深度 | 波音之弊

人從未比在太空行走時(shí)顯得更為渺小，或更為偉大

幾乎是在整整10年前，NASA載人航天高級(jí)官員在華盛頓特區(qū)的NASA總部舉行了一次重要會(huì)議。

他們都是幾十年來(lái)領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)發(fā)了航天飛機(jī)、監(jiān)督國(guó)際空間站建設(shè)的人士?，F(xiàn)在，隨著航天飛機(jī)的退役，這些載人航天界的頂級(jí)大佬們需要選擇一種航天器，以替代航天飛機(jī)將宇航員送往國(guó)際空間站。

波音是最自然的選擇。與會(huì)的大多數(shù)工程師和其他人員認(rèn)為，把價(jià)值數(shù)十億美元的載人飛船開(kāi)發(fā)合同就給波音好了。直到會(huì)議接近尾聲，才有一些聲音認(rèn)為應(yīng)該支持第二家競(jìng)爭(zhēng)者——SpaceX公司。會(huì)議結(jié)束時(shí)，時(shí)任NASA載人航天主管的威廉·格斯滕邁爾（William Gerstenmaier）決定，最終方案推遲出臺(tái)。

幾個(gè)月后，NASA公布了自己的選擇。開(kāi)發(fā)“商業(yè)乘員”運(yùn)輸系統(tǒng)，波音公司將獲得42億美元，SpaceX為26億美元。對(duì)于波音來(lái)說(shuō)這不是完全勝利，因?yàn)樗麄冊(cè)τ握f(shuō)想要拿到全部資金。波音還是拿走了該項(xiàng)目近三分之二的錢(qián)，信心十足地認(rèn)為它將在飛向國(guó)際空間站的開(kāi)發(fā)工作中輕松擊敗SpaceX。

勝利的感覺(jué)轉(zhuǎn)瞬即逝。波音公司徹底地輸?shù)袅诉@場(chǎng)比賽，以高昂的代價(jià)。隨著波音公司的星際快線(xiàn)飛船本周終于要送宇航員升空，我們知道了時(shí)間和金錢(qián)上的代價(jià)大到什么程度：4年前，龍飛船首次將宇航員送入國(guó)際空間站，至今載人龍飛船已經(jīng)完成13次NASA或商業(yè)載人飛行；龍飛船因其成功記錄將總共為NASA執(zhí)行14次國(guó)際空間站人員運(yùn)輸任務(wù)，每次都能獲得可觀的收入，而星際快線(xiàn)只有6次任務(wù)。到去年，由于飛船開(kāi)發(fā)的延誤和超支，波音該項(xiàng)目已計(jì)虧損15億美元。

究竟發(fā)生了什么？幾十年來(lái)一直是載人航天黃金標(biāo)準(zhǔn)承包商的波音公司是怎樣大幅落后的？本文章主要來(lái)自對(duì)波音公司現(xiàn)任和前任員工以及在星際快線(xiàn)項(xiàng)目工作的承包商的采訪，也許能給出一些答案。

拿到合同時(shí)，SpaceX已與NASA合作開(kāi)發(fā)了龍飛船的貨運(yùn)版，到2014年已定期飛往國(guó)際空間站。但SpaceX沒(méi)有搞過(guò)載人航天。相比之下，波音公司擁有數(shù)十年的太空飛行經(jīng)驗(yàn)，而它竟然不得不從頭開(kāi)始研制星際快線(xiàn)。

兩家公司都面臨著更深層次的文化挑戰(zhàn)。10年前，SpaceX全力投入幾項(xiàng)重大工作，包括開(kāi)發(fā)升級(jí)版獵鷹9號(hào)火箭、提高其飛行頻次、開(kāi)展著陸和重復(fù)使用試驗(yàn)以及執(zhí)行國(guó)際空間站貨物運(yùn)輸任務(wù)。開(kāi)發(fā)載人飛船的新合同意味著更多經(jīng)費(fèi)，但也意味著需要付出多得多的工作。一位在這段時(shí)間內(nèi)與SpaceX和波音密切合作的NASA工程師回憶自己參觀SpaceX公司：氣氛有點(diǎn)像一所瘋狂的研究生院，所有員工都被拉向不同的方向。讓工程師專(zhuān)注于載人龍飛船的開(kāi)發(fā)，是很困難的。

但至少對(duì)SpaceX來(lái)說(shuō)，這屬于正常情況。波音的航天部門(mén)從未拿過(guò)固定價(jià)格的大額合同，其官員習(xí)慣了成本加利潤(rùn)的模式，可以在讓政府為全部成本買(mǎi)單的同時(shí)賺取自己的利潤(rùn)。成本超支和延誤不是該公司的問(wèn)題，而是NASA的問(wèn)題。而現(xiàn)在，波音公司不得不以固定價(jià)格交付一艘能飛行的載人飛船。

波音很難適應(yīng)這種變化。在大型航天項(xiàng)目上，波音公司習(xí)慣了花別人的錢(qián)?，F(xiàn)在，星際快線(xiàn)花出去每一分錢(qián)都等于其利潤(rùn)少了一分錢(qián)（甚至最終損失更大）。這意味著波音公司為星際快線(xiàn)項(xiàng)目投入的資源不足以支撐其快速推進(jìn)。

“兩家公司的文化、設(shè)計(jì)理念和決策結(jié)構(gòu)之間的差異使SpaceX能在固定價(jià)格模式下勝出。即便在拿到更多資金后，波音仍然陷入了困境?！甭妍?加弗（Lori Garver）在接受采訪時(shí)說(shuō)。她2009年至2013年擔(dān)任NASA副局長(zhǎng)，那是商業(yè)乘員計(jì)劃（CCP）的形成階段。 

因此，波音從一開(kāi)始就面臨財(cái)務(wù)壓力，以及重大的技術(shù)挑戰(zhàn)。建造一艘載人飛船是很難的，其中一些最大障礙來(lái)自飛行軟件和推進(jìn)系統(tǒng)。

▲波音曾為國(guó)際空間站制造命運(yùn)號(hào)實(shí)驗(yàn)艙

（圖源：NASA）

波音公司沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的飛行軟件團(tuán)隊(duì)，而是將工作分散。佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心的一個(gè)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)處理地面系統(tǒng)軟件，保證飛船在地面測(cè)試和倒計(jì)時(shí)期間沒(méi)問(wèn)題，直至起飛前的最后幾分鐘。另一個(gè)團(tuán)隊(duì)——位于休斯頓約翰遜航天中心附近，負(fù)責(zé)飛船發(fā)射后的飛行軟件。

然而，這兩個(gè)團(tuán)隊(duì)互不信任，溝通交流時(shí)的互動(dòng)十分有限。他們大多閉門(mén)造車(chē)，并沒(méi)有真正分享彼此工作。佛羅里達(dá)州的軟件團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，德克薩斯州的團(tuán)隊(duì)進(jìn)度落后了但不愿承認(rèn)。（波音公司發(fā)言人否認(rèn)存在此類(lèi)摩擦。）

在固定價(jià)格合同中，公司實(shí)現(xiàn)某些里程碑式目標(biāo)就會(huì)拿到付款。完成軟件評(píng)審？拿到一筆付款。向NASA證明你已經(jīng)造出你說(shuō)過(guò)要制造的航天器部件？拿到一筆付款。這種合同結(jié)構(gòu)自然會(huì)激勵(lì)管理者去一個(gè)個(gè)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。

問(wèn)題是，雖然公司可能會(huì)做付款所要求的事情，其工作其實(shí)可能并不完整。這有點(diǎn)像學(xué)生整個(gè)學(xué)期都在抄作業(yè)：得到了好分?jǐn)?shù)，但并沒(méi)有完成理解知識(shí)所需的全部學(xué)習(xí)。得到期末考試才會(huì)被發(fā)現(xiàn)。那么，從根本上說(shuō)，波音公司就是一直帶著技術(shù)債務(wù)往前走，把更多工作堆積到了最后。

最終，在2019年12月星際快線(xiàn)的首次無(wú)人試飛中，飛行軟件團(tuán)隊(duì)的賬要算了。

▲位于宇宙神5號(hào)火箭頂部的星際快線(xiàn)

（圖源：AP）

這次無(wú)人試飛幾乎在起飛后立即發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。由于軟件錯(cuò)誤，飛船從火箭上獲取了錯(cuò)誤的“任務(wù)過(guò)程時(shí)間”，導(dǎo)致入軌進(jìn)度推遲，飛船推進(jìn)系統(tǒng)因此消耗了太多推進(jìn)劑，星際快線(xiàn)最終無(wú)法與國(guó)際空間站對(duì)接。

第二個(gè)錯(cuò)誤是在飛船再入大氣層返回地球的幾個(gè)小時(shí)前發(fā)現(xiàn)并修復(fù)的。這是一個(gè)軟件映射錯(cuò)誤，可能錯(cuò)誤地啟動(dòng)飛船服務(wù)艙推進(jìn)系統(tǒng)，進(jìn)而可能導(dǎo)致服務(wù)艙與乘員艙相撞。那將帶來(lái)災(zāi)難性的后果。

幾個(gè)月后，波音公司負(fù)責(zé)商業(yè)乘員項(xiàng)目的副總裁約翰·穆霍蘭德（John Mulholland）會(huì)見(jiàn)記者，解釋了那次試飛的情況。他承認(rèn)，波音沒(méi)有針對(duì)整個(gè)任務(wù)開(kāi)展端到端的完整測(cè)試。例如，波音沒(méi)有進(jìn)行從發(fā)射到對(duì)接空間站期間大約48小時(shí)工作的軟件測(cè)試，而是將測(cè)試分成了幾部分。第一部分只包括從發(fā)射到飛船與火箭二級(jí)分離的階段。

穆霍蘭德堅(jiān)稱(chēng)，波音沒(méi)有偷工減料，未進(jìn)行端到端測(cè)試并非出于成本考慮?！斑@絕對(duì)不是成本問(wèn)題。成本從來(lái)都不是決定我們?cè)鯓訙y(cè)試和驗(yàn)證系統(tǒng)的關(guān)鍵因素?！?/span>

穆霍蘭德說(shuō)，如果進(jìn)行了整體測(cè)試，就會(huì)發(fā)現(xiàn)時(shí)間標(biāo)定的錯(cuò)誤，那次任務(wù)也許就能夠與國(guó)際空間站對(duì)接上了。值得注意的是，本文采訪的一些人表示，NASA本應(yīng)向波音公司更大力度施壓以要求其開(kāi)展此類(lèi)測(cè)試，但NASA沒(méi)有這樣做，可能感覺(jué)波音是比SpaceX更高級(jí)的承包商。

從技術(shù)上講，波音公司實(shí)現(xiàn)了合同約定的飛行軟件開(kāi)發(fā)目標(biāo)。但因?yàn)闆](méi)有進(jìn)行軟件的全流程測(cè)試，其期末考試失敗了。因此，波音不得不采取極為昂貴的措施，在2022年5月實(shí)施第二次無(wú)人試飛。

▲首次無(wú)人試飛著陸（圖源：NASA）

航天器的核心在其推進(jìn)系統(tǒng)。SpaceX自己為龍飛船開(kāi)發(fā)了Draco和SuperDraco發(fā)動(dòng)機(jī)，這與其垂直整合的路徑是一致的。波音則走了一條更傳統(tǒng)的道路，讓洛克達(dá)因公司（Aerojet Rocketdyne）為星際快線(xiàn)生產(chǎn)多型發(fā)動(dòng)機(jī)。而洛克達(dá)因也有多家分包商。

垂直整合，是SpaceX這樣的新航天公司與傳統(tǒng)航天公司之間的一大區(qū)別。如果垂直整合得好，開(kāi)發(fā)和建造自己的技術(shù)產(chǎn)品會(huì)更快、更便宜、更高效。每個(gè)人都在同一個(gè)“團(tuán)隊(duì)”中，朝著同一個(gè)方向努力。

相反，兩家大型航空航天公司之間的合作關(guān)系往往很麻煩。假設(shè)你是洛克達(dá)因的發(fā)動(dòng)機(jī)工程師。如果你想設(shè)計(jì)一個(gè)與服務(wù)艙連接的小部件，你要從波音公司獲得有關(guān)承載極限的信息，得與波音公司的一名工程師和一名采購(gòu)部門(mén)官員合作。洛克達(dá)因的工程師必須確認(rèn)這些信息。你完成了這個(gè)小部件的設(shè)計(jì)，然后其他人進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。你要通過(guò)采購(gòu)流程來(lái)購(gòu)買(mǎi)該部件所需材料，然后不得不通過(guò)制造集成商和工程師找到一個(gè)供應(yīng)商來(lái)制造該部件。

在這一流程的最后，也許不同公司不同部門(mén)的十幾個(gè)人都已經(jīng)接觸到了該部件。時(shí)間和成本增加了，卻沒(méi)有人感到應(yīng)該對(duì)流程負(fù)責(zé)。而在一家新航天公司，這個(gè)流程可以簡(jiǎn)單得多：工程師設(shè)計(jì)一個(gè)零件，然后給商店寫(xiě)一個(gè)采購(gòu)訂單來(lái)制造。

熟悉洛克達(dá)因和波音公司流程的一位人士表示：“作為一名工程師，你應(yīng)該致力于解決棘手問(wèn)題，但結(jié)構(gòu)效率低下是一個(gè)大麻煩。”洛克達(dá)因和波音公司的工作關(guān)系不怎么樣，也是二者合作效率不高的一個(gè)原因。

▲星際快線(xiàn)vs.龍飛船（圖源：Quora）

2018年6月，星際快線(xiàn)在其發(fā)射中止系統(tǒng)的點(diǎn)火測(cè)試中出現(xiàn)異常，洛克達(dá)因和波音公司的關(guān)系更緊張了。在NASA位于新墨西哥州白沙靶場(chǎng)進(jìn)行的測(cè)試中，點(diǎn)火成功。但由于設(shè)計(jì)問(wèn)題，8個(gè)推進(jìn)劑閥門(mén)中只有4個(gè)在測(cè)試結(jié)束時(shí)關(guān)閉。

這導(dǎo)致4000多磅有毒的一甲基肼推進(jìn)劑傾倒在了試驗(yàn)臺(tái)上。沒(méi)有發(fā)生爆炸，但一個(gè)巨大的火球吞沒(méi)了地面保障設(shè)備。這種故障至少在一定程度上是由洛克達(dá)因和波音之間的溝通不暢造成的。

“波音和洛克達(dá)因或多或少地互相討厭?！币晃粎⑴c測(cè)試的人士接受采訪時(shí)說(shuō)，“甚至在這次故障發(fā)生之前，每個(gè)人已經(jīng)是處于超級(jí)防御模式了。故障風(fēng)險(xiǎn)此前就被列出，但雙方并沒(méi)有公開(kāi)、誠(chéng)實(shí)地討論該問(wèn)題?！?/span>

敵意來(lái)自哪里？據(jù)消息人士透露，波音公司選擇洛克達(dá)因后要求其更改某些系統(tǒng)指標(biāo)。洛克達(dá)因按照政府合同慣例，要求支付變更費(fèi)用，惹怒了波音。因此，兩家公司實(shí)際上各干各的，并沒(méi)有以研制更高效的推進(jìn)系統(tǒng)為目標(biāo)共同開(kāi)展迭代工作。

起初，波音公司對(duì)白沙靶場(chǎng)的測(cè)試事故保持緘默，甚至沒(méi)有通知正在接受該飛船飛行訓(xùn)練的宇航員。直到媒體差不多一個(gè)月后報(bào)道了這次事故，該公司才公開(kāi)發(fā)表評(píng)論。（波音發(fā)言人表示，他們立即將故障告知了NASA。）

最終，波音和洛克達(dá)因之間的緊張關(guān)系在2021年下半年浮出水面。當(dāng)時(shí)，第二次無(wú)人試飛因推進(jìn)系統(tǒng)閥門(mén)問(wèn)題推遲了。在圍繞這一問(wèn)題進(jìn)行溝通時(shí)，波音公司稱(chēng)自己正在與包括洛克達(dá)因在內(nèi)的合作方協(xié)同工作，以確定閥門(mén)問(wèn)題的原因。這其實(shí)就是找一個(gè)供應(yīng)商當(dāng)替罪羊。

當(dāng)被直接問(wèn)到波音-洛克達(dá)因合作關(guān)系問(wèn)題時(shí)，波音公司發(fā)言人表示：“我們擁有廣泛而多樣化的供應(yīng)鏈?！睂?duì)于所有的供應(yīng)商，波音公司“抱以相同的價(jià)值觀和期望?！?/span>

▲發(fā)射中止系統(tǒng)點(diǎn)火測(cè)試（圖源：洛克達(dá)因）

波音公司星際快線(xiàn)飛船的艱難開(kāi)發(fā)，是在該公司航空業(yè)務(wù)遭遇不幸的更大背景下發(fā)生的。2018年10月和2019年3月，該公司噴氣式飛機(jī)737 MAX 8發(fā)生兩起墜機(jī)事故，造成346人死亡。這些飛機(jī)停飛了數(shù)月。

彼得·羅比森（Peter Robison）的書(shū)《盲飛》很好地解釋了導(dǎo)致這兩起悲劇的機(jī)制性問(wèn)題。羅比森作為記者報(bào)道過(guò)25年前波音與麥道公司的合并，并講述了合并以后的多個(gè)問(wèn)題——股票回購(gòu)、視利潤(rùn)高于研發(fā)、引入麥道公司高管、關(guān)鍵崗位工程師被MBA管理人員替代等等——是怎樣導(dǎo)致了波音公司的衰落。

據(jù)計(jì)算，除了向客戶(hù)和遇難者家屬支付費(fèi)用外，737 Max近兩年的停飛還讓波音公司損失了200億美元。波音遭遇這一重大現(xiàn)金損失之際，其航天部門(mén)正處于完成星際快線(xiàn)研制工作的關(guān)鍵時(shí)刻。

還有許多其他挑戰(zhàn)性問(wèn)題。新冠疫情2020年春季爆發(fā)時(shí)，波音正在著手處理星際快線(xiàn)首次無(wú)人試飛軟件故障帶來(lái)的工作。此外，干過(guò)航天飛機(jī)項(xiàng)目的工程師也因疫情加快了退休節(jié)奏。波音公司最優(yōu)秀的人才專(zhuān)注于應(yīng)對(duì)航空危機(jī)，而經(jīng)驗(yàn)豐富的航天人正在離開(kāi)。

▲2019年墜機(jī)現(xiàn)場(chǎng)（圖源：abcnews）

奧巴馬政府在2009年初制定了商業(yè)乘員計(jì)劃，但國(guó)會(huì)不愿放行。當(dāng)時(shí)沒(méi)有像SpaceX這樣的公司站出來(lái)，將宇航員送入軌道。據(jù)當(dāng)時(shí)奧巴馬的航天政策核心顧問(wèn)加弗（Garver）說(shuō)，直到波音公司表示愿意參與，國(guó)會(huì)的錢(qián)包才真正向NASA支持商業(yè)飛船的決定敞開(kāi)。突然間，商業(yè)乘員就變成了一個(gè)合法的項(xiàng)目。 

毫無(wú)疑問(wèn)，波音公司巴不得國(guó)會(huì)收回該決定。事后看來(lái)，很明顯，以固定價(jià)格模式開(kāi)展研制的壓力是波音在星際快線(xiàn)及類(lèi)似政府采購(gòu)項(xiàng)目上倍感吃力的根本原因，以至于該公司的國(guó)防、航天和安全部門(mén)今后不太可能再參與固定價(jià)格合同競(jìng)標(biāo)了。2023年，該公司CEO表示波音“再也不會(huì)這么干了”。

該公司認(rèn)為，對(duì)于成熟的產(chǎn)品，固定價(jià)格合同必須正確地使用?！爱?dāng)固定價(jià)格采購(gòu)方法用于重大技術(shù)開(kāi)發(fā)要求，或者當(dāng)要求缺乏明確和具體定義從而導(dǎo)致項(xiàng)目在最終設(shè)計(jì)完成之前來(lái)回反復(fù)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。在解決新產(chǎn)品和能力開(kāi)發(fā)中常見(jiàn)的難題時(shí)，固定價(jià)格合同幾乎沒(méi)有靈活性?！?/span>

這一切都極具諷刺性。通過(guò)競(jìng)標(biāo)商業(yè)乘員項(xiàng)目，波音公司助推了美國(guó)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的啟航。然而在未來(lái)幾年，其航天部門(mén)可能會(huì)被出價(jià)更低、交付成果更多、行動(dòng)更快的年輕公司吞并。

令人驚訝的并不是波音公司在商業(yè)太空競(jìng)賽中輸給了一位更靈活的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。令人驚訝的在于，這家慢吞吞的公司竟然把飛船造出來(lái)了。為此，我們應(yīng)該慶祝星際快線(xiàn)即將載人飛行，祝賀成千上萬(wàn)的工程師和技術(shù)人員讓這一目標(biāo)成真。

▲星際快線(xiàn)飛船（圖源：Quora）

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——《太空與網(wǎng)絡(luò)》，觀察，記錄，傳播，引領(lǐng)。