中国商业航天的“关键一步”

来源：@经济观(guān)察报微博

经济观察网记者郑晨烨 2024年(nián)中秋节前最后一周，全球商(shāng)业航天市(shì)场发(fā)生了(le)两(liǎng)件大事：北京时间9月12日，搭乘美国太空探(tàn)索技术公司（SpaceX）龙飞船（Dragon）执行“北极星黎明”航天任务的两名机组成(chéng)员，在(zài)距离地面约700公里的轨道进行(xíng)了(le)全球(qiú)首次商业太空行走。9月11日，在中国酒泉(quán)卫星(xīng)发射中(zhōng)心，由(yóu)蓝(lán)箭航天空间科技股份(fèn)有限公司研发的朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试(shì)验(yàn)箭，完成了(le)十公(gōng)里级垂直起降返回(huí)的飞行试验。

对后者而言，该试验(yàn)创下多个国内首(shǒu)次(cì)的记录，如首次实(shí)现垂直起降返回火箭空中(zhōng)二次点(diǎn)火、跨音速大动压(yā)环境下“栅格舵—冷气姿控—发(fā)动机”联合(hé)制导控制，以及高空风实时(shí)风(fēng)修技术(shù)工程化(huà)应用等技术验证。这意味着中国商(shāng)业航天产业离凑(còu)齐可(kě)重复使用运载(zài)火箭这“最后一(yī)块拼(pīn)图”又近了一步(bù)。

可重复使用(yòng)火箭为何如(rú)此重要(yào)？一位长期关注商业航(háng)天领域的职业投资人(rén)告诉经济观察报(bào)，今年8月，上海垣信卫星科技有限公司（下称“垣信卫星”）主导的千帆星座计划首(shǒu)批卫星已顺利入轨，正式(shì)拉开(kāi)中国版“星链”建(jiàn)设的(de)序幕(mù)。按照(zhào)公开披露的信息，千帆星座(zuò)计划(huà)将在2030年底前发(fā)射超过1万颗(kē)卫星用于组(zǔ)网，但现(xiàn)阶段我国一次性火箭较高的发(fā)射成本，可能成为该计划的(de)巨大障(zhàng)碍(ài)。

“按照现阶段国内(nèi)每公(gōng)斤8万元到12万元的发(fā)射成(chéng)本，完成上万颗卫星组网计划需要花费的资金是一个(gè)‘天文数字’，如(rú)果不尽快在可重复使用运载火箭技术上取得突破，高密度低轨卫星组网的建设速度会被大(dà)大(dà)拖慢。”上述职业投资人称。

在真成投(tóu)资创始合伙人李剑(jiàn)威看(kàn)来，中国商业航天(tiān)市场正在等(děng)待“iPhone时刻”，“今年到明年是一个非常关键的节点。无论是民营企业还是国家队，如果中国能有(yǒu)公司(sī)或团队实现火箭的入轨和(hé)回收，大家会看到希(xī)望，商业(yè)航天的市场就真正打开(kāi)了(le)”。

一(yī)把关键钥匙

2024年8月6日，长征六号改运(yùn)载火(huǒ)箭搭载的千帆极轨01组的18颗卫星(xīng)发(fā)射升空，成功将卫星送入预定轨(guǐ)道，由(yóu)此拉开(kāi)中国低轨卫星组(zǔ)网的大幕(mù)。

公开信息显示，千帆星(xīng)座计(jì)划于今年完成108颗卫星发(fā)射并组网，3年内完成一期1296颗卫星的部署，最终(zhōng)将完成至少(shǎo)1.4万(wàn)颗低轨宽频多媒体卫星的组网(wǎng)工作。而像千帆这样在国内公开(kāi)可查的“万星”计划至少还有两个：国际电信联盟(méng)（ITU）官网显示，以中国卫星(xīng)网络集团有限(xiàn)公司为主体计划(huà)实施的GW星座共(gòng)包含12992颗(kē)卫星(xīng)；今年5月，上海蓝箭鸿擎科技有限公司亦向国际电(diàn)信联盟提交了名为Honghu-3（鸿鹄三号(hào)）的(de)星座计划，该(gāi)星座将由1万颗卫星组成(chéng)。

在上述中国(guó)低轨(guǐ)卫星互联网(wǎng)大(dà)规划出来之(zhī)前，如何完成商业闭环一(yī)直是国内商业航天企业面临的难题。千帆星座等卫星组网计划的落地，提(tí)高了商业航天赛道的(de)确定性。

江(jiāng)苏深(shēn)蓝航天有限公司(sī)（下称“深蓝航天”）执行总裁赵亚亦(yì)说：“火箭就(jiù)像‘快递’，是运输工具。从短期(qī)和中期(qī)看，往太空送快递最核心的市场无疑是大规模的星座组网。”

明确的市场需求对(duì)行业而言无疑是(shì)好的信号。但(dàn)当大规模星(xīng)座组网计(jì)划开始落地时，长期关注中国商业(yè)航天(tiān)的职业(yè)投资人及部分从业者发现，“卡脖(bó)子”的地(dì)方或许不在需求侧，而在运输侧。

正悦投资的高级投(tóu)资经理何艺娟算了一笔(bǐ)账(zhàng)：从具体数据看，美国SpaceX研发的猎鹰九号火箭的近地轨道(dào)运力为22.8吨，2024年单箭(jiàn)发射报价约为6975万美元，折合约3000美元/公斤(jīn)，合人民(mín)币约2.1万元(yuán)/公斤。作为对比，国内商业化火箭型号发射报价大约在每公(gōng)斤6万元到15万元人民币之间。猎鹰(yīng)九号火箭实(shí)现一子级(jí)（火箭的第一级结构(gòu)，负责为火(huǒ)箭(jiàn)初始飞行阶段提供主要推力并在燃料耗尽后分离）和整流罩回收，一子级约占火箭总(zǒng)体成(chéng)本(běn)的67%，整流罩成本占比约10%。目前，SpaceX已(yǐ)经成(chéng)功将一子级重复使用了22次，累积回(huí)收复用次数超300次，火箭(jiàn)成本被大幅度摊薄。“SpaceX已基本实现三天一次(cì)的发(fā)射节奏，仍难以满(mǎn)足后续4.2万颗卫星的快速组网需(xū)求。因此，他们推(tuī)出(chū)星舰项目，并在2024年6月份第四次试验实现了一二级软着陆。如果(guǒ)星舰成功回收并(bìng)批量化发射，运输(shū)成本有望降低至每公斤10美元(yuán)，进(jìn)一步拉大成本差距。”在何艺娟看来，国内现有火箭(jiàn)的报价显然无法支(zhī)撑(chēng)诸如千帆这(zhè)类大规模的(de)星座组网，站在中美火箭发射报价差距(jù)和中国组网的迫切性角度看，通过火箭可回收来降低发射成本成为必然趋势(shì)。

“中国的基础工业制造(zào)能力很强，通过部件优化等(děng)可以进一步降低成本，一次性火箭(jiàn)制造成本甚至(zhì)低于国外。但只有在强大的制造基础(chǔ)上再加上火箭回收技术，真正实现成本的进一步降低，才是国内快速(sù)组网的可期目(mù)标(biāo)。无论近期的政策导向还是各家实(shí)际披露的型号，大中型可回收液体火箭都是国(guó)有(yǒu)和民营航天企(qǐ)业的发(fā)展方向。”何艺娟称。

记者在采访中注意到，中国商业航(háng)天在中短期(qī)内有两(liǎng)个里程碑的概念已成为(wèi)业内共识：第一个里程碑是大(dà)型星座组网计划的展开；第二个里程(chéng)碑(bēi)是中国(guó)可回收火箭的规模化应用。“中国商(shāng)业航天的爆发点将会在可回收火箭的规(guī)模(mó)化应用之后，即可回收火箭是中(zhōng)国航天(tiān)进入新阶段的启动引擎。”何艺娟说。

北(běi)京星河动(dòng)力航天科技股(gǔ)份有限公司（下(xià)称“星河动(dòng)力”）战略与公共(gòng)关(guān)系高级总监孟宪博称，可垂直回收火箭是目前经过实践验证、切实可行的中大型(xíng)火箭太空运输降本方案。他认为，液体(tǐ)火箭的主要(yào)成本集中在发动机，通过火箭(jiàn)一子级的垂直(zhí)回收，可实现发动机的复(fù)用，大(dà)幅(fú)降低(dī)火箭发射成本，从而降低中国卫星互联网(wǎng)建(jiàn)设的(de)整(zhěng)体成本。“该型(xíng)方案尤其适用于我(wǒ)国(guó)在建(jiàn)的星网工(gōng)程(chéng)、千帆星(xīng)座(zuò)等大型星(xīng)座组网建设，也是目前(qián)各家商业火箭企业的重点研发方(fāng)向。”孟宪博说。“无论是面向企业客户还是个人客户，比如(rú)太空旅游，成本的大(dà)幅(fú)中国商业航天的“关键一步”度降低将使得这些服务有利可图(tú)，形成可持续的商业模式。当(dāng)前企业(yè)的利润空(kōng)间和市(shì)场规模都相对较小，难以激发足够的竞争力和技术进步。未(wèi)来，回收火箭将通过良性(xìng)竞争来促进技术进步，从而提高产品质量(liàng)、降(jiàng)低(dī)成本、提供更优质的服务。”深蓝(lán)航天董事(shì)长霍亮称。

在谈及可垂直回收运载火箭较传统(tǒng)一次性火箭(jiàn)降本(běn)的具体成效时，赵(zhào)亚称，国(guó)内的太空运输成本约为每公(gōng)斤(jīn)6万至15万元，随着回收(shōu)技术的成熟，深蓝航天的目标是(shì)将这(zhè)一数字降至(zhì)低于3万元。“制造成本过高，火箭(jiàn)的商业模(mó)式是无法成立的。通过回收将成(chéng)本降低到合理水(shuǐ)平，这个产业(yè)将迅速发展(zhǎn)。只要你的火(huǒ)箭(jiàn)能够确保(bǎo)安全稳定发射，且运(yùn)力能达到‘一箭一轨’的(de)标准，比(bǐ)如一子级能达到13.6吨的水平，加上每公斤3万人民(mín)币甚至(zhì)更低(dī)的(de)成本，订单根本不会(huì)缺。”赵亚说。

在采访(fǎng)过程中，记者了(le)解到，作为专攻(gōng)可回收运载火箭的商业航天企业，深蓝航天采用了多种创新(xīn)技(jì)术降低火箭制造成本。比如，该公司拥(yōng)有国内首型利用高温(wēn)合金3D打印技术一体成型的火(huǒ)箭发动机——雷霆-R液氧煤油发动(dòng)机，目前该发动(dòng)机已能实现一(yī)周一台的(de)下中国商业航天的“关键一步”(xià)线速度。

赵亚还向(xiàng)经济(jì)观(guān)察报透露(lù)，深蓝航天预(yù)计到2025年便(biàn)可实现盈利，现在公司考虑更多的是火(huǒ)箭产能方面的挑(tiāo)战。“火箭造价非常高，我们可以(yǐ)拿飞机类比。一架飞机也很贵，但飞一次(cì)的成本主要是燃油费用。飞机燃油每吨约(yuē)为1万元，根据航(háng)程(chéng)的不同，飞一次的油费大概在几十万元到一百万元之间。火箭的燃料成本其实(shí)比飞机要低(dī)，使用的是(shì)液氧和煤油，液氧的价格只有几百块钱一吨。综合算下(xià)来，液(yè)体火箭的燃(rán)料成本占总体成本不到千分(fēn)之三，有(yǒu)时甚至更(gèng)低。”霍亮称。

能够显著(zhù)降低发(fā)射成(chéng)本的可重复使用运载火箭(jiàn)，像一把(bǎ)能够解(jiě)开中国商业航天蓝海(hǎi)市场的钥(yào)匙，想要在此领域(yù)成为中国第一、全球第二的“执(zhí)钥者”，竞争也(yě)颇为激烈。

经济观察报注意到，今年下半年以来，多家航天企业密集安排了可重复使用运载火箭的飞行试验。

深蓝(lán)航天就在积极(jí)准备国内首次可入轨(guǐ)运载(zài)火箭——“星云一号”的(de)高空回收试验。星(xīng)河动力于今年(nián)7月完成其首型可回收运载火箭——“智神星一号”整流罩静力、模态、分离(lí)系列试验，并计划于今年年底首(shǒu)飞，在2027年左右实现液体火箭的垂直回(huí)收。北京星际荣耀空间科技股份有限公司于近日在官方公(gōng)众号披露(lù)，其首款中大型(xíng)可重复使用液体运(yùn)载(zài)火箭——双曲线三号的箭上和地(dì)面产品均已完成投产，预计2025年(nián)1月交付，届时双曲线三(sān)号模拟箭将开(kāi)展海上(shàng)测试。

记者采访的多位职业投资人(rén)均认为，在主要火箭企业均拟于下半年完成(chéng)十公里级别(bié)回收试验的背景下(xià)，今年底至明年初，国(guó)内(nèi)将诞(dàn)生全(quán)球第二家掌握可入(rù)轨且可回收运载火箭技术的企业。

“一步到位”还是(shì)“固液并举”

从目前国内(nèi)商业航(háng)天企业的(de)研发路径看，火(huǒ)箭企业主(zhǔ)要分为两类。一类企(qǐ)业如深蓝航天，从(cóng)创立之初便“死磕”可垂(chuí)直回(huí)收火(huǒ)箭技术。另一类企业则像星(xīng)河动力(lì)、北京(jīng)星际荣耀空间科技股份有限公司，兼顾一次性固体火箭与可(kě)回收液体(tǐ)火箭两条技术路线。

两条路径孰优(yōu)孰劣，当前市场中仍存在争议。一位商(shā中国商业航天的“关键一步”ng)业航(háng)天领(lǐng)域的职(zhí)业(yè)投资人称，在没有发射(shè)经验的背景下，直接想要实现可垂直(zhí)回(huí)收火箭技术的一步(bù)到位并不现实。

孟宪博认为，星河动(dòng)力之(zhī)所以选择(zé)“固液(yè)并举”的(de)发展路线，即“谷神星”系列小型固体火(huǒ)箭和“智神(shén)星”系列中大型可回收(shōu)液体火箭，是基于市场需求做(zuò)的(de)设(shè)计。在他看来，由于液体火(huǒ)箭(jiàn)未来立足于可回收，因此更适合做成中大(dà)型火(huǒ)箭，以应(yīng)对大型星座(zuò)组网的发射市场需要(yào)。固体火箭由于成本低、“小快零”，更适合(hé)做成小型火箭，应对小卫星和(hé)小星座的发射市场。

“除了星网工程(chéng)、千帆星(xīng)座这种大型组网任务外，我国还(hái)存在一个由200多家小型商业卫星公司构成(chéng)的长尾市场。虽然每家公司的发射数量都不大，但卫星企(qǐ)业数量多，市场盘子也不小，小型固体火箭对(duì)于(yú)这个(gè)市场的适应性极强，这个路线(xiàn)也得(dé)到了市(shì)场的正反(fǎn)馈。目前，我们的‘谷神星一号’火箭(jiàn)已成功发射14次，在商业(yè)上率先实现(xiàn)了(le)闭环。同时，我们的液体火(huǒ)箭也在(zài)同步加紧研发，固体火箭(jiàn)的成功也为液体火箭在发(fā)射端积累了经验。”孟宪博强调，围绕固体火箭，星河动力在通过“技术迭代+工业化(huà)批产(chǎn)”的方式进一步压低成本、提升市场占有率的同时，探索电磁(cí)弹射等适合固体火箭的新型技术路线，以期实现和液体火箭相近的单位运输成本。

但在投资人(rén)看来，在终点都是导向(xiàng)大中型可回收液体火箭(jiàn)的背景下，与液体火箭不存在技术继(jì)承关(guān)系、又无法实现可回收的固体(tǐ)火(huǒ)箭，不值得(dé)国内民营火箭公司投入(rù)太多(duō)精力。“固体火箭和(hé)液体火箭属于(yú)完全不同的两种技(jì)术路线。从固体火箭转向液体火箭(jiàn)意(yì)味着企业需要重新研发。一次性液体火箭和可回收液体火(huǒ)箭之(zhī)间虽然有部(bù)分继承性(xìng)，但在动(dòng)力系统(tǒng)、气动(dòng)系统等关键环节上依然需要重新设计。”何艺娟说。

在(zài)李剑威(wēi)看(kàn)来，2015年被认为是中国(guó)商业(yè)航天元(yuán)年，很多成立(lì)的(de)公司虽然(rán)声称要做类似马斯克的事情，但(dàn)彼时却选择了固体火(huǒ)箭，这在他看来(lái)没(méi)有(yǒu)意义。“固体火箭不可(kě)回收，且国家(jiā)队在(zài)这方面已经做得很好，没有民(mín)营公司的(de)太多机会。民营公司如果要在运载(zài)火箭领域做出(chū)成(chéng)绩，必须专注于可回收火(huǒ)箭。”李剑威认为，绝大多数商业航天企(qǐ)业(yè)还需依靠外部资金维持运转，缺乏自(zì)我造血(xuè)的能力，打(dǎ)造一款有门槛的“拳头”产品是民营火(huǒ)箭企业应(yīng)重点考虑的事情。

“火箭(jiàn)产品必(bì)须证明其可靠性，我估计可回收液(yè)体火箭领域还需要一两年时间。固体火箭领域也有一些进(jìn)展，但(dàn)因为(wèi)是国家队(duì)早已成(chéng)熟(shú)的技术，民营公司做类(lèi)似(shì)的事情很难赚钱。”李剑威说。

在何艺娟(juān)看来，抛开固体火箭(jiàn)不谈，在液体火箭(jiàn)的路径选择上同(tóng)样可(kě)以分为两类。一种路径是从一次性液体火箭入(rù)手，企业先成功研发并发射(shè)，再向(xiàng)大中型一次性液体火箭迈进(jìn)，大(dà)中型一次性(xìng)火箭批量成功(gōng)后再研发可回收技术。另一种路径是开始的(de)小火箭就一步到位设计(jì)为(wèi)可回收，之后企业再(zài)基于小型可回收火箭的经验升级迭(dié)代到(dào)大中(zhōng)型可回收火箭。“为什(shén)么(me)有些企业选择(zé)从一(yī)次(cì)性火箭入手？或许是出于(yú)融(róng)资的(de)考量，发射成功证明其(qí)商业(yè)化(huà)能力，再通过‘里程碑(bēi)’提高估值以达到(dào)融(róng)到所需资金、又不至(zhì)于(yú)稀释太多股权的目的。”何艺娟说(shuō)。

限制与挑(tiāo)战

“现在大家不是担心发(fā)射(shè)的问题，而(ér)是没地方发射(shè)。中美之间在发射工位上的差距可能还要大于技(jì)术上的差距。”谈及目前国内民营火箭行业(yè)发展面临的挑战时，赵亚说。

发射工位指火箭发射时在发射场上占用的具体位置或发射台，包括火箭发射所需的各种设施(shī)、设备和发(fā)射支持系(xì)统。发(fā)射(shè)工位为火箭的发(fā)射提(tí)供物理位置(zhì)，并为发射过程中的一系(xì)列准备工作提供(gōng)支(zhī)持，如火箭的组装(zhuāng)、燃料加注、发射控制等。

何艺娟称，发射工位(wèi)确实(shí)是(shì)限制目前(qián)国内火箭发射节奏的主要痛点。2023年，我国(guó)航天发(fā)射约为67次，发射的航天器总数不超过200个；2024年我国航天规划发射100次，截至目前进(jìn)度未过半。“国内有四(sì)大发射场，一个海上发射(shè)场，还有文昌商业航天(tiān)发射(shè)场，发(fā)射工位和窗口稀缺确实是制约(yuē)因素。除此之外，发射的审批管理流程同样是(shì)影响因(yīn)素。”何艺娟说。

在赵亚眼中，中国和美国在航天(tiān)发射条件上存(cún)在(zài)较大差别(bié)，美国三面环海，其发射轨迹(jì)可以直接(jiē)投影到海上，这样(yàng)的地理条件保证了发(fā)射的(de)安全性(xìng)，几(jǐ)乎不存在击中城市的风险，美(měi)国可以沿着东(dōng)西海岸建造许多发射(shè)工位。中国因(yīn)为周边邻国众(zhòng)多，约束(shù)条件也相对比较多。

赵亚称，除了海(hǎi)南文昌，像酒(jiǔ)泉、太原(yuán)、西昌等(děng)航天发(fā)射(shè)场的(de)选址(zhǐ)有历史原因，是(shì)从当时的战略安全需求(qiú)出发，位置都比较偏远。在这样的背景下，以往许(xǔ)多民营火箭企业制造的火箭规模较小不全是技术问(wèn)题，还与(yǔ)这些发射(shè)场的地理位置限制火箭的运输有关。

“未来，中国大(dà)量商业航天发射任务将逐(zhú)步转(zhuǎn)向海上。海上发射(shè)的一个显著优势是灵活，哪里(lǐ)适合(hé)发(fā)射就可(kě)以(yǐ)将发射平台拖到哪里。虽然发射成本可能稍高于陆地，但只(zhǐ)要提供足够稳定的发射和(hé)回收平台，海(hǎi)上发(fā)射完全(quán)可行。现在(zài)我国的(de)东(dōng)方航天港号自航式(shì)发射船（我国首艘商业海上(shàng)火箭发射船(chuán)）造价(jià)大约3亿元，不算特别(bié)昂贵。SpaceX就拥有十几艘回收船。海上发射(shè)、回(huí)收将成为未来发展的重要方向。”赵亚还认为，随着我国商(shāng)业航天发射场建设的(de)不断推进，我(wǒ)国在(zài)航天发射工位面临的这些(xiē)限制将是阶段性的。

孟宪博认为，从(cóng)长远(yuǎn)市场发展看，我国卫星(xīng)互联网(wǎng)建设对(duì)于火箭的需求数量巨大(dà)，必然会对发射工(gōng)位的(de)数量、申请窗口的频次提出更高需求，相比前些(xiē)年，国家政策也呈现出(chū)逐年(nián)开(kāi)放(fàng)的状态(tài)。

“中国民(mín)营火箭(jiàn)的发展受到政策、设施、市场、资金链、产业链等多方因素影响，发射工位建设(shè)的进程需要一个客观过程。”孟宪博(bó)说。

另外，当前缺(quē)乏造血能力的民营火箭企业，也面临持续融资困(kùn)难的挑战。

“火箭(jiàn)企业的资金(jīn)需求巨大，包括但不限于基础设施建设、型号研发和试验、人员(yuán)费用等。近几年，一级市场资金体量及(jí)活跃度相对有所下(xià)降(jiàng)，如何在变化的(de)大环境下持续(xù)获得大额的融资以支撑企业发展，是所(suǒ)有火箭企业(yè)需(xū)要考虑的(de)问题。”何艺娟说。

在李剑威看来，虽然(rán)目前资本市场相(xiāng)对低迷(mí)，但相关的“绿色通道”政策也带来(lái)了机会。

“绿色通道提到的几个领域中(zhōng)，商业航天(tiān)、低(dī)空经济、生物(wù)制造都在(zài)列。如果一家企业(yè)在商业化上(shàng)取得了进展，尤其是有了收入并证明产品的可靠性，它或许(xǔ)能够通过绿色通道上(shàng)市。”李剑(jiàn)威说，最终还是要(yào)看哪家企业能真(zhēn)正交付产品。

在何艺娟看来(lái)，火箭企业至少需要(yào)连(lián)续三次发射成功才算初步具备(bèi)商业化能力(lì)，就算拿出能够入轨并回收的火箭产品，后续的(de)批量化生产对火箭企业的总(zǒng)体设计、供应链管理能力、基础设施建(jiàn)设等都是不(bù)小的(de)挑战。

“对(duì)于中国的商业航天产业，重要的是要有(yǒu)容忍失败的开放心态，要尊重市场、尊重创新，不能因为一次失败就收得特别(bié)紧(jǐn)，收得太紧就没法(fǎ)干了。”李剑威说。

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