深度 | 波音之弊

人从未比在太空行走时显得更为渺小，或更为伟大

几乎是在整整10年前，NASA载人航天高级官员在华盛顿特区的NASA总部举行了一次重要会议。

他们都是几十年来领导开发了航天飞机、监督国际空间站建设的人士。现在，随着航天飞机的退役，这些载人航天界的顶级大佬们需要选择一种航天器，以替代航天飞机将宇航员送往国际空间站。

波音是最自然的选择。与会的大多数工程师和其他人员认为，把价值数十亿美元的载人飞船开发合同就给波音好了。直到会议接近尾声，才有一些声音认为应该支持第二家竞争者——SpaceX公司。会议结束时，时任NASA载人航天主管的威廉·格斯滕迈尔（William Gerstenmaier）决定，最终方案推迟出台。

几个月后，NASA公布了自己的选择。开发“商业乘员”运输系统，波音公司将获得42亿美元，SpaceX为26亿美元。对于波音来说这不是完全胜利，因为他们曾努力游说想要拿到全部资金。波音还是拿走了该项目近三分之二的钱，信心十足地认为它将在飞向国际空间站的开发工作中轻松击败SpaceX。

胜利的感觉转瞬即逝。波音公司彻底地输掉了这场比赛，以高昂的代价。随着波音公司的星际快线飞船本周终于要送宇航员升空，我们知道了时间和金钱上的代价大到什么程度：4年前，龙飞船首次将宇航员送入国际空间站，至今载人龙飞船已经完成13次NASA或商业载人飞行；龙飞船因其成功记录将总共为NASA执行14次国际空间站人员运输任务，每次都能获得可观的收入，而星际快线只有6次任务。到去年，由于飞船开发的延误和超支，波音该项目已计亏损15亿美元。

究竟发生了什么？几十年来一直是载人航天黄金标准承包商的波音公司是怎样大幅落后的？本文章主要来自对波音公司现任和前任员工以及在星际快线项目工作的承包商的采访，也许能给出一些答案。

拿到合同时，SpaceX已与NASA合作开发了龙飞船的货运版，到2014年已定期飞往国际空间站。但SpaceX没有搞过载人航天。相比之下，波音公司拥有数十年的太空飞行经验，而它竟然不得不从头开始研制星际快线。

两家公司都面临着更深层次的文化挑战。10年前，SpaceX全力投入几项重大工作，包括开发升级版猎鹰9号火箭、提高其飞行频次、开展着陆和重复使用试验以及执行国际空间站货物运输任务。开发载人飞船的新合同意味着更多经费，但也意味着需要付出多得多的工作。一位在这段时间内与SpaceX和波音密切合作的NASA工程师回忆自己参观SpaceX公司：气氛有点像一所疯狂的研究生院，所有员工都被拉向不同的方向。让工程师专注于载人龙飞船的开发，是很困难的。

但至少对SpaceX来说，这属于正常情况。波音的航天部门从未拿过固定价格的大额合同，其官员习惯了成本加利润的模式，可以在让政府为全部成本买单的同时赚取自己的利润。成本超支和延误不是该公司的问题，而是NASA的问题。而现在，波音公司不得不以固定价格交付一艘能飞行的载人飞船。

波音很难适应这种变化。在大型航天项目上，波音公司习惯了花别人的钱。现在，星际快线花出去每一分钱都等于其利润少了一分钱（甚至最终损失更大）。这意味着波音公司为星际快线项目投入的资源不足以支撑其快速推进。

“两家公司的文化、设计理念和决策结构之间的差异使SpaceX能在固定价格模式下胜出。即便在拿到更多资金后，波音仍然陷入了困境。”洛丽・加弗（Lori Garver）在接受采访时说。她2009年至2013年担任NASA副局长，那是商业乘员计划（CCP）的形成阶段。 

因此，波音从一开始就面临财务压力，以及重大的技术挑战。建造一艘载人飞船是很难的，其中一些最大障碍来自飞行软件和推进系统。

▲波音曾为国际空间站制造命运号实验舱

（图源：NASA）

波音公司没有一个统一的飞行软件团队，而是将工作分散。佛罗里达州肯尼迪航天中心的一个团队负责处理地面系统软件，保证飞船在地面测试和倒计时期间没问题，直至起飞前的最后几分钟。另一个团队——位于休斯顿约翰逊航天中心附近，负责飞船发射后的飞行软件。

然而，这两个团队互不信任，沟通交流时的互动十分有限。他们大多闭门造车，并没有真正分享彼此工作。佛罗里达州的软件团队认为，德克萨斯州的团队进度落后了但不愿承认。（波音公司发言人否认存在此类摩擦。）

在固定价格合同中，公司实现某些里程碑式目标就会拿到付款。完成软件评审？拿到一笔付款。向NASA证明你已经造出你说过要制造的航天器部件？拿到一笔付款。这种合同结构自然会激励管理者去一个个实现目标。

问题是，虽然公司可能会做付款所要求的事情，其工作其实可能并不完整。这有点像学生整个学期都在抄作业：得到了好分数，但并没有完成理解知识所需的全部学习。得到期末考试才会被发现。那么，从根本上说，波音公司就是一直带着技术债务往前走，把更多工作堆积到了最后。

最终，在2019年12月星际快线的首次无人试飞中，飞行软件团队的账要算了。

▲位于宇宙神5号火箭顶部的星际快线

（图源：AP）

这次无人试飞几乎在起飞后立即发现问题。由于软件错误，飞船从火箭上获取了错误的“任务过程时间”，导致入轨进度推迟，飞船推进系统因此消耗了太多推进剂，星际快线最终无法与国际空间站对接。

第二个错误是在飞船再入大气层返回地球的几个小时前发现并修复的。这是一个软件映射错误，可能错误地启动飞船服务舱推进系统，进而可能导致服务舱与乘员舱相撞。那将带来灾难性的后果。

几个月后，波音公司负责商业乘员项目的副总裁约翰·穆霍兰德（John Mulholland）会见记者，解释了那次试飞的情况。他承认，波音没有针对整个任务开展端到端的完整测试。例如，波音没有进行从发射到对接空间站期间大约48小时工作的软件测试，而是将测试分成了几部分。第一部分只包括从发射到飞船与火箭二级分离的阶段。

穆霍兰德坚称，波音没有偷工减料，未进行端到端测试并非出于成本考虑。“这绝对不是成本问题。成本从来都不是决定我们怎样测试和验证系统的关键因素。”

穆霍兰德说，如果进行了整体测试，就会发现时间标定的错误，那次任务也许就能够与国际空间站对接上了。值得注意的是，本文采访的一些人表示，NASA本应向波音公司更大力度施压以要求其开展此类测试，但NASA没有这样做，可能感觉波音是比SpaceX更高级的承包商。

从技术上讲，波音公司实现了合同约定的飞行软件开发目标。但因为没有进行软件的全流程测试，其期末考试失败了。因此，波音不得不采取极为昂贵的措施，在2022年5月实施第二次无人试飞。

▲首次无人试飞着陆（图源：NASA）

航天器的核心在其推进系统。SpaceX自己为龙飞船开发了Draco和SuperDraco发动机，这与其垂直整合的路径是一致的。波音则走了一条更传统的道路，让洛克达因公司（Aerojet Rocketdyne）为星际快线生产多型发动机。而洛克达因也有多家分包商。

垂直整合，是SpaceX这样的新航天公司与传统航天公司之间的一大区别。如果垂直整合得好，开发和建造自己的技术产品会更快、更便宜、更高效。每个人都在同一个“团队”中，朝着同一个方向努力。

相反，两家大型航空航天公司之间的合作关系往往很麻烦。假设你是洛克达因的发动机工程师。如果你想设计一个与服务舱连接的小部件，你要从波音公司获得有关承载极限的信息，得与波音公司的一名工程师和一名采购部门官员合作。洛克达因的工程师必须确认这些信息。你完成了这个小部件的设计，然后其他人进行结构分析。你要通过采购流程来购买该部件所需材料，然后不得不通过制造集成商和工程师找到一个供应商来制造该部件。

在这一流程的最后，也许不同公司不同部门的十几个人都已经接触到了该部件。时间和成本增加了，却没有人感到应该对流程负责。而在一家新航天公司，这个流程可以简单得多：工程师设计一个零件，然后给商店写一个采购订单来制造。

熟悉洛克达因和波音公司流程的一位人士表示：“作为一名工程师，你应该致力于解决棘手问题，但结构效率低下是一个大麻烦。”洛克达因和波音公司的工作关系不怎么样，也是二者合作效率不高的一个原因。

▲星际快线vs.龙飞船（图源：Quora）

2018年6月，星际快线在其发射中止系统的点火测试中出现异常，洛克达因和波音公司的关系更紧张了。在NASA位于新墨西哥州白沙靶场进行的测试中，点火成功。但由于设计问题，8个推进剂阀门中只有4个在测试结束时关闭。

这导致4000多磅有毒的一甲基肼推进剂倾倒在了试验台上。没有发生爆炸，但一个巨大的火球吞没了地面保障设备。这种故障至少在一定程度上是由洛克达因和波音之间的沟通不畅造成的。

“波音和洛克达因或多或少地互相讨厌。”一位参与测试的人士接受采访时说，“甚至在这次故障发生之前，每个人已经是处于超级防御模式了。故障风险此前就被列出，但双方并没有公开、诚实地讨论该问题。”

敌意来自哪里？据消息人士透露，波音公司选择洛克达因后要求其更改某些系统指标。洛克达因按照政府合同惯例，要求支付变更费用，惹怒了波音。因此，两家公司实际上各干各的，并没有以研制更高效的推进系统为目标共同开展迭代工作。

起初，波音公司对白沙靶场的测试事故保持缄默，甚至没有通知正在接受该飞船飞行训练的宇航员。直到媒体差不多一个月后报道了这次事故，该公司才公开发表评论。（波音发言人表示，他们立即将故障告知了NASA。）

最终，波音和洛克达因之间的紧张关系在2021年下半年浮出水面。当时，第二次无人试飞因推进系统阀门问题推迟了。在围绕这一问题进行沟通时，波音公司称自己正在与包括洛克达因在内的合作方协同工作，以确定阀门问题的原因。这其实就是找一个供应商当替罪羊。

当被直接问到波音-洛克达因合作关系问题时，波音公司发言人表示：“我们拥有广泛而多样化的供应链。”对于所有的供应商，波音公司“抱以相同的价值观和期望。”

▲发射中止系统点火测试（图源：洛克达因）

波音公司星际快线飞船的艰难开发，是在该公司航空业务遭遇不幸的更大背景下发生的。2018年10月和2019年3月，该公司喷气式飞机737 MAX 8发生两起坠机事故，造成346人死亡。这些飞机停飞了数月。

彼得·罗比森（Peter Robison）的书《盲飞》很好地解释了导致这两起悲剧的机制性问题。罗比森作为记者报道过25年前波音与麦道公司的合并，并讲述了合并以后的多个问题——股票回购、视利润高于研发、引入麦道公司高管、关键岗位工程师被MBA管理人员替代等等——是怎样导致了波音公司的衰落。

据计算，除了向客户和遇难者家属支付费用外，737 Max近两年的停飞还让波音公司损失了200亿美元。波音遭遇这一重大现金损失之际，其航天部门正处于完成星际快线研制工作的关键时刻。

还有许多其他挑战性问题。新冠疫情2020年春季爆发时，波音正在着手处理星际快线首次无人试飞软件故障带来的工作。此外，干过航天飞机项目的工程师也因疫情加快了退休节奏。波音公司最优秀的人才专注于应对航空危机，而经验丰富的航天人正在离开。

▲2019年坠机现场（图源：abcnews）

奥巴马政府在2009年初制定了商业乘员计划，但国会不愿放行。当时没有像SpaceX这样的公司站出来，将宇航员送入轨道。据当时奥巴马的航天政策核心顾问加弗（Garver）说，直到波音公司表示愿意参与，国会的钱包才真正向NASA支持商业飞船的决定敞开。突然间，商业乘员就变成了一个合法的项目。 

毫无疑问，波音公司巴不得国会收回该决定。事后看来，很明显，以固定价格模式开展研制的压力是波音在星际快线及类似政府采购项目上倍感吃力的根本原因，以至于该公司的国防、航天和安全部门今后不太可能再参与固定价格合同竞标了。2023年，该公司CEO表示波音“再也不会这么干了”。

该公司认为，对于成熟的产品，固定价格合同必须正确地使用。“当固定价格采购方法用于重大技术开发要求，或者当要求缺乏明确和具体定义从而导致项目在最终设计完成之前来回反复时，就会出现问题。在解决新产品和能力开发中常见的难题时，固定价格合同几乎没有灵活性。”

这一切都极具讽刺性。通过竞标商业乘员项目，波音公司助推了美国商业航天产业的启航。然而在未来几年，其航天部门可能会被出价更低、交付成果更多、行动更快的年轻公司吞并。

令人惊讶的并不是波音公司在商业太空竞赛中输给了一位更灵活的竞争对手。令人惊讶的在于，这家慢吞吞的公司竟然把飞船造出来了。为此，我们应该庆祝星际快线即将载人飞行，祝贺成千上万的工程师和技术人员让这一目标成真。

▲星际快线飞船（图源：Quora）

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