在以色列的一家酒吧里,三个人正在筹划下一个创业项目。表面上看,他们跟酒吧里的其他人没有什么区别,但看他们的草图,上面画的既不是应用,也不是科技类电子产品,而是宇宙飞船。这三个人分别是亚里夫·巴什、科弗尔·达马里和约纳坦·温特劳布,他们都是工程师,年龄也都接近30岁。在此之前,他们彼此之间甚至都谈不上了解,而之所以能聚到一起,完全是因为巴什于2010年11月10日在脸书上发布的一条帖子:“谁想去月球?”
在第一颗绕地球轨道运行的人造卫星“斯普特尼克1号”开启太空时代之后的53年里,世界上只有几个大国抵达过月球表面。1966年,苏联发射航天器“月球9号”,首次成功在月球表面实现软着陆。1969年,美国首次成功把人送上月球。2008年,印度成为又一个抵达月球的国家,其发射的探测器成功撞击月球南极。
酒吧里的这三个人计划把以色列加入上述大国名单。他们的项目几乎可以说是在一个玩笑中开始的。
几天前,在午夜之后的特拉维夫,亚里夫·巴什步行回家时突然产生了一个想法。当时,他正在为“马哈奈特”寻找鼓舞人心的项目;“马哈奈特”是他与人共同发起的一个为期3天的“创意营”,服务对象是在以色列国防军技术与情报机密部队服役的军人。此次活动是在沙漠中的某空军基地举办的。所有参与者都被鼓励开展创新发明,但有唯一一个条件:创新成果必须是无用的。在上一次活动中,有一个团队打造了一款水滑梯模拟器,而另一个团队则烤出了中东地区最大的比萨。
“或许我可以获准制造火箭。制成之后,把它发射到太空边缘,然后释放一个小型的塑料航天器,并进行视频拍摄。”那天晚上早些时候,巴什向一位朋友建议道。朋友回应道:“这个想法太缺乏雄心壮志了。你没听说过‘谷歌月球X大奖竞赛’吗?”按照该竞赛的计划,谷歌会为率先实现航天器登陆月球的私人资助团队提供2000万美元的奖励,规则是向月球发射团队自制的航天器,确保该航天器在月球表面移动至少500米,并回传影像至地球。
该竞赛旨在推动私人部门探测外太空。要知道,外太空一直以来都是少数几个大国的国家级太空计划的专属领域。
巴什和他的朋友于是上网检索相关信息,结果发现注册登记已经开放了大约3年,而距离2010年12月31日的截止日期还有6周的时间。注册费用为5万美元,同时必须提交一份可行的实施计划。项目本身的花费更是数以百万美元计。
巴什对他的这位朋友说,申请参加谷歌月球X大奖竞赛无异于痴人说梦。参加竞赛的团队大多来自拥有巨额预算的大公司。“但在回家的路上,我心里想,如果让我组建一个以色列团队来参加比赛,我会怎么称呼它呢?”巴什后来回忆道。当天晚上,他注册了SpaceIL.com的域名。[“IL”这两个字母是英文“Israel”(以色列)的双字母网络缩写。]他还在他的脸书主页上发布了一条帖子:“域名已注册。申请已提交。谁想去月球?”
第二天,巴什收到了科弗尔·达马里发来的一条信息,后者是他在“马哈奈特”遇到的同行工程师。“如果你是认真的,我加入。”达马里写道。此外,巴什还给交情不深的约纳坦·温特劳布写了一封电子邮件,后者就职于以色列航空航天工业公司的太空部门。他们三人决定在特拉维夫以南的霍隆市的一家酒吧——卡拉布吕尼酒吧会面。当时距离谷歌月球X大奖竞赛的截止日期只有短短几周了。 [1]
达马里在以色列中心地区的中产阶级小镇阿尔菲梅纳什长大。他当时正在本-古里安大学读计算机工程专业,曾在军方精锐情报部队服役。从早年起,计算机就已经成为他生活中的一部分:6岁时,他就开始写代码了。“我11岁时开始编写病毒程序。虽然这是一种非常无聊的病毒,但它确实有效。”他说。
约纳坦·温特劳布从小就对太空着迷。在16岁时,他加入了最早设计立方体卫星——这种卫星的各边长均为10厘米,重860克——的高中生团队之一。早在就读高中期间,温特劳布就发表过一篇关于卫星的高度控制的学术论文。服完兵役后,他就职于以色列航空航天工业公司。在此期间,他又在NASA(美国国家航空航天局)艾姆斯研究中心选修了国际空间大学的太空研究课程项目。也正是在那个时候,他遇到了X大奖基金会的创始人彼得·戴曼迪斯,并从戴曼迪斯那里听说了谷歌月球X大奖竞赛的事。
谷歌月球X大奖竞赛深深地吸引了他。凭借一己之力,温特劳布开始设计可以登陆月球表面的立方体卫星。“当我回到以色列时,”温特布劳说,“我试图让人们对我的设计感到兴奋,并到处讲,‘嗨,让我们来一起建造吧’。”他认为准备工作已经就绪。早在二十出头的时候,温特布劳就已经参与设计了6颗卫星,其中包括其作为首席系统工程师参与设计的以色列航空航天工业公司的一颗立方体卫星。基于此,在收到巴什的电子邮件时,他立马抓住机会,将自己的计划付诸实践。
在卡拉布吕尼酒吧,这三位工程师一边喝酒,一边做计算、画草图。他们怎样才能以尽可能快的速度和尽可能低的成本抵达月球?按照他们的推测,除去推进器和燃料箱,设计和建造一个可乐瓶大小的航天器是可行的。
他们不像超级大国那样拥有数十亿美元的预算。就连以色列航天局那微不足道的预算,他们都没有拿到。这三个年轻的以色列人将在非营利教育组织SpaceIL的支持下向月球发射火箭。
作为年轻的工程师,他们面临的首个挑战是筹集注册所需的5万美元以及设计可靠的航天器,而这些都需要在当年12月31日之前完成。他们心里清楚,他们必须通过严苛的测试。三个毫无太空探索经验且身无分文的业余爱好者,谁会拿他们当回事呢?丹尼·格罗斯曼在接受 Tablet 杂志的采访时表示,要在短短几周之内凑齐5万美元,“这对那几个喝多了啤酒、怀揣远大梦想的家伙来说,并不是小事” [2] 。格罗斯曼曾是以色列空军的战斗机飞行员,也是这三位工程师最早的赞助人之一。
接下来所发生的事情,可以说是以色列人的一种经典展示:在有些时候,他们表现得就跟一个大家庭一样。这是以色列有别于其他发达国家的一个特质。这三位年轻的工程师之所以敢发起这种项目,部分原因在于他们知道他们不会是孤行者。他们知道他们可以向任何人寻求帮助,而且其他人很有可能会受到启发,进而加入一个为国争光的项目。
“我们给以色列航天局长艾萨克·本-伊斯雷尔发了一封电子邮件。”巴什说,“而且很幸运的是,他接受了我们的见面请求。”在以色列,无论一个人的地位多么显要,他都会对其他人的请求做出回应,即便是冷不丁收到的陌生人的电子邮件或WhatsApp(即时通信应用程序)信息。本-伊斯雷尔是一名退役少将,曾担任以色列国防部国防研究与发展局的负责人。他两度获得以色列国防部最高荣誉奖章,是以色列议会的前议员,还曾在特拉维夫大学担任教授。“三个年轻的工程师——一名MBA(工商管理硕士)学生、一名有抱负的创业者和一名在航空航天公司工作的普通员工——竟然可以轻松联系上国家航天项目的负责人,单就这一点而言,在大多数国家是难以想象的。”达马里说,“而且你要知道,我们的推销方案是‘我们希望在两年内向月球成功发射一个可乐瓶大小的航天器’。”
在这次会见中,巴什、达马里和温特劳布最先谈到的是一个不可逾越的障碍:地理环境。卫星通常都是向东发射,以便利用地球自转的动量。但如果看一下中东地图,你就会发现以色列以东的几乎所有国家都没有与这个犹太国家建立外交关系,而且大多与以色列处于冷战状态,稍有不慎,就有可能擦枪走火,进而演变成热战。航天器的一次硬着陆,甚至是一次成功和平的发射,都有可能引发地缘政治危机。“这就是为什么以色列是全球唯一逆地球自转方向发射(卫星)火箭的国家。”
记者阿明·罗森说。但逆地球自转方向发射,需要额外燃料来克服自然力量,而这也就意味着航天器的尺寸要增大,至少要大于他们先前在酒吧所勾勒草图的尺寸。
在幻灯片演示期间,本-伊斯雷尔直接夺过了巴什的笔记本电脑,亲自翻看起来。“它不会像可乐瓶那么大,不会花费1000万美元,不会花费两年的时间。它的尺寸将是现在的10倍,成本将是现在的10倍,花费的时间将是10年。”他粗声说。这三个年轻人原以为他们就要被赶出门了。但意想不到的是,本-伊斯雷尔说:“伙计们,你们还没有走到那一步,不过我愿意加入你们,助你们一臂之力。”
这里的“伙计们”,本-伊斯雷尔使用的可能是希伯来语中的hevre(音译为“赫弗尔”),这是一个更具以色列文化色彩的词。在希伯来语中,hevre与haver(朋友)和hevra(社会)有着相同的词根,不太容易被翻译成英语。一个人的“赫弗尔”,可以是终身朋友,也可以是刚刚认识但为共同目标而团结在一起的人。建立了“赫弗尔”关系,“你”就变成了“我们”。本-伊斯雷尔称他们为“赫弗尔”,意味着他与他们难以完成的使命站在了一起。
得益于本-伊斯雷尔的大力鼓励,在最终期限前的几周里,这三个以色列人还获得了魏茨曼科学研究所时任所长丹尼尔·扎夫曼的支持;该研究所是以色列首屈一指的科学研究机构之一。另一位至关重要的支持者是阿里·哈尔斯班德,他是以色列航空航天工业公司太空部门的负责人,也是温特劳布的上司,只不过他们两人之间相差三四个层级。“在看到我们的计划后,阿里朝着我们吼了起来。”巴什说。平复情绪后,哈尔斯班德告诉他们:“我这里拥有以色列唯一的太空设施。只要我认为你们有机会,我就有责任帮助你们。”多年后,哈尔斯班德说:“没有我们,他们不可能搞成。但没有他们,我们也没有胆量去搞。”
碰巧的是,仅仅一个月后,以色列航天局就举办了年度大会。此次会议也吸引了来自NASA及其他国家航天机构的高级代表。本-伊斯雷尔打电话给巴什,告诉他,他和他的团队有15分钟的上台演讲时间,可以借此宣布他们参加谷歌月球X大奖竞赛的计划。就项目启动而言,这无疑是一个很有声誉的平台。他们在台上演示结束之后,有个听众走上前去问他们:“你们需要钱吗?”他就是以色列电信企业家、私募股权投资者莫里斯·卡恩。卡恩是“阿波罗11号”宇航员巴兹·奥尔德林的朋友,一向对太空探索充满热情。“到我的办公室来,我会为这个项目提供10万美元资金。”他说。卡恩后来成为SpaceIL的主要支持者,最终出资4700万美元。
巴什团队进入谷歌月球X大奖竞赛环节。他们先是花了两年的时间研发航天器,但后来发现该设计方案行不通。在接下来的两年里,他们的另一套设计方案再次宣告失败。每次花完钱之后,他们都不得不重新求助资助者,而每次的说辞也都一样:计划失败了,他们需要更多资金。他们关键的以色列支持者每次也都会追加投资。每次设计出来的航天器都比上一次的更大、更重,成本也更高昂。循环往复,直到2015年,他们才最终设计出了可行的航天器。正如本-伊斯雷尔所预测的,航天器的尺寸远比先前所设想的大,总共花费近10年的时间,而成本更是高达1亿美元。
《科学美国人》的高级编辑李·比林斯表示,虽然1亿美元看起来是一个庞大的数目,但就登月任务而言,这是“地板价”。“先前从没有人取得过这样的成就。”他说。那么,花费如此低的成本,SpaceIL又是如何做到的呢?
温特劳布和他的工程团队通过两种方法大幅削减开支。第一,航天器必须小——即便做不到立方体卫星那么小,也要尽可能地缩小它的尺寸。第二,SpaceIL必须开发全新的登月轨道。
就登月而言,成本最高的环节之一便是航天器的发射。通过利用可重复使用的火箭,SpaceX(美国太空探索技术公司)大幅降低了有效载荷的发射成本;与阿波罗太空计划相比,其成本可以说微不足道。但即便如此,SpaceX的单次发射成本仍高达6000万美元,远超预算捉襟见肘的SpaceIL的承受能力。
降低发射成本的唯一方法就是打造一个足够小的航天器,小到能成为SpaceX研制的“猎鹰9号”运载火箭有效载荷的一部分。“贝雷希特号”的尺寸远大于起初的设计方案,但就登月任务而言,它还是很小的。整个月球车(包括着陆器和燃料箱)的尺寸,跟电动高尔夫球车大致相当。SpaceIL的创始人称他们的月球着陆器为“贝雷希特号”,意为“起初”,而这也是《圣经·创世记》中的前两个字。这三名世俗的、雄心勃勃的千禧世代成员,将探索未来前沿的使命同犹太人及其《圣经》传统的宏大叙事联系在了一起。
由于“贝雷希特号”的尺寸非常小,它可以与两颗卫星共享空间,通过同一枚火箭发射升空。“这是有史以来第一次‘拼车式’的月球探测任务,就像优步一样,但我不认为这是最后一次。”《新科学人》的记者莉亚·克兰说。“共享火箭”模式将发射成本从6000万美元降低到2000万美元。就如同“贝雷希特号”搭火箭的便车一样,NASA的激光反射器也搭乘了“贝雷希特号”的便车,用于帮助指导未来的登月任务。“这也是50年来NASA第一次把东西送上月球。” [3] 克兰说。
“共享火箭”解决了一个问题,但同时引发了另一个问题。“贝雷希特号”搭乘的“优步”只是捎带着它走一段路。“猎鹰9号”是把卫星发射到地球轨道上,而不是把宇宙飞船发射到月球上。如此一来,小小的“贝雷希特号”又该如何从地球轨道抵达月球呢?
“猎鹰9号”是二级火箭,而要想抵达月球,则需要类似于“土星5号”的三级火箭。正是“土星5号”的第三级火箭将“阿波罗11号”的宇航员从地球送上了月球。第三级火箭虽然是最小的,但仍有5层楼那么高。大小相当于高尔夫球车的“贝雷希特号”孤零零地被送至外太空。如果没有强有力的引擎推动,它又怎么可能抵达月球呢?
从理论上讲,方法还是有的。“阿波罗11号”是被直接送抵月球的,用时3天3个小时49分钟。
“贝雷希特号”则必须沿着拉得越来越长的椭圆轨道俯冲,直到轨道延伸至月球,利用地球引力一次次将航天器推向更远的太空。这种迂回路线需要的燃料少得多,但它也意味着“贝雷希特号”需要41天才能抵达月球轨道,而飞行距离则是“阿波罗11号”直射距离的15倍。此前从未有人以这种方式尝试过登月。
“NASA的很多专家认为这样做并不可行,并直言相告。”温特劳布说。在参加谷歌月球X大奖竞赛的所有团队中,没有其他团队选择采取SpaceIL这种风险重重的“弹弓”方式。不过,在温特劳布看来,未来的登月任务将会沿着“贝雷希特号”率先开辟的道路进行。虽然这种方式需要更多的飞行时间,但基于燃料的大幅减少,航天器的尺寸也会缩小。就搭便车的小型航天器而言,这将是唯一的选项,因为它所搭乘的火箭是要把卫星发射到地球轨道上。
NASA前局长查尔斯·博尔登表示,此举的重要意义并不只在于低廉的成本。“如果像SpaceIL这样的私人组织可以让航天器登陆月球,那么其他企业家也会梦想着追随它的步伐。”他说,“这将是里程碑式的成就。全新的局面即将出现。”
2019年冬,在“贝雷希特号”计划发射之前,博尔登的继任者、NASA局长吉姆·布里登斯廷前往以色列访问了SpaceIL。布里登斯廷告诉三位创始人,如果他们能以2亿美元(“贝雷希特号”研发总成本的2倍)的费用抵达月球——暂且不谈着陆——那么必将开启太空探索的新时代。
在之前的8年里,SpaceIL团队并没有把他们自己同以色列社会割裂开来。“激励下一代的科学家和工程师是我们的核心宗旨之一。”约纳坦·温特劳布说,“我们很年轻,在和高中生一起交谈时,甚至都可以做他们的哥哥。我们告诉他们:‘我们在学校学的是高等数学和科学,我们是此次登月计划的参与者。在长大之后,你也可以做任何你想做的事——登陆月球、解决全球变暖问题或攻克癌症等。’”
SpaceIL组建了一个志愿者团队,其成员会去学校讲授太空知识。温特劳布相信,SpaceIL的志愿者团队已经激励了多达100万的以色列青少年和世界各地的孩子着手打造他们自己的月球探测器。全球媒体对SpaceIL的登月任务给予的积极报道,让温特劳布惊讶不已。“甚至连伊朗太空研究中心也发布了我们的航天器的图片。”温特劳布告诉我们。
以色列整个国家都在关注登月项目的进展。随着发射日期的临近,以色列国内的兴奋情绪高涨。很多学校——从幼儿园到十二年级——都开设了关于“贝雷希特号”的课程。 [4] 宇航员服装在犹太教节日普珥节上大受欢迎,孩子们像过万圣夜一样盛装打扮,而这恰好又赶上了发射任务的预定日程。 [5]
2019年2月22日,在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角,“贝雷希特号”搭乘的SpaceX火箭发射升空。科弗尔·达马里和约纳坦·温特劳布在发射现场。亚里夫·巴什待在以色列,坐守控制室。发射非常顺利。在大约一分钟的时间里,三位创始人一度紧张到屏住呼吸:他们节省成本的措施是否会奏效,在此一举。“贝雷希特号”通过加装弹簧的螺栓环固定在火箭上,后期飞行过程中,所有螺栓会同时松开,进而将航天器推向太空。螺栓环通常是定制的,但SpaceIL购买的是“现货”。效果如同预期。
以色列军事卫星项目的发起人之一曾经告诉SpaceIL的领导层:“在‘贝雷希特号’被释放进入轨道后,如果你还能够与它通信,我向你致敬。”巴什表示,很显然,每走一步都有可能失败。他们要做的就是竭尽所能,走得远一些。“我们彼此之间有默契:除非有什么阻止我们,否则我们不会停下脚步。”他说。
在进入飞行状态后,“贝雷希特号”有且只有一次从地球轨道进入月球轨道的机会。方向的失误可能会让它坠毁在月球上,也有可能会让它进入深空。太空中的这种机动操作,相当于需要在一个特定时刻猛踩刹车。通过一系列操控,“贝雷希特号”的9台引擎用时大约9分钟,将航天器调整到合适的方向,又用了大约6分钟,将它放缓到合适的速度。 [6]
在异常紧张的时刻过后,控制室的团队终于看到胜利的曙光,一切如预期进行。至此,以色列成为全球第7个实现航天器绕月飞行的国家或国家集团,前6个国家或国家集团分别是美国、苏联、日本、欧洲航天局、印度和中国。但就以色列而言,这甚至都不是一个国家项目,而是由三名“赫弗尔”在酒吧中发起成立的一个非营利组织实施的。
4月11日,“贝雷希特号”开始向月球表面降落。虽然当时以色列已是深夜,但整个国家的人都在观看。在其他国家,人们也拭目以待,看第一个私人登月任务是否经得起最严峻的考验:从每小时6000千米减速到0,然后在距离月球表面5米的地方开始降落,实现软着陆。
时任以色列总统鲁文·里夫林为那些想要看登陆直播的孩子举办了睡衣派对。
[7]
全国各地都有公开播出。以色列总理本雅明·内塔尼亚胡和SpaceIL的主要资助者莫里斯·卡恩就坐在控制室的外面。
一面巨大的屏幕上显示着“贝雷希特号”的9台引擎的状态以及各种不同的坐标参数。一个至关重要的数字引人注目:下降速度。
[1] Shawn Rodgers, “SpaceIL’s Kfir Damari Looks to the Stars and Beyond,” Jewish Journal ,October 30, 2019, https://jewishjournal.com/community/306423/spaceils-kfir-damari-looks-to-the-stars-and-beyond/.
[2] Armin Rosen, “The Jews Make It to the Moon,” Tablet , April 15, 2019, https://www.tabletmag.com/sections/israel-middle-east/articles/the-jews-make-it-to-the-moon.
[3] Rookie Moonshot: Budget Mission to the Moon , directed by Tom Brisley (Arrow Media, 2019).
[4] Melanie Lidman, “Beresheet May Have Crashed, but for a Moment We Raised Our Eyes to the Heavens,” Times of Israel , April 12, 2019, https://www.timesofisrael.com/beresheet-may-have-crashed-but-for-a-moment-we-raised-our-eyes-to-the-heavens/.
[5] Kenneth Chang, “Israel Wants to Land on the Moon. First Its Spacecraft Needs to Stick the Orbit,” New York Times , April 3, 2019, https://www.nytimes.com/2019/04/03/science/israel-beresheet-moon.html.
[6] Melanie Lidman, “With Beresheet, Israel Becomes 7th Country to Achieve Lunar Orbit,” Times of Israel , April 5, 2019, https://www.timesofisrael.com/with-beresheet-israel-becomes-7th-country-to-achieve-lunar-orbit/.
[7] Abigail Klein Leichman, “Beresheet Reaches Moon, Crashes on Arrival,” Israel21c , April 12, 2019, https://www.israel21c.org/beresheet-reaches-moon-crashes-on-arrival/.