(xué)的措施，盡量避免危險(xiǎn)的發(fā)生。