中国商业航天的“关键一步”

来源：@经济观察报微博

经济(jì)观察(chá)网记者郑晨(chén)烨 2024年中秋节(jié)前最后一周，全球商业航天市场发生了两件大事：北(běi)京时间(jiān)9月 12日，搭乘美国太空探索技术公司（SpaceX）龙(lóng)飞船（Dragon）执行(xíng)“北极星黎(lí)明(míng)”航(háng)天任务的两名机组(zǔ)成员(yuán)，在距离地面约700公里的轨道进行(xíng)了(le)全球首次(cì)商业太空行走(zǒu)。9月11日，在中国酒泉卫(wèi)星发射中心，由(yóu)蓝箭航天空间科技股份(fèn)有限(xiàn)公司研发的朱雀三号VTVL-1可重(zhòng)复(fù)使用垂直起(qǐ)降回收试验箭，完成(chéng)了(le)十公里级垂直起降(jiàng)返(fǎn)回(huí)的飞行试验。

对后者而言，该试验创下多个国内首次的记录(lù)，如首次实现垂(chuí)直起降返回火(huǒ)箭空中(zhōng)二次点火、跨音(yīn)速大动(dòng)压环境下(xià)“栅格舵—冷气姿控—发(fā)动机”联合制导(dǎo)控(kòng)制(zhì)，以及高空风实时风修技术工程化应用等技术验证。这意味着中国商业航(háng)天产业离凑齐可重复使用运载火箭这“最后一块拼图”又近了(l中国商业航天的“关键一步”e)一步。

可重复使用(yòng)火箭为(wèi)何如此重要？一位长期关注商(shāng)业航天领域的(de)职业投(tóu)资人告诉经济观察报(bào)，今年8月，上海垣信卫星科技有限公司（下(xià)称“垣信卫星”）主导(dǎo)的千帆星座计划首批卫星已顺利入(rù)轨(guǐ)，正式拉开中国版“星链”建(jiàn)设的(de)序幕。按照公开披露的信息，千帆星座计划将在2030年底(dǐ)前发射超过1万颗卫(wèi)星用于组网，但现阶(jiē)段我国一次性火箭较高的发射成本，可能(néng)成为该(gāi)计划(huà)的巨大障碍。

“按照现阶段国内每公斤8万元到12万元的发射成本，完成上万颗卫星组网计(jì)划需要花费的资金是一个‘天(tiān)文数字(zì)’，如果(guǒ)不尽快在可重复使用运载火箭技术上(shàng)取(qǔ)得突破，高密度低轨卫星组网的建设速度会被大大(dà)拖慢。”上述职业投(tóu)资人称。

在真(zhēn)成投资创始合伙人李剑威看来，中国商业航天市场正(zhèng)在等待“iPhone时刻”，“今(jīn)年到(dào)明年是一个非常关键的(de)节点。无(wú)论是民营(yíng)企业还是国家队，如(rú)果中国(guó)能有公司或团(tuán)队实现火箭的入轨和回收，大家会看到希望，商业航天的市场就真正打开了(le)”。

一把关(guān)键钥匙

2024年(nián)8月6日，长征六号改运(yùn)载火箭搭载(zài)的千帆极轨01组的18颗卫星发射升空，成功将卫星送入预定轨道，由此拉开中国(guó)低轨卫星组网的(de)大幕。

公开信息显示，千帆星座计划于今(jīn)年完成108颗卫星发射并组网，3年内完成一期1296颗(kē)卫(wèi)星的部署，最(zuì)终将完成至少1.4万颗低轨宽频多媒(méi)体卫星的组网工作(zuò)。而像(xiàng)千帆这样在国内(nèi)公开可查的“万星”计划至少还有(yǒu)两个：国际电信联盟（ITU）官网显示，以中国卫星网络集团有限公(gōng)司为主体计划(huà)实施的GW星座共包含12992颗卫星；今年(nián)5月，上海蓝箭鸿擎科技有限(xiàn)公司亦向国际电(diàn)信联盟(méng)提交了名为Honghu-3（鸿鹄三号(hào)）的(de)星座计划，该星(xīng)座(zuò)将由1万颗卫星(xīng)组成。

在(zài)上述中国低轨卫星互联网大规划出来之前，如何完成商业闭环一直是国内商业航(háng)天(tiān)企业面临的难题。千帆星(xīng)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。

江苏深蓝航天有限公司（下称“深蓝航天(tiān)”）执(zhí)行总裁赵(zhào)亚亦(yì)说：“火箭就像‘快递’，是运输(shū)工具。从短期和中期看，往太(tài)空送(sòng)快递(dì)最核心的市场(chǎng)无疑是大规(guī)模的星座(zuò)组网。”

明确的(de)市场需求对行业而言无疑是(shì)好的信号。但(dàn)当大规模星座组网计划开始落地时，长期关(guān)注中国商业航(háng)天的职业投(tóu)资人(rén)及部分从业者(zhě)发现，“卡脖子”的地(dì)方或许(xǔ)不在需求侧，而在运输(shū)侧(cè)。

正悦投资的高级投资经理何艺娟算了一笔账：从具体数据看，美国SpaceX研发(fā)的猎(liè)鹰九号火箭的近地轨道运力为22.8吨，2024年单箭发射报价约为6975万美元，折(zhé)合约3000美元/公斤，合人民(mín)币约2.1万元/公斤。作为对比(bǐ)，国内商(shāng)业化(huà)火箭型号发射报(bào)价大约在每公斤6万元到(dào)15万元(yuán)人(rén)民币之间(jiān)。猎鹰(yīng)九号(hào)火箭实现一子级（火箭(jiàn)的第一级结构，负责(zé)为火箭初始飞行阶段提供主(zhǔ)要推力并在燃料耗尽后分离(lí)）和整流(liú)罩(zhào)回收，一子级约占火箭总体成本的67%，整(zhěng)流罩成本占比约10%。目前，SpaceX已经成功(gōng)将一子级(jí)重复使用了(le)22次，累积回收复(fù)用次数(shù)超300次，火箭成(chéng)本(běn)被大幅度摊薄。“SpaceX已(yǐ)基本实现三天一次的发射节奏(zòu)，仍难以(yǐ)满足后续4.2万颗卫星的快速组网需求。因此，他们推出星舰(jiàn)项(xiàng)目，并在2024年6月份(fèn)第四次试验实现了一(yī)二级软着陆。如果星舰成功(gōng)回收并批量化发射，运输成本有望降低至每公斤10美元，进一步拉(lā)大成本差距。”在何艺娟(juān)看来(lái)，国(guó)内现有(yǒu)火箭的报价(jià)显然无法支撑诸如千帆这类大(dà)规模的(de)星座(zuò)组网，站在中美火(huǒ)箭发射报价(jià)差距和中(zhōng)国组网的(de)迫切性角度看，通过火箭可回(huí)收来(lái)降低(dī)发射成本成为必然趋势。

“中国的(de)基础工业制造能力很强，通过部件优化等可以(yǐ)进一步降低成本，一次性火箭制造成本甚(shèn)至低(dī)于国外。但只有在强大的制造(zào)基础上再加上(shàng)火箭回收技术，真正实现成本的进一步降低，才是(shì)国内快速组网的可期目(mù)标。无论近期的政策导向还是各家实际披露的(de)型号，大中型可回收液(yè)体火(huǒ)箭都是国有和民营(yíng)航(háng)天企业的发展方向。”何艺娟称。

记者在采(cǎi)访中注意到，中国商业航天在中(zhōng)短(duǎn)期内有两个里程碑的概念已成为业内共识：第一个里程碑是大型(xíng)星座组网计划的展开；第二个里程(chéng)碑是中国(guó)可回收(shōu)火箭的规模化应(yīng)用(yòng)。“中(zhōng)国商业航天的爆发点将会在(zài)可回收火箭的规模化应用之后，即可回(huí)收火箭是中国航天进入新阶(jiē)段的启动引擎。”何艺娟说。

北京星河动力(lì)航天科技股份有限公司（下(xià)称“星河动力”）战略与公共关系高(gāo)级总监孟(mèng)宪(xiàn)博称，可垂直回收火箭是(shì)目前经过实践验证、切实可行的中大型火箭太空运输降(jiàng)本(běn)方案。他认为，液体火(huǒ)箭的主要成本集中在发动机，通过火箭一子级的(de)垂直回收，可(kě)实现发动机的复用，大幅降低火箭发射成本，从而降低中国(guó)卫星互联网建设的整体成本。“该型方(fāng)案(àn)尤其适用于我国在(zài)建(jiàn)的星网工程、千(qiān)帆(fān)星座(zuò)等大型星座(zuò)组网建设，也是目前各家商业火箭(jiàn)企业的(de)重点研发方向。”孟宪博说。“无论是面向企业客户(hù)还是(shì)个人客户，比如太空旅游，成本(běn)的大幅度(dù)降低将使得这些服务有利可图，形(xíng)成可持续的商业模式(shì)。当前企业的利润空间(jiān)和市场规(guī)模都相对较小，难(nán)以激发足够的竞争力和(hé)技术进步。未来，回收火箭将通过良性竞争来促进技术进步，从而提高产品质量、降低成本、提供更优质的服务。”深(shēn)蓝航(háng)天董事长霍亮称。

在谈及可垂(chuí)直回收(shōu)运载火箭较传统一(yī)次性火箭(jiàn)降本的(de)具体(tǐ)成效时，赵亚称(chēng)，国内的太空(kōng)运(yùn)输成本约为每(měi)公(gōng)斤6万至15万元，随(suí)着回(huí)收技术的成熟，深蓝航天的目标是(shì)将这一数字降至低于3万元。“制造成本过高，火箭(jiàn)的商业模式是无法成立的(de)。通过回收将成本降低到合理水平，这个产业将迅速发展。只要你的火箭能够确保安(ān)全稳定发射，且运力能达(dá)到‘一箭一轨’的标准，比如一子(zi)级能达到13.6吨的水平(píng)，加上每公斤3万人民币甚至(zhì)更低的成(chéng)本，订单根本不会缺。”赵亚说。

在采访过程中(zhōng)，记者了解到(dào)，作为专攻可(kě)回收(shōu)运载火箭的(de)商业航天企业，深蓝航天采用了多种创(chuàng)新技术降(jiàng)低火箭制造成本。比(bǐ)如，该公司(sī)拥有国内首型利用高温合(hé)金3D打印技术一体成型的火箭发动(dòng)机——雷霆-R液氧煤油发动(dòng)机，目前该发动机已能实现(xiàn)一周一台的下线(xiàn)速度。

赵亚还向经济观察报透露，深蓝航天(tiān)预计到2025年便可实现盈(yíng)利，现在公司考虑更多的是火箭产能方面的挑战。“火箭造价非常高，我(wǒ)们可以拿飞机类比(bǐ)。一架(jià)飞机也很贵，但飞一(yī)次的成本主(zhǔ)要是燃油费用。飞机(jī)燃油每(měi)吨约为1万元，根(gēn)据(jù)航程的不(bù)同，飞一(yī)次的(de)油费大概在几十万元(yuán)到一百万元之间。火箭(jiàn)的燃料成本其实比飞(fēi)机(jī)要低，使用的是液氧(yǎng)和煤油，液(yè)氧的价格只有几百块(kuài)钱一吨(dūn)。综(zōng)合(hé)算下(xià)来，液体(tǐ)火箭的燃料成本占总体成本不到千分之三，有(yǒu)时甚至更低。”霍(huò)亮称。

能够显著降(jiàng)低发射成本的可重复使用运载(zài)火箭，像一把能够解开中国商(shāng)业航天蓝(lán)海(hǎi)市场的钥(yào)匙，想要在(zài)此领域成(chéng)为中国第一、全球第二的“执钥者”，竞争也颇为(wèi)激烈。

经济观察报(bào)注意到，今年下半年以来，多家航天企(qǐ)业密集(jí)安(ān)排了可(kě)重复使用运(yùn)载火箭的飞行试验。

深蓝航天就在积极准备国内首次可入轨运载火箭——“星云(yún)一号”的高空(kōng)回收试验(yàn)。星河动(dòng)力于今年7月完(wán)成其首型可回收运(yùn)载火箭——“智神星(xīng)一号”整(zhěng)流罩静力、模态、分离系列试验，并计划于(yú)今年年底(dǐ)首飞，在2027年左右实现液体火箭的垂直回收。北京星际荣耀空间科技股份有限公司于近(jìn)日在官方公众号披露(lù)，其首款中大型可重复使用液体(tǐ)运载火箭——双曲线三(sān)号的箭上和地面产品均已完(wán)成投产，预计2025年(nián)1月交付，届时双曲线三号模拟箭将开展海(hǎi)上测试。

记者采访的多位职业投资(zī)人(ré中国商业航天的“关键一步”n)均认为，在(zài)主要火箭企业均(jūn)拟于下半年完成十公里级别回收试验(yàn)的背景下，今年底(dǐ)至明年初，国内将诞(dàn)生全球第二家掌握可入轨且可回收运载火箭技术的企业。

“一步到(dào)位”还是“固液(yè)并举”

从目前国内商(shāng)业航天企业(yè)的研(yán)发路(lù)径看，火箭企业主要分为两类。一(yī)类企业如深蓝航天，从创(chuàng)立之初便“死磕(kē)”可垂直回收火(huǒ)箭技(jì)术(shù)。另一类企业则像(xiàng)星河动力、北京星际荣耀空间科技股份有限公司，兼顾一次性固体火箭与(yǔ)可回收液体火箭两条技术(shù)路(lù)线(xiàn)。

两条路径孰优孰劣，当前市场中仍存在(zài)争议。一位商业(yè)航天领域(yù)的职业投(tóu)资人称(chēng)，在没有发(fā)射经验的背景下，直接想要实现可(kě)垂直回收火(中国商业航天的“关键一步”huǒ)箭(jiàn)技术的一步到(dào)位并不现实。

孟宪博(bó)认为，星(xīng)河动力(lì)之所以选择“固液并举”的发展路线，即“谷神星”系列小型固体(tǐ)火箭和“智神星”系列(liè)中大型可回收液(yè)体火箭，是基(jī)于市场需求做的设计。在他看来，由于液体火箭未来立足于可回收，因此更适合(hé)做成中大型火箭，以应对(duì)大型星座组网的发射(shè)市场需(xū)要。固体火箭由于成本低、“小快(kuài)零”，更适合做(zuò)成小(xiǎo)型火箭，应对小卫星和小星(xīng)座的(de)发射市场。

“除了星网工程、千帆星(xīng)座这种大(dà)型组网任务外，我国还存在一个由200多家小型商(shāng)业卫(wèi)星公司构成的长(zhǎng)尾市场(chǎng)。虽然每家公司的发射数量都不大，但卫星企业数量多(duō)，市场盘(pán)子也不小(xiǎo)，小型固体火箭对于这个市场的适应性极强，这个路线也得到了市场的正(zhèng)反馈(kuì)。目前，我们的‘谷神星一号’火箭已成(chéng)功发射14次，在商业上率先实现了闭环。同时，我们的液体火箭也在同步加紧研发，固体火箭的成(chéng)功也为液体火(huǒ)箭在(zài)发射端积(jī)累了经验。”孟宪博强调(diào)，围绕固体火箭，星河动力在通(tōng)过“技术(shù)迭代+工业化批(pī)产”的方式(shì)进一步压低成本、提升市场占(zhàn)有率(lǜ)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(shū)成本。

但在(zài)投资人看来，在(zài)终点都是导向大中(zhōng)型可回收液(yè)体火箭的背景下，与液体火箭不存在技术继承关系、又无法实现可回收的(de)固体火箭，不值得国内民(mín)营火箭公司投入太多精力。“固体火箭和液体火箭属于完全(quán)不(bù)同的两(liǎng)种(zhǒng)技术(shù)路线。从固体火(huǒ)箭转向液体火箭意味着企业(yè)需要重新研发。一次性液体火(huǒ)箭和可(kě)回收液体(tǐ)火箭(jiàn)之间虽然有(yǒu)部分继承性，但在动(dòng)力(lì)系统、气动系统等关键环节上(shàng)依然需要重新(xīn)设计。”何艺娟说。

在(zài)李剑威看来，2015年被认为是中国商业航(háng)天元年，很多成立的公司虽(suī)然声称要做类似马斯克的事情，但彼时却选择了固体火箭(jiàn)，这在他看来没有意义(yì)。“固体火箭不可回收，且(qiě)国(guó)家队在这方面(miàn)已经做得很好，没有民营公(gōng)司的太(tài)多机会(huì)。民营公司如(rú)果(guǒ)要(yào)在(zài)运载火(huǒ)箭领域做出成绩，必须(xū)专注于可回收火箭。”李剑(jiàn)威认为，绝大多数(shù)商业(yè)航天企业还需依靠外部资金(jīn)维持运转，缺乏自(zì)我造(zào)血的能力，打造一款有门槛的(de)“拳(quán)头”产品是民营火(huǒ)箭企(qǐ)业(yè)应重点考虑的事情。

“火箭产(chǎn)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(jiàn)领域也有一些进展，但因为是国家队早已成熟(shú)的技(jì)术，民营公(gōng)司做类似的事情很难赚钱。”李剑威说(shuō)。

在何艺娟看来，抛开(kāi)固体火箭不谈，在(zài)液体(tǐ)火箭的路径选择上同样可(kě)以分为(wèi)两类(lèi)。一种路(lù)径(jìng)是从一次性液体火箭入手，企业(yè)先成功研(yán)发并发(fā)射，再向大中型一(yī)次性液体火箭迈进，大中型一次性(xìng)火箭批(pī)量成功后再研(yán)发可回收技术。另一种路径是开始的小火箭就一步到位设计为(wèi)可回收，之(zhī)后企业再基(jī)于小型可(kě)回收火箭的经验升级迭代到大中型可回(huí)收火(huǒ)箭(jiàn)。“为什么有些(xiē)企业选择从一次性火箭(jiàn)入手？或许是(shì)出于融(róng)资的考量，发射成功证(zhèng)明其商业化能力，再通过‘里程(chéng)碑’提高估值以达到融到所(suǒ)需资(zī)金、又不至于(yú)稀释太多股权的目的。”何艺娟说(shuō)。

限制与挑战

“现在大家不是担心发射的问题(tí)，而是没地方发射。中美之间在发射工位上的(de)差距可能还要大于技术上(shàng)的差距(jù)。”谈及目前国(guó)内民营(yíng)火(huǒ)箭行业发展面临的(de)挑战时(shí)，赵亚说。

发(fā)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(bāo)括火箭发射所需的各种设施(shī)、设备(bèi)和发射支持系统。发射工位为火箭的发射提供(gōng)物理位置，并为发(fā)射过程中的一(yī)系列准备工作(zuò)提供支持，如火箭的组装、燃料加注(zhù)、发射控制等。

何艺娟称，发射工位确实是限制(zhì)目前国内火箭发射节奏的主要(yào)痛点。2023年，我国航天发(fā)射约为67次，发射的航天器总数不超过200个(gè)；2024年我国航天规划发射100次，截至目前进度(dù)未过半。“国内有四大发射场，一个海上发(fā)射场(chǎng)，还有文昌商业(yè)航天发射场，发射工位和窗(chuāng)口稀缺确实是制约因素。除此之外，发射的审(shěn)批管理流程同样是影响因素。”何艺娟说。

在赵亚(yà)眼中，中国和美国在航天发(fā)射条件上存在较(jiào)大差别，美国三面环海，其发射轨迹可以直接投影到海上，这样(yàng)的地理条件保证了(le)发射的安全性，几乎不存在击中城市(shì)的风险，美国可以沿着东西(xī)海岸建造许多发射工位(wèi)。中国因为周(zhōu)边邻国众多，约束条(tiáo)件也相对比较(jiào)多。

赵(zhào)亚称，除了(le)海南文(wén)昌，像酒(jiǔ)泉、太(tài)原、西昌等航天发射场的选(xuǎn)址有历史原因，是从当时的(de)战略(lüè)安全需求出发，位置都比(bǐ)较偏远。在这样的背景下，以往许多民营火箭企业制造的火箭规模较小不全是技(jì)术问题，还与(yǔ)这些发射场的地理位置限(xiàn)制火箭的运(yùn)输有关。

“未(wèi)来，中国大量商业航天发射任务(wù)将逐(zhú)步转向海上。海(hǎi)上发射的(de)一个(gè)显著优势是灵(líng)活，哪里适(shì)合发射就可以将发射平台(tái)拖到(dào)哪里。虽然发射成本可能稍高于陆地，但只要提供足够稳定(dìng)的发射和回(huí)收(shōu)平台，海上发射完全可行。现在我国的东方航天港号自航式发射船（我国首艘(sōu)商业海上火箭发射船）造价大(dà)约(yuē)3亿元，不算特别昂贵。SpaceX就拥有十几艘回收船。海上发射、回收将成为未来发展(zhǎn)的重要方向。”赵(zhào)亚还认为，随着我国商业(yè)航天发射(shè)场(chǎng)建设的不断推进，我国在航天发(fā)射工位面临的这些限制将是(shì)阶段性的。

孟宪博认为，从长(zhǎng)远(yuǎn)市场发展看，我国卫星互联网建设对于火箭的需求数量巨大，必然会(huì)对发(fā)射工位的数量、申请窗口的频次(cì)提出更高需求，相比前(qián)些年(nián)，国家政策也呈现出(chū)逐年开放的状态。

“中国民营火箭的发展受到(dào)政(zhèng)策、设施、市场、资金链、产业链等多(duō)方(fāng)因素影响(xiǎng)，发射工位建设的进程需要(yào)一个客观(guān)过程。”孟(mèng)宪博说。

另外，当前缺乏造血(xuè)能力的(de)民营火箭企(qǐ)业，也面临(lín)持续融资困难的挑战。

“火箭企业的资金需求巨大，包括但不限于基础(chǔ)设施建设、型(xíng)号研发和试验、人员费用等。近(jìn)几年，一级市(shì)场(chǎng)资金体量(liàng)及活(huó)跃(yuè)度相对(duì)有所下降，如何在变化的大环(huán)境下持续获得大额的融资以支(zhī)撑企(qǐ)业发(fā)展，是所有(yǒu)火箭(jiàn)企业需要考(kǎo)虑的问题(tí)。”何艺娟说。

在李剑威看来，虽然目前资本市场相对低迷，但相关的“绿色通道”政策也带(dài)来了机(jī)会。

“绿色通道提到的(de)几个领域中，商业航天(tiān)、低空经济、生物制造都在列。如果一家企业在商业化(huà)上(shàng)取得(dé)了进展，尤其是有(yǒu)了收入并证明产(chǎn)品的可靠性，它或许能够通过绿色通道上(shàng)市。”李剑威说，最终还是要看哪家企业能真正交付产品(pǐn)。

在何艺娟看来，火箭企业至少需(xū)要(yào)连续三次发射成功才算初步具备商业化能力，就(jiù)算拿出能(néng)够(gòu)入轨并(bìng)回收的火箭产品，后(hòu)续的(de)批量化生产对火箭企业(yè)的总体设计(jì)、供应链管理能力、基础设施建设等都是不小的挑战。

“对于(yú)中国的商业航天产业，重要的是要有容(róng)忍失败的开放心态，要尊重市(shì)场、尊(zūn)重创新，不能因为一次失败就收得特(tè)别紧，收得太紧就没(méi)法干了。”李剑威说。

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