SpaceX十年磨一剑

文章目录

剑客马斯克
- 低潮2018
- 高光2020
第一代龙飞船
第二代龙飞船
目标：星辰大海
复用/敏捷：用写代码的方式造火箭与飞船
- 代码级的复用
- 模块级的复用
- 项目级的复用
- 可重复使用的火箭/飞船
- 敏捷开发一枚火箭/飞船
SpaceX 里的软件
- SpaceX 软件工程师团队在干什么
- - SpaceX 软件工程师的目标
  - SpaceX 软件工程师的技术栈
  - SpaceX 有 4 个独立的软件团队
  - 飞行软件团队干什么
  - 航电测试团队干什么
  - 飞行软件和航电测试团队的技术栈
  - - 龙飞船和猎鹰9号用的是 Linux
    - 主力编程语言C++
SpaceX 工程师的推荐学习路径
- 入门c再学c++
- 学校里做项目

十年磨一剑，霜刃未曾试。
今日把示君，谁有不平事。

——唐·贾岛《剑客》

剑客马斯克

低潮2018

乔布斯走之后，这个世界上还有谁是最创新又最孤独的剑客？

我想只有埃隆•马斯克。天下英雄，舍我其谁？

在《纽约时报》的报道中，马斯克几乎成了个泪人，倾诉着自己的辛酸。这与他过往的“体面”形象大相径庭。

文章一开头就写道，马斯克“努力保持着镇定”（ struggling to maintain his composure）地说：“过去这一年是我职业生涯中最艰难、最痛苦的一年。”

在采访中，马斯克则是“又哭又笑”（alternated between laughter and tears）。

马斯克回忆称，今年6月28日，47岁生日当天，他躲在办公室里24小时工作。

“整夜都是，没有朋友的陪伴，啥都没有。”

2018年是马斯克低潮的一年，媒体的报道：超人不会流泪，但“钢铁侠”马斯克会，最近还越发频繁。

男人哭吧哭吧不是罪，再强的人都会流泪啊！

真男人马斯克：

通过视频重温一下SpaceX的高光时刻。

欧航局最新发布一段高清视频：SpaceX货运飞船飞离国际空间站的优美姿态：

4分半钟看完SpaceX载人版龙飞船首次发射 7大阶段精彩镜头全覆盖:

高光2020

度过了2018的低潮，终于迎来了2020年的高光时刻。

猎鹰九号升空：

尽管新冠肺炎的事情让人类社会鸡飞狗跳，但我们把眼光投向深空，人类仍然充满了希望，特别是SpaceX。

从 2010 年 12 月 8 日第一代货运龙飞船试飞成功，再到今天发射的载人龙飞船，SpaceX 十年磨一剑，发射时的震撼场面，彷佛带我们重回两年前，猎鹰重型首发现场的热情澎湃，抑或是 50 多年前阿波罗 11 号发射时的慷慨激昂。

美国肯尼迪航天中心 39A 发射场的猎鹰九号：

由于天气原因，原计划于 27 日发射的猎鹰 9 号和载人龙飞船发射任务推迟：

宇航员鲍勃·本肯（左后）和道格·赫尔利（右前）：

猎鹰9号发射轨迹：

第一代龙飞船

美东时间3月6日午夜23:50:31，编号为C112.3的货运龙飞船搭乘一枚二手猎鹰9号火箭腾空而起，一飞冲天，开启一船第三飞征程。

绝版龙飞船谢幕飞，定格一个先锋时代

美东时间4月7日下午15:40，这艘第三飞货运龙飞船借助于降落伞，海上溅落在加州长滩西南太平洋海域，完美收官谢幕飞。

这次任务堪称龙飞船标志性谢幕飞，既标志着一个时代的结束，又意味着一个绝版的定格。

第一代龙飞船时代的结束：从2010年12月8日第一艘龙飞船（C101）首次轨道试飞，一直到第一代绝版龙飞船（C112.3）谢幕飞，十年间总计发射22次（20次成功发射、1次试飞，唯一一次失败是在2015年6月28日，猎鹰9号火箭空中折戟，编号C109的龙飞船在爆炸中幸存下来，安全海上溅落并回收）。

第二代龙飞船

*与第一代货运龙飞船相比明显优化：

①装载体积比第一代飞船多出20%；
②最多可使用5次（第一代最多3次）；
③可以全自动直接对接空间站（第一代需要加拿大机械臂先擒获，再对接舱口）；
④升级降落伞系统，返航安全系数变得更高；
⑤太阳能电池系统由阵列翅膀变成裙装，更高效率更安全可靠；
⑥海上溅落着陆区从加州太平洋海域改为佛州大西洋海域，大大缩短返航时间，从一两天锐减到几个小时回港，有助于科学实验尽快送达、缩短飞船翻新复用间隔。

目标：星辰大海

2016年9月，伊隆-马斯克（Elon Musk）在墨西哥的世界宇航大会上正式对外公布了SpaceX 的大计划——让人类成为星际物种（Making Life Multiplanetary）。

“让人类成为星际物种”，正是SpaceX 过去十年所做的一切，以及今后十年将要做的事，紧密围绕着的战略内核。

用马斯克的原话来说就是， I can’t think of anything more exciting than going out there and being among the stars。

马斯克给出了两个理由：

第一个，离开地球，去往星空，如此让人激动。

第二个，为地球的人类备份。

复用/敏捷：用写代码的方式造火箭与飞船

复用火箭、复用飞船，这不仅是SpaceX目前最硬的硬核，而且是未来大规模进入太空、跨星际旅行的基础。可喜的是，SpaceX一直在朝这个目标不断突破。第二代龙飞船正是开路先锋。

SpaceX 公司的开发火箭和飞船的过程，可能借鉴了软件工程的思想，复用和迭代开发。

软件工程的的一个核心就是：如何复用。

近20年，软件工程的另外一个思想就是：不断迭代，敏捷开发。

代码级的复用

函数/类

模块级的复用

库/组件

项目级的复用

框架

在马斯克这里变成了，可重复使用火箭，可重复使用飞船，不断升级。

这10年可以看成马斯克和他的SpaceX一路开挂打怪的游戏过程。

可重复使用的火箭/飞船

为了攻克火箭的可重复利用技术，SpaceX 专门打造了一台蚱蜢火箭（Grasshopper）来做垂直起降（Vertical Takeoff Vertical Landing）测试。

从一开始的离地1.8米，到5.4米，再到40米，80米，250米，325米，蚱蜢火箭离地高度逐渐增加，最终达到了744米这一高度。

从最初只能在空中悬停三五秒，到能够平稳滞空一分钟再降落，再到加入了导航系统能够实现精确降落，每一次蚱蜢火箭的发射，都在尝试新东西，都在不断进步。

在蚱蜢火箭退役之后，SpaceX 又改造了一台F9R Dev1火箭，继续测试可回收火箭控制系统的稳定性。

最终在2015年底，猎鹰9号完成了首次一级火箭的陆地回收。

最终在2015年底，猎鹰9号完成了首次一级火箭的陆地回收。这天距离蚱蜢火箭首次测试返场飞行仅过了三年。

敏捷开发一枚火箭/飞船

迭代思维和敏捷开发同样被应用于 SpaceX 的火箭设计。它的策略是先尽快造出一款MVP产品，然后在其基础上通过大量测试来不断地迭代升级。

猎鹰1号（Falcon 1）就是这样一个MVP产品。和很多其他MVP产品一样，它的核心交付并没有做到完美，猎鹰1号在它的首次发射过程中就发生了爆炸。

随着更多次的试验和更多的失败，猎鹰1号终于完成入轨，成为第一枚私人建造的入轨火箭。

而SpaceX 的下一代产品猎鹰9号，更是在设计和试验上都将“敏捷”二字诠释地淋漓尽致。

猎鹰9号的一级火箭采用了9台与猎鹰1号相同的发动机并联。因此，在猎鹰1号的研发中，其实已经嵌入了对猎鹰9号动力系统的研究。

另外，早期猎鹰1号经历的多次失败，也为猎鹰9号的研发提供了宝贵的经验积累。

2009年10月，猎鹰9号进行了第一次一级火箭点火试验。仅仅一个月后，二级火箭点火试验就开展进行了。又过了七个月，猎鹰9号直接执行首飞任务。整个试验流程简化至极。

最新的猎鹰重型火箭也秉承了同样的产品设计理念。它把两个猎鹰9号的一级火箭捆绑在一枚完整的猎鹰9号两侧，作为助推器。

从猎鹰1号首飞到重型猎鹰第一次发射，10年的时间，经历了多个迭代版本和数不清的测试，SpaceX将运载火箭的运力成功提高了15倍。

SpaceX 里的软件

很多人关注的是SpaceX里面的火箭飞船，更多是看得到摸得着的这一部分。那SpaceX的软件工程师团队又在干什么？ 2013 年 SpaceX 的软件工程师在 Reddit 做过一次公开回应。

SpaceX 软件工程师团队在干什么

SpaceX 软件工程师的目标

火箭和航天器上运行的代码；
火箭和航天器的设计和制造过程的代码；

SpaceX 软件工程师的技术栈

C#、MVC4、EF、MSSQL （REST)；
Javascript、Knockout、Handlebars、LESS；
C++、Linux、C、Python、LabVIEW、MATLAB；

SpaceX 有 4 个独立的软件团队

飞行软件团队
企业信息系统团队
地面软件团队
航电测试团队

其中最核心的团队应是这两个，直接涉及到火箭和飞船的。

飞行软件团队干什么

猎鹰9号火箭、蚱蜢火箭和龙飞船上所有的代码，都由飞行软件团队承担。

此外，他们还得：

编写仿真软件，测试飞行代码；
编写部署在地面站的通信和分析软件；
在飞行任务控制部门工作，为现役任务提供支持。

航电测试团队干什么

他们与航电硬件设计工程师一起合作，编写测试软件，尽早发现硬件问题。

测试软件通常是在机械环境测试的时候运行。

该团队的主要任务：

写出非常全面和强大的软件，以便能够在大批量的情况下自动发现硬件的问题。

飞行软件和航电测试团队的技术栈

龙飞船和猎鹰9号用的是 Linux

导航/推进控制系统

主力编程语言C++

火箭和飞船都是 C++

SpaceX 工程师的推荐学习路径

入门c再学c++

对于所有软件工程师来说，C 语言是一门很好的入门语言。它迫使你学习 CPU 是如何工作的，内存是如何工作的，等等。一旦你掌握了 C 语言之后，再去看 C++。

学校里做项目

我们团队所有人都有不同的背景，没有什么特别的路径，我们都是沿着一条路走到这里的。就我个人而言，我在学校里得到的最好经验就是做了个人编程项目。这年头在网上和应用商店里有很多机会，可以做一个产品，公开自己的作品让他人看到。

点击这里加入讨论群