本文来自微信公众号：Wait But Why（ID：wbwtimurban），本文首发于2015年，作者：Tim Urban，译者：老屋厨子、Eric Zhu、Jimmy Huang，编辑、校对：Edina，原文标题：《SpaceX 系列 | 3. 如何殖民火星》，题图来自：视觉中国
生活中总有一些“从A到B”的艰难转变。
从A) 我不敢相信我的闹钟刚才居然没响！
到B) 我现在居然正沉浸于工作无法自拔；
从A) 完蛋，我的租约下个月就到期了！
到B) 天哪，我现在已经搬进了一个新公寓，而且一切都布置妥当；
从A) 哦，该死，我其实烦透了我老婆！
到B) 哦，太好了！现在我有个新媳妇了，一切都如此美好！
……想想这些变化可都够难的。
但是，如果这种转变是：
从A）我想把100万人送上火星，
到B）现在火星上有100万人
——那可尤为艰难！
不过，埃隆·马斯克可比你有野心。
自从这个项目开始以来，我已经和马斯克谈了六次。当然我的注意力并没在数对话次数，事实上大部分时间我们都在谈如何实现这个火星项目。听起来，他只需要两样东西，然后就万事俱备了：
1）一个愿望
2）一套方法
传统的观点可能是，“有志者事竟成”。我们在五十多年前就登上了月球，比人们拥有计算机的时间还早15年。所以现在看来，去火星似乎也是完全可行的——限制的因素肯定只是缺乏意愿。
但马斯克认为情况恰恰相反。我们所拥有的去火星的方法是“烧钱法”，但要想殖民火星光烧钱可行不通。对马斯克来说，他缺的是一种能够以负担得起的成本去火星的方法。他把美国称为一个“探险家的国度”，“浓缩了人类的探索精神”。
他相信，如果去火星的费用够低，人们就会产生很强的意愿。但因为这实在是一件遥不可及的事，所以没有人谈论它，而人们去火星的意愿也完全处于休眠状态。
如果有人告诉我，曼哈顿一套带大阳台的顶层公寓的价格下跌了95%，我肯定迫不及待地租下来住进去。但是因为现实它那令人咋舌的价位，我就没有很强的欲望去租那里——我甚至压根不会去想。
之所以我现在没有泡在热水浴缸里、俯瞰着纽约天际线写这篇文章，并不是因为我不想，而是因为我没法子。
马斯克对火星的看法也一样。与其说“有志者事竟成”，他似乎更相信的是“万事俱备则水到渠成。”
具体来说，马斯克设想的模式是，前往火星的“航程”将由搭乘“航班”的乘客承担，就像地球上的公共交通一样——关键是将票价降到够便宜，使一百万人愿意购买。他向我解释道。
用马斯克的话来说：
一定要有一组愿意去火星的人和负担得起去火星的人的交集，如果这个交集的数量等于让火星生存自给自足所需的人数，那就是关键解决方案。
所以大致应该是这样：
问题是，现在情况更像下图：
由于马斯克认为，一旦存在可行的方法，意愿（黄色圆圈）就会相应增长，因此他将小小的蓝圈视为关键制约因素：
太空旅行的成本过高。他认为，解决这个成本问题才是从A到B的关键。
因此，在2002年，马斯克做了进一步探索：“我组建了一个团队，连续好几个周六我让他们做一个有关更高效地建造火箭的可行性研究。很明显，没有什么能阻止我们去做这件事。火箭技术自60年代以来并没有实质性进步——甚至可以说还倒退了！”他显得很兴奋。
但回到现实。如果你决定彻底改变太空旅行的成本问题是解决火星问题的关键，你并不会说，“太好了！我要去干了！”你反而会说：“这我可不知道怎么干。”
为了了解马斯克是如何做到的，让我们试着按逆向逻辑倒推一下：
问：我如何彻底改变太空旅行的费用问题？
答：经过几十年的创新，数百次的试验与错误，以及数以千计非常聪明的人的共同努力。其实就是这样简单，但背后的门道嘛……
问：项目到底从哪儿弄经费？如果政府有兴趣资助这个项目，他们早就自己做了。而且没有哪个慈善家会把数百亿美元投入到一个如此庞大、跨越30多年、还不能保证实现的项目中。
答：你可以通过将研发业务转化为能盈利的太空运载服务来解决项目经费。
为了测试你的创新技术，你需要做很多次发射。而政府和公司会付给你一大笔钱，通过你的发射把卫星、货物和人送上太空。一石二鸟。
问：但我怎么知道如何向太空发射东西呢？
答：你当然不知道。你必须花几年时间从零开始学习如何做，自己建造所有的飞行器，并证明你可以发射成功，然后才会有人雇你提供运载服务。
问：但是如果在最初的学习和开发阶段没有任何客户，那么谁来为这个阶段付费呢？
答：你自己啊，创始人。
问：我怎样得到这笔钱的？
答：你和别人合伙创立了PayPal，然后你又把它卖了。
这就是马斯克在2001年的思考逻辑，而这决定了SpaceX的商业计划：
现在SpaceX已经努力了13年（译注：文章写于2015年）。
让我们回顾一下到目前为止都发生了些什么，以及前方还有什么。
第1阶段：想办法把物品送入太空
主角：猎鹰1号
目标：在马斯克资金断裂前把火箭送入轨道
第1阶段其实在SpaceX成立前就存在了，这要回到2001年中期，那时马斯克还在PayPal。他热切思考着下一步行动就是要进军太空领域。
他做了任何人在没有受过任何相关教育的情况下，想要在一年左右成为世界级火箭科学家时都会做的事——读些书。
这样的书他读了一本又一本，基本都能背下来。
火箭专家吉姆·坎特雷尔（Jim Cantrell）在那段时间见了马斯克，并与他一起参加了那次以失败告终的俄罗斯之行。
他说：“他会逐字逐句地引用这些书中的段落。他变得对这些材料非常熟悉。”
为了补充自己的阅读，马斯克问了很多人很多问题。坎特雷尔把马斯克称为“迄今为止跟我合作过的唯一最聪明的人”，他说马斯克“雇佣了很多我的同事，他们都愿意在火箭和航天业务上向他提供咨询，就好像他要吸收他们的经验一样。”
当马斯克开始越来越认真地谈论将太空作为他的下一个重大目标时，他的朋友们开始担心他了。
换作你不担心吗？
想象一下，如果你的朋友卖掉一家互联网公司赚了一大笔钱，然后他告诉你他要把这些钱几乎全部花光，试图成为第一个建立太空发射公司的民营企业家——而理由则是让人类实现多星球生活非常重要。
你肯定觉得他不正常吧！
马斯克的一个朋友竭尽全力劝说他放弃这个疯狂的项目，他把火箭爆炸的画面剪辑在一起，强迫马斯克观看。
但马斯克绝非常人。他继续前进，毫不动摇。
在为自己打下坚实的知识基础之后，是时候让其他人也加入进来了。
当我向马斯克讨教他的生意经时，他责备我，解释说：“我不知道生意是什么。所谓公司就是一群人一起创造产品或服务。没有所谓的生意，只是去追求一个目标——一群人追求一个目标。”
于是他开始召集一群他能找到的最聪明的人——SpaceX就这样诞生了。
然后，包括著名火箭工程师汤姆·穆勒（Tom Mueller）在内的全明星核心团队招聘到位。
SpaceX早期的一些招聘政策是这样的：
不要窝囊废。
马斯克说如果你讨厌你的同事或老板，你可不会想来这儿，即使来了也呆不了多久。
聘用（和提拔）是基于才能，而不是经验。
马斯克曾说过，他不太在乎研究生学历、大学学历，甚至高中学历——他只在乎能力、个性和对SpaceX使命的热情。
我和SpaceX公司的飞行器工程副总裁马克·胡安科萨（Mark Juncosa）坐下来聊过，我惊讶地发现，这是个很随和的加州哥们，看起来就像我的那些呆萌老友，而不是顶尖的火箭科学家。
他告诉我，他是一个糟糕的学生，就在他萎靡不振的时候，他大学里的汽车俱乐部发现他对赛车很感兴趣。事实证明，他在这方面是个天才。
毕业后有人把他介绍给马斯克，马斯克就雇佣了他。Juncosa在公司迅速崛起，现在30岁出头的他负责公司的一个主要部门，有数百名经验丰富得多的员工为他工作。
像这样的故事似乎有很多，反映了SpaceX非同寻常任人唯贤的管理制度——我遇到了扎克·邓恩（Zach Dunn），发射工程的高级主管，他看起来似乎只有12岁。
邓恩告诉我，几年前他刚开始实习。早些时候，当他以为马斯克不知道他是谁时，马斯克告诉邓恩，他认为自己是一个非常强的工程师，这让邓恩意识到马斯克对公司的每个人都有敏锐的了解。几年后，邓恩被委任负责发射工程并管理100多名员工。
马斯克面试每个人，包括清洁工，而且面试方式奇特。
在公司成立的头八年，直到公司拥有1000名员工，这一规则都一直延续。根据马斯克的传记所述：
“每位员工在去见马斯克之前都会收到警告。他或她被告知，面试可能持续30秒到15分钟不等。
在面试初期，埃隆可能会继续写他的电子邮件，继续工作，不会说太多话。别慌！这是正常的。最后，他会从椅子上转过身来面对你。即便如此，他可能也不会和你进行真正的眼神交流，或者完全认识到你的存在。别慌！这也是正常的。待时机合适，他自然会跟你交流。”
和特斯拉一样，SpaceX也高度垂直整合。
这意味着SpaceX没有将大部分火箭制造过程外包给第三方供应商，而是自己完成几乎所有主要部分的制造，从而保持对大部分供应链的所有权和控制权。
这在航空航天业中是极不寻常的。
正如阿什利·万斯（Ashlee Vance）解释的那样，“这个工厂就是SpaceX的圣殿，它把内部制造视为火箭制造游戏中的主要武器。SpaceX 80%到90%的火箭、引擎、电子产品都是自己制造的，而且……它还自己设计主板和电路、探测振动的传感器、飞行计算机和太阳能电池板。”
安德鲁·卡耐基（Andrew Carnegie）和亨利·福特（Henry Ford）等老派实业家都主张垂直整合，今天的苹果在很多方面也是如此。
如今，大多数公司都不愿承担垂直整合所需的庞大规模，但对于像马斯克或乔布斯这样的质量控制狂来说，这是他们实现垂直整合的唯一途径。
火箭制造过程的诸多环节被整合在SpaceX工厂里，甚至是在同一个楼里实现整合，就像Tesla——工程师们抱着计算机呆在设计和制造车间中，或在全玻璃办公室里，周围的整个装配过程一览无余。
随着团队的壮大和部门的形成，马斯克以一种非比寻常的方式始终密切参与着几乎每一个流程。
一些老板被称为“微观管理者”——在马斯克的公司里，他的事必躬亲为他赢得了“纳米管理者”的称号。
引言：全知全能的埃隆·马斯克
我在特斯拉和SpaceX采访过的几乎每一个人都强调，马斯克在他们各自的领域都是专家，无论是汽车电池、汽车设计、电机、火箭结构、火箭发动机、火箭电子（“航空电子设备”），还是航空航天工程。
他能做到这一点，是因为结合了他对物理和工程的基础理论极其深厚的理解和他天才般学习吸收的能力。
正是这种近乎极致的精深专业知识，让马斯克能够对公司发生的一切保持异常高的控制水准。
关于SpaceX的火箭，马斯克说：“我对我的火箭里里外外了如指掌。我可以告诉你表面材料的热处理温度、它在哪里变化、我们为什么选择这种材料、焊接技术，甚至最小的焊点……等等。”
我向SpaceX软件工程副总裁真纳·侯赛因（Jinnah Hosein）询问了马斯克的纳米管理。他说：
“对于初次加入该公司的人来说，最大的惊喜是SpaceX抛出了‘纳米管理者’这个概念。你会说，‘好吧，他喜欢控制每一个细节，事必躬亲，这很酷’，但其实你并不明白。
对于公司的首席执行官来说，他拥有令人难以置信的知识深度——他有所有可供利用的信息，他可以钻研任何一件事，而且他经常这样做。
他为公司制定的决策和发展方向都从很底层开始考虑，有着极高的精准性。我无法想象其他公司的任何人能这样做。
想到他一个人为这么多事情做出关键决策，对我来说太了不起——他可以把所有事情都记在脑子里，必要时可以实时提取，以做出正确的决定。”
好了，现在是2002年中期，这个疯狂的想法开始变成现实。有明确的使命、有团队、还有个与生俱来的天才CEO。
下一步——造火箭。
在我们深入了解SpaceX的第一枚火箭之前，让我们先搞清楚一些术语：
几乎所有太空发射的目的都是把某些东西送入太空。
你要运的东西就叫有效载荷。有效载荷可以是卫星、货物、人、甚至是猴子——任何东西。
2014年，SpaceX将20只老鼠送入太空，并将它们送往国际空间站参加一系列实验。我非常喜欢这样的画面：在小容器里的老鼠突然失去了重量，小老鼠们挥舞着它们的四肢，试图弄清楚地面往哪里去了。此外，马斯克愉快地称他们为老鼠宇航员。
为了在艰难的太空旅行中生存下来，有效载荷有时会被置于一个叫做整流罩的保护壳内。
有些时候，进入太空的有效载荷需要被操控、导航和对接，甚至需要被带回地球。在这种情况下，有效载荷是携带在航天器里的。当然如果你是个小孩子，这航天器就是宇宙飞船的意思。
然后是火箭。
火箭是发射的主要大件，它只有一个任务：携带有效载荷和装载它的容器穿过大气层，将其送入太空。
火箭的大部分是一个大燃料箱，在火箭的底部是一个或多个异常强大的钟形发动机。它们提供了巨大的动力——或者说推进力——能够推动数吨重的物体穿过地球大气层。
有时一个火箭是由多个称为级的小火箭组成的。呃，如果有效载荷是武器的话，那我刚才描述的一切就变成了导弹。
最后，火箭飞船这种东西是不存在的。火箭飞船只是为了让孩子们对此感到兴奋而造的一个词而已。
“阿波罗任务”使用了一枚巨型“土星五号火箭”前往月球。土星五号重达3000吨，相当于7架波音747飞机的重量，有35层楼那么高。
土星5号就像那些讨人喜欢的俄罗斯套娃一样，逐级嵌套。这是所有构件：
航天飞机的任务简单得多，只进入近地轨道（LEO），因而它采取了一种完全不同的方法。
航天飞机没有用一枚大型的单级火箭，而是用了两枚火箭（称为固体火箭助推器）来完成最重要的升空过程。而有效载荷——人和设备——则装在航天飞机的飞行器里，它看起来确实很像一艘典型的宇宙飞船。
火箭脱离后，航天器提供剩余的助推力，而燃料则来自那个巨大的、不知为何为橙色的燃料箱。
正常情况下，返回的航天器使用降落伞在海上降落，但航天飞机采用了一种更文明的方式，像飞机一样降落在跑道上。
“固体”燃料指的是燃料处于固体状态，而不是液体。它最大的缺点是，一旦你点燃了它，你就无法阻止它了。而SpaceX的火箭，如土星5号，则使用液体燃料，所以它们可以打开和关闭——但液体通常也意味着更多环节可能出错。
当SpaceX制造他们的第一枚火箭时，他们可不想做有史以来体型最大而性能最差的火箭。相反，他们制造了一种类似于练习用的又小又简单的火箭。
马斯克将其命名为“猎鹰1号”（以《星球大战》中的“千年隼号”命名）。这是一枚70英尺（21米）高的二级火箭，底部有一个超强发动机——Spacex自己发明的梅林引擎。
尽管“猎鹰1号”的尺寸和性能并不显著，但它富含创新技术。
SpaceX的主要目的是使火箭的成本比以往任何时候都低，能够携带小规模有效载荷进入太空——这不仅因为马斯克认为只有降低成本我们才能去火星，还因为他认为这是目前能有效改进太空旅行的唯一途径。
他说：“火箭的速度大抵总是相同的，便利性和舒适度都差不多。至于可靠性，也不会有太大改善。因此，我们只能根据一个关键参数来判断技术的改进，那就是成本。”
马斯克列举了成本居高不下的两个原因：
1） 航空航天领域只有大公司，而大公司都是厌恶风险的。
他说：“人们对冒险有极大的偏见，每个人都在试图优化自己的后备措施……即使有更好的技术可用，他们仍在使用传统的组件，通常是在20世纪60年代开发的……许多人使用20世纪60年代制造的俄罗斯火箭发动机。我还不是说它们的设计来自20世纪60年代——我的意思是他们的发动机实际上就是60年代制造的，就像在西伯利亚的某个地方被打包起来了。”
2） 垂直整合不够。
我们提到了SpaceX的垂直整合，以及它为马斯克提供的对SpaceX发生事情的完全控制。但马斯克也认为垂直架构对降低成本至关重要，并批评业内的其他公司没有这样做：“大型航空航天公司倾向于把一切都外包给分包商……他们外包给分包商，然后分包商再外包给下一级分包商，依此类推。你得往下走四五层才能找到真正在做有用工作的人——真正在切割金属、塑造原件。在此之上的每一层都额外增加了利润——这可是五次的间接费用。”
SpaceX公司的早期员工马克斯·沃佐夫（Max Vozoff）说，由于SpaceX不存在其他拥有悠久历史的大公司的包袱拖累，它能够“从一张白纸从头开始设计和开发（猎鹰1号）”。
你可以在马斯克的推理中看到这种“白纸”的心态：
“（我曾问）火箭是用什么做的？航空航天级铝合金，加上一些钛，铜和碳纤维。
然后我问，这些材料在商品市场上的价值是多少？结果发现，火箭的材料成本约为典型价格的2%，这对于大型机械产品来说是一个疯狂的比例……
所以，我认为，考虑到这些材料成本，我们应该能够制造出更便宜的火箭。”
一切看似不错，但这并不是一家拥有正常预算和开发时间表的普通公司，这是一个很少有理智的投资者会碰的烫手山芋。
该公司的生存能力在很大程度上取决于埃隆·马斯克（Elon Musk）的个人银行账户。
到了2006年，马斯克决定把汽车行业的革命作为一个副业，他把Paypal上的7000万美元绑在了特斯拉上面，剩下的1亿美元留给了SpaceX。
马斯克表示，这足以进行“三到四次发射”。SpaceX将有这么多次机会来证明它值得拥有付费客户。
由于付费客户想要的是通过SpaceX将他们的有效载荷送入轨道，那SpaceX需要做的就是——成功发射一些东西进入轨道，向世界展示他们是在玩真的。
所以游戏很简单——在三次或四次尝试后将有效载荷送入轨道，否则公司就完蛋。
当时，在许多试图将物品送入轨道的私营公司中（“可运转的”公司极其有限），只有一家成功（轨道科学公司Orbital Sciences）。
为了理解为什么这很难做到，我们必须先了解一下什么是轨道。
什么是轨道？
从直觉上看，将一个物体送入轨道的挑战就在于将其送上轨道的难度，就像我们可以本能地认为，国际空间站的宇航员漂浮在空中，是因为他们所在的太空没有重力。
好吧，现在是停止相信你内心直觉的好机会。
让我们先回到高中。这是我们用来计算重力的方程式：
G是万有引力常数，在这个练习中我们可以忽略这个超级麻烦的数字。m1和m2是两个物体的质量。这里有两个物体，因为引力不是单向的——每两个物体都以相等的力相互吸引。
在你和地球的例子中，你认为你的重量是你和地球之间的重力，一种平等作用在你和地球上的力。因为这两个质量数在分子上，这意味着当它们增加时，重力也会增加（与它们的乘积成正比）。所以如果质量翻倍，重量也会翻倍。
如果我让你的质量不变，但让地球的质量翻倍，你的重量也会翻倍。如果我把你和地球的质量都翻倍，你的重量就会翻四倍。
在这篇文章中，我们不需要使用质量。
我们关心的是d2部分。d是两个物体之间的距离，或者更具体地说，两个物体的质心之间的距离。
以地球为例，质量是对称分布的，所以质心就是地球的中心。地球的半径是3959英里（6371公里），所以当你在地球表面时，这就是你用来确定你所经历的引力所对应的d的数字。因为d在方程的分母上，随着d的增加，重力减小。
为了说明这一切，我将把地球缩小到它正常大小的1300万分之一，这样它的直径正好是1米：
正常高度的家伙，1米
如果我们把d翻倍，把地球半径从地表移开（半米），d2就增加了4倍。所以重力，和你的重量，将是它们在地表时的四分之一。
如果你移动到整整一米远的地方——你和地球之间可以装下整个地球——你的重力现在是地球上的1/9。
国际空间站在这一切中处于什么位置呢？
它在离地球205到255英里之间，在我们上图这个一米直径的地球仪上大约是2~3厘米远的位置，或者离地表一英寸多一点。
如果一个乒乓球被固定在地球上，国际空间站（以及许多卫星）都会撞上它。
（顺便提一下，“太空”定义的常见高度是卡门线，高度为62英里，即100公里），在我们的缩微地球上，卡门线则高出地表7.8毫米——约为一支铅笔的宽度。而一架飞机在地表上飞行的高度为0.84毫米，约为一粒沙子的高度。
（译注：Kármán line卡门线是指位于海平面以上100公里的高度，是地球表面与外层空间的分界线。这个高度是由匈牙利裔美国工程师卡尔曼·卡门在20世纪初提出的，因而得名“卡门线”。在这个高度以上，大气稀薄到已经不能再支撑飞行器所需的升力，也没有足够的空气遮蔽飞船受到太阳辐射的危害。因此，这个高度以上被普遍认为是“太空”的开始。）
那么，在像国际空间站所处的这样的近地轨道上，重力意味着什么呢？
好吧，如果我们取国际空间站平均高度的中点（230英里），我们会发现，在这个高度上，相比地球表面的正常d值，只增加了5.8％，这只会使这个位置的重力减少约10％。
所以国际空间站的宇航员几乎感觉不到重力差。
然而，他们却是漂浮的。原因是他们在做自由落体运动。
我曾经有机会和一个玩世不恭的飞行员一起驾驶一架小飞机，他把飞机开到4000英尺的高度，然后迅速下降到2000英尺。
在下降之前，他递给我一支笔，让我把它放在摊开的手掌上。在下降过程中，那仅存的8%尚未魂飞魄散的我看到钢笔在我面前盘旋，轻轻地飘到一侧。当我们再次拉升2000英尺时，它突然掉到我的腿上。
这就是在国际空间站内随时发生的事情。
原因如下：想象一下，你站在一个比地球更小、更光滑、没有大气层的星球上的悬崖上——竭尽全力地扔棒球。
大概会是这样：
现在如果一个大联盟的投手尝试一下又会如何？它可能是这样：
如果你把球从大炮里发射出来呢？它甚至会走得更远。
在这些球落地之前，它们会沿着弯曲的路径飞行。如果行星表面没有阻挡，这些路径将继续以长椭圆运行。为了简单起见，让我们用一个圆来匹配每个路径，这个圆的曲线与球的轨迹很好地吻合：
现在让我们来做一个更大威力的炮，它是这样的：
看起来还很正常，但请注意，弧线的曲线与行星的形状相匹配。结果是这样的：
球会绕着这颗行星转，然后撞到大炮的背面。如果没有任何东西阻挡它，这个球就将继续“下落”，永远无法着陆。由于球的路径曲线和相应的圆形与行星的曲率完全匹配，所以当球试图落到地面时，行星会不断远离球。
你把球放到轨道上了。
如果你有一颗非常光滑的行星，无论大小，而且它根本没有大气层，理论上你就可以把一些东西送入地面正上方的轨道。
但由于地球大气层很厚（而且表面因有山脉而凹凸不平），所以无论你在地球表面附近如何用力发射一个球，大气层都会使它减速，使它的路径曲率越来越窄，直到它脱离轨道并撞击地面。
这就是为什么我们送入轨道的所有物体都得在高空，因为那里的大气层很薄，不会让物体减速。如果没有摩擦力的干扰，牛顿惯性定律就会起作用，它会永远绕着地球转。
为了进入环绕地球的轨道，一个物体必须以难以置信的速度移动。但又不能太快。为什么？因为如果曲线太宽了，对应的圆比地球还大，就会发生这样的情况：
这就是为什么人们谈论某种东西达到“轨道速度”以保持在轨道上，而以“逃逸速度”摆脱地球引力、进入太空。逃逸速度只是意味着路径形成的弧度比行星的曲率更宽。
那么国际空间站所在的230英里高空的轨道速度是多少？17150英里/小时（27600公里/小时）。或每秒4.76英里（7.66公里/秒）。这是将物体保持在轨道高度的最佳速度。
让我们来感受一下这个速度有多快。
如果你以这个速度把一个球从海滩扔进海里，它会在大约半秒内冲出地平线，消失在你的视野之外。
以这样的速度，国际空间站每90分钟绕地球一圈（然而，由于速度是相对的，国际空间站的宇航员根本感觉不到他们在移动，就像你在飞机上一样）。
好了，让我们回到SpaceX。弄明白上面的信息，那么SpaceX的挑战本质上是将有效载荷“扔”到轨道上，这是有道理的。
人们认为火箭发射是向上的，但实际上它是把一些东西狠狠地扔向一侧，这就是为什么火箭的发射轨道看起来是这样的：
就像我们上面的例子一样，火箭就像一只巨人的手一样投掷有效载荷：
然而在现实世界中，没法徒手抛掷，火箭公司必须利用一个七层楼高、重达40吨的金属塔把有效荷载抛离地球。它需要在合适的高度、合适的速度下发射一台精密的机器。
让事情变得更加困难的是，“投掷”通常从海平面的大气层开始，它既稠密又不停运动变化着（即天气）。这就像在流动的水下从几英尺的深度准确地扔球。
SpaceX公司的航天器工程主管马克·胡安科萨（Mark Juncosa）描述了引导火箭穿过大气层的挑战：“火箭就像湿面条，你试图把它推向太空。它像地狱一样翻滚。你甚至不能通过测量火箭上任何一点的轨迹来计算它的去向——但你必须测量几个点。”
而且，由于火箭的重量、速度、大气层的厚度等因素的影响，即使是一个微小的设备故障也会立即毁掉发射任务。问题是，你无法可靠地测试设备在实际发射前的可靠性。
SpaceX经历了惨痛的教训。
2006年：首次发射——失败
2007年：第二次发射——失败
2008年：第三次发射——失败
非常糟糕的时期。
这些失败都是由微小的问题引起的。
具体来说，是腐蚀的螺母承受不住巨大压力、火箭中的液体流动比预期要多、第一级发动机在级分离时关闭的时间比预期晚几秒钟。
你可以把所有事情都做到99.9％的正确，但最后0.1％的错误就会导致火箭在灾难性的失败中爆炸。
荆棘丛生的太空之旅。
每一个发射火箭的政府或公司——每一个——都有失败的经历。这是这个行业的特性。通常情况下，你会深吸一口气，撸起袖加把劲，找出问题所在，然后继续进行下一次发射。
但SpaceX情况特殊——公司的资金只能支持“三到四次发射”。在三次失败后，他们唯一剩下的一次发射就是第四次。该发射计划在第三次发射失败不到两个月后进行。
破釜沉舟的最后一搏。马斯克的朋友阿德奥·雷西（Adeo Ressi）是这样描述的：
“一切都取决于那次发射……如果成功了，那就是史诗般的成功。如果失败了——如果因为一丁点差错而失败了——也是史诗般的失败。没有中间地带。没有部分功劳。
他已经经历了三次失败，如果那次也失败了，一切都将结束。然后我们谈论的就是哈佛商学院的案例研究——一个富人涉足火箭事业，最后倾家荡产。”
但在2008年9月28日，SpaceX进行了第四次发射——并且大获成功。他们顺利地将一个虚拟有效载荷完好无误地送入轨道，成为有史以来仅有的第二家这么做到的私人投资公司。
“猎鹰1号”也是有史以来性价比最高的火箭，定价为790万美元，不到当时美国最佳替代品的三分之一。
NASA注意到了这一点。第四次发射的成功足以证明SpaceX值得信任。
2008年底，NASA打电话给马斯克，告诉他他们要向SpaceX提供一份16亿美元的合同，以向国际空间站提供12次运载服务。
马斯克的钱已经发挥了作用。SpaceX现在有了客户，未来可期。
本系列前序文章请见：马斯克的任务：人类为何需要星际移民？为何是火星？
敬请期待第二阶段：彻底改变太空旅行的成本
本文来自微信公众号：Wait But Why（ID：wbwtimurban），作者：作者：Tim Urban，译者：老屋厨子、Eric Zhu、Jimmy Huang，编辑、校对：Edina