中国商业航天的“关键一步”

来(lái)源：@经济观察报微博(bó)

经济观察网记者郑晨烨(yè) 2024年中秋节前最后一周(zhōu)，全球商业(yè)航天市场发(fā)生了两件(jiàn)大事：北京时间(jiān)9月12日，搭乘美国太空探索技术公司（SpaceX）龙飞船(chuán)（Dragon）执行“北极星黎明”航天任务的两(liǎng)名机组成员(yuán)，在距离地面约700公里的轨道进(jìn)行了全球首次商业太空行走。9月11日，在中国酒泉卫星(xīng)发射中心，由(yóu)蓝箭航天空(kōng)间科技股份有限公司研发的朱(zhū)雀三号VTVL-1可重复(fù)使用垂直起降(jiàng)回收试验箭，完成(chéng)了十公里(lǐ)级垂直起降返回的飞行(xíng)试验。

对后者而言(yán)，该试验创下多个(gè)国内首次的记录，如首次实现垂直起降(jiàng)返(fǎn)回火箭空中二次点(diǎn)火、跨音速大动压环境下“栅格舵(duò)—冷(lěng)气姿(zī)控—发动机”联合制导控(kòng)制，以及高空风实时风修技(jì)术工程化应用等技术(shù)验证。这意味(wèi)着中国商(shāng)业航天(tiān)产业(yè)离凑(còu)齐可重(zhòng)复使用运载火箭这“最(zuì)后(hòu)一块拼图”又近(jìn)了一步。

可重复使(shǐ)用火箭为何如此重要？一位长期(qī)关注商业航天领(lǐng)域的职业投资人告诉经(jīng)济观(guān)察报，今年8月，上海垣信卫星(xīng)科技有限公司(sī)（下称“垣信卫星”）主导的(de)千帆星座计划首批(pī)卫星已顺利入轨，正(zhèng)式(shì)拉(lā)开中国版“星链(liàn)”建(jiàn)设的序幕。按照公开披露的信息，千帆星座计划将在2030年底前发射超过1万颗卫星用于组网，但现(xiàn)阶段我国一(yī)次性火箭较高的发射成本，可能成为(wèi)该计划的巨大(dà)障碍。

“按照现阶(jiē)段国内每公斤(jīn)8万元到(dào)12万元的(de)发射成本，完成上万颗卫星组网计划需要花费的资金是(shì)一个‘天文数字’，如果不尽(jǐn)快在可(kě)重(zhòng)复使用运载火箭技术上取得(dé)突破，高密度低轨卫星组网的(de)建设速度会被(bèi)大大拖慢。”上述职(zhí)业投资人称。

在真成(chéng)投资(zī)创始合伙人李剑威看来，中国(guó)商(shāng)业航天市(shì)场正(zhèng)在等待(dài)“iPhone时刻(kè)”，“今年到明(míng)年是一个(gè)非(fēi)常关键的节点。无论是民营企业还是国家队，如果中(zhōng)国能(néng)有公司或团队(duì)实(shí)现火箭的(de)入(rù)轨和回收，大家会看到(dào)希望，商业航天的市场就(jiù)真正(zhèng)打开了”。

一把关键(jiàn)钥匙

2024年(nián)8月 6日，长征六号改运载火箭搭载的千帆极轨01组的18颗卫星发(fā)射升空，成(chéng)功将卫星送入预定轨道，由此拉开中(zhōng)国(guó)低(dī)轨卫星组网的大(dà)幕。

公开信息显示，千(qiān)帆星座计(jì)划于今年完成108颗(kē)卫星发射并组网，3年内完成一期1296颗卫星(xīng)的部署，最终将完成至少1.4万颗低轨宽频多媒体卫星的组网工作。而像千(qiān)帆这样在国内(nèi)公开可查的“万星”计(jì)划至少(shǎo)还有两个：国际电信联(lián)盟（ITU）官(guān)网显示(shì)，以(yǐ)中国卫星网络集团有限(xiàn)公司为主体(tǐ)计划实施的GW星(xīng)座共包含12992颗卫星；今年5月，上海蓝箭鸿擎科技有限公司(sī)亦向国际电信联盟(méng)提(tí)交了名为Honghu-3（鸿鹄三号）的星座计划，该星座将由1万颗卫星组成。

在上述(shù)中(zhōng)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天企业面临的难(nán)题。千帆星座(zuò)等(děng)卫星组网计划的落地，提高了商业航天赛道的确定性。

江苏深蓝航天有(yǒu)限公司（下称“深蓝航(háng)天”）执行总裁(cái)赵亚亦说：“火箭就像‘快(kuài)递’，是运输工具。从短期和中期看，往太空(kōng)送(sòng)快递最核心的市场无疑是(shì)大规模的星座组网。”

明确的市场(chǎng)需求对行业而言无(wú)疑是好的信号。但(dàn)当大规模星座组网计划开始落地时，长期关注中国商业航天的职(zhí)业投(tóu)资人及部分从业者发(fā)现，“卡脖子”的地方或许不在需求侧，而在运输侧。

正悦投资的高(gāo)级投资经理何艺娟算了一笔账：从具体数据看(kàn)，美国SpaceX研发的猎鹰九号(hào)火(huǒ)箭的近(jìn)地轨道运力为22.8吨，2024年单箭发射报价约为6975万美元(yuán)，折合约(yuē)3000美元/公斤，合人民(mín)币约2.1万元/公斤。作为对比，国(guó)内商业化火箭型号(hào)发(fā)射报(bào)价(jià)大约在每公斤6万元到15万元人民币之间(jiān)。猎鹰九号火箭实现(xiàn)一子级（火箭的第一级(jí)结构，负责为(wèi)火(huǒ)箭初始飞行阶段提供(gōng)主要推力并在燃(rán)料耗尽后分离(lí)）和整流罩回收，一子级约占火(huǒ)箭总体成(chéng)本的67%，整流罩成本占(zhàn)比(bǐ)约10%。目(mù)前(qián)，SpaceX已(yǐ)经成功将一子级重复使用了22次，累积回收复用次数超300次，火箭成本被大幅度摊薄。“SpaceX已基本实现三天一次的发射节奏，仍难以满足后续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(yuè)份第四次(cì)试验实现了一(yī)二级(jí)软(ruǎn)着陆(lù)。如果星舰成功回收并(bìng)批量化(huà)发射，运输(shū)成(chéng)本有望(wàng)降低(dī)至每公斤(jīn)10美元，进一步拉大成本差距(jù)。”在何艺娟(juān)看来，国内现有火箭的报价显然无法支撑诸如千帆这类大(dà)规模的星座组网，站在中(zhōng)美火箭(jiàn)发(fā)射报价差(chà)距和中国组(zǔ)网的迫切性角度看，通过火箭可回(huí)收(shōu)来降低发射成本成为必然趋势。

“中国的基(jī)础工业制(zhì)造(zào)能力很(hěn)强，通(tōng)过(guò)部件优化等可(kě)以进一步降低成本，一次性火箭制造(zào)成本甚至(zhì)低于国外。但只有在强大(dà)的制造基础上再加上火箭回收技术，真正实(shí)现成本的进一步降低，才是(shì)国内快速组网的可期目(mù)标(biāo)。无论近期的政策导(dǎo)向(xiàng)还是各家实际披(pī)露的型号，大中型可回收液体火箭都是国有和民营航天企(qǐ)业的发展方向。”何艺(yì)娟(juān)称。

记者在(zài)采(cǎi)访中注意到(dào)，中国商业航天(tiān)在中(zhōng)短期内(nèi)有两个里程碑的概念已成为(wèi)业内共识：第一个里程碑是(shì)大型星座组网计划的(de)展开；第二个里(lǐ)程碑是中国可回收火(huǒ)箭的规模化应(yīng)用。“中国商业航天的爆发点将会在可回收火(huǒ)箭的规模化应用之后，即可回收火箭是中国航天进(jìn)入新(xīn)阶段的启动引擎。”何艺娟(juān)说。

北京星河动力航天科技股(gǔ)份有限公司（下称“星河动力”）战略(lüè)与公共关系高级总监孟宪博称，可垂直回收火箭是目前(qián)经过实践验证、切实可行的中大型火箭太空运(yùn)输降本方(fāng)案。他认为，液体火箭的主要成本集中(zhōng)在发动(dòng)机(jī)，通过(guò)火箭一子级的垂直回收，可实现发动机的复用(yòng)，大幅降低火箭发射成(chéng)本，从而降低中国卫星互联网建设的整体(tǐ)成(chéng)本。“该型方案尤其(qí)适用于我国在建的星网工(gōng)程、千帆星座等大型星座组(zǔ)网建设，也是(shì)目前各家商业火箭企业的重点研发方向(xiàng)。”孟宪博说。“无论是面向企业客(kè)户(hù)还是个人客户，比如(rú)太空旅游，成本的大幅度降低将(jiāng)使得这些服务有利可图，形成(chéng)可持续(xù)的商业模式。当前企业的利润空间和市场(chǎng)规模都相对较小，难以激(jī)发足够(gòu)的竞争力和技术进(jìn)步。未来，回收火箭将通过良(liáng)性竞争来促进技术进步(bù)，从而提高产(chǎn)品质量、降低成本、提供更优质的服务。”深(shēn)蓝航天(tiān)董事长霍亮称。

在谈及可垂直回收运载火箭较传统一次性火箭降本的具体成效时，赵亚称，国内的太空运(yùn)输成(chéng)本(běn)约为每公斤6万至15万元，随着回收技(jì)术的成熟，深蓝航天的目(mù)标是将这一(yī)数字(zì)降至低于3万元(yuán)。“制造成本过高，火箭的商业模(mó)式是无法(fǎ)成立的。通(tōng)过(guò)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全(quán)稳(wěn)定发射，且运(yùn)力能达到‘一箭一轨(guǐ)’的标准，比如(rú)一子级能达到13.6吨的水平，加上每公斤3万人民币(bì)甚至更低(dī)的成本，订单根(gēn)本不会缺。”赵亚说。

在采访过程中，记者(zhě)了解(jiě)到(dào)，作为专攻(gōng)可回收运载火箭(jiàn)的商(shāng)业航天企业，深(shēn)蓝航天采用了多种(zhǒng)创新技术降低火箭制造成本。比如，该公司拥有国内首型利用高温(wēn)合金3D打印技术(shù)一体成型的火(huǒ)箭发(fā)动机——雷霆(tíng)-R液氧(yǎng)煤油发动(dòng)机，目前该发动机已能实现一周一台的下线速度(dù)。

赵亚还向经济观察报透露，深蓝航天预计到2025年便(biàn)可实现盈利(lì)，现在公司考虑更多的是火箭产(chǎn)能方面的挑(tiāo)战。“火箭造价非常高，我们可以(yǐ)拿飞(fēi)机类比。一架飞机也(yě)很贵，但飞(fēi)一次的成本主要是燃油费用。飞机燃油每吨约为1万元，根据航程的不(bù)同，飞一次的油费大概(gài)在(zài)几十万元(yuán)到一百万元之间。火箭的燃(rán)料(liào)成本其实(shí)比飞(fēi)机要低，使(shǐ)用的(de)是液氧和煤油，液氧的价格只有几百块钱一吨。综合算下来，液体火箭的(de)燃料成本占总(zǒng)体成本不到千分之三，有时甚至更低。”霍亮称。

能够显著降低发射成本的可重复使用运(yùn)载火箭，像一把能(néng)够解开中国商业航天蓝海市场的钥匙(shi)，想要在此领域成为中国第一、全球第二(èr)的(de)“执钥者”，竞争(zhēng)也颇为激烈。

经济观察报注(zhù)意到，今年下(xià)半年以来，多家航天企(qǐ)业密集(jí)安排了(le)可(kě)重复使用(yòng)运载火箭(jiàn)的飞行(xíng)试(shì)验。

深蓝航(háng)天就在积极准备国内首次可入轨运(yùn)载火箭——“星云一号”的高空回收(shōu)试(shì)验。星(xīng)河动力于今年7月完成(chéng)其首型可回收运载火箭——“智神星一号(hào)”整流罩(zhào)静力(lì)、模态、分(fēn)离系列试验，并计划(huà)于今年年底(dǐ)首飞，在2027年左右实现液体(tǐ)火箭的垂(chuí)直回收。北京星际荣(róng)耀空间科技股份有限公司于(yú)近日(rì)在官方公众号披露，其首款中大型可重复使(shǐ)用液体运载火箭——双曲线三号的箭上和地(dì)面产品均已(yǐ)完成投(tóu)产，预计2025年1月交付，届时双曲线三号模拟箭(jiàn)将开展海(hǎi)上测试。

记者(zhě)采访(fǎng)的多位职业投资人均认为，在主要火(huǒ)箭企(qǐ)业均拟于下半年完成十公里级别回收(shōu)试验(yàn)的背景下，今年底至(zhì)明年初，国内将诞(dàn)生全球第二家掌握可入(rù)轨且可回(huí)收运载火箭技术的企业。

“一步(bù)到位”还是“固液并举”

从目前国内商(shāng)业航天企业的(de)研发路(lù)径看，火(huǒ)箭企业主要分为两类。一类企业(yè)如深(shēn)蓝航(háng)天，从创(chuàng)立之初(chū)便“死磕”可垂直回(huí)收火箭技术。另一类企业则像(xiàng)星河动力、北京星际荣耀(yào)空间科技股份有(yǒu)限公司，兼(jiān)顾一次性固(gù)体火箭与可(kě)回收液体火箭两条技(jì)术路线。

两条(tiáo)路径孰优孰劣(liè)，当前市(shì)场中仍存在(zài)争议。一位商业(yè)航(háng)天领域的职业投资人称，在没有发射经验的背景下(xià)，直(zhí)接(jiē)想要实(shí)现可垂直回收火箭技(jì)术的一步到位并(bìng)不现实。

孟(mèng)宪博认(rèn)为，星河动(dòng)力之所以选择“固液并举”的发展路线，即“谷(gǔ)神星”系列小型固体(tǐ)火箭和“智神星”系列中大型可回收液体火箭，是基于市(shì)场需(xū)求做的设计(jì)。在他看来，由于(yú)液体火箭未来立(lì)足于可回收，因此更适合做成中大型火箭，以应对大型星座组网的发射(shè)市场需要。固体火(huǒ)箭由于成本低、“小(xiǎo)快零”，更适(shì)合做成小型火(huǒ)箭，应(yīng)对小卫星和小星(xīng)座的发(fā)射市场(chǎng)。

“除(chú)了星网工程、千帆星(xīng)座这种大型组网任务(wù)外(wài)，我国(guó)还存在一(yī)个由200多家小型商业卫星公司构成的长尾市场。虽然每家公司的发射数量(liàng)都不大，但卫星企(qǐ)业数量多，市场盘子也(yě)不小，小型(xíng)固体火箭对于这个市场的适应性极强，这个路线也得(dé)到了市(shì)场的正反馈。目前，我们(men)的‘谷神星一号’火(huǒ)箭已成功发射(shè)14次(cì)，在商业上(shàng)率先实现(xiàn)了闭环。同时，我们的液体火(huǒ)箭也在同步(bù)加紧研发，固体火箭的成功也为液体火箭(jiàn)在发射端积累了经验(yàn)。”孟宪博强调，围绕固体火箭，星河(hé)动力在通过“技术迭代+工(gōng)业化批产”的(de)方式进一步压(yā)低成本、提升市场(chǎng)占有率的同时，探索电磁弹射等适合固体火箭的新型技术路线，以期实现和液体(tǐ)火箭相近的单位(wèi)运输成本(běn)。

但(dàn)在投资人看(kàn)来，在终点都是导向大中型可回收液体火箭(jiàn)的背景下，与液体火箭不(bù)存(cún)在技术继承关系、又无法(fǎ)实现可回收的固体(tǐ)火箭，不值得国内民营火箭公司投入太多精力(lì)。“固(gù)体火箭和液体火箭属于完全不同的两种(zhǒng)技术路线(xiàn)。从固(gù)体火箭转向(xiàng)液(yè)体火箭意味着企业需要(yào)重新研发。一次性(xìng)液体火箭(jiàn)和可回收液体火(huǒ)箭之(zhī)间虽然有部分继承性，但在动力系统、气动(dòng)系统等关(guān)键环节上(shàng)依然(rán)需要重新设(shè)计(jì)。”何艺娟说(shuō)。

在李剑威看来，2015年被认为是中(zhōng)国商(shāng)业(yè)航天(tiān)元年，很多成立的公司虽然声称(chēng)要做(zuò)类(lèi)似马斯克的事情，但彼时(shí)却选择了固体火箭，这在他看来没有意义。“固体火箭不可回收，且国家队在这方面已(yǐ)经做(zuò)得很好，没有民营公(gōng)司的太多机会。民(mín)营公司如(rú)果要在运载火箭领域做出成绩，必须(xū)专注于可回收火箭。”李剑(jiàn)威认(rèn)为，绝大多数商业航天(tiān)企业还需依靠外(wài)部(bù)资金维持运转，缺乏自我造血的能力，打造一(yī)款有门槛的“拳头”产(chǎn)品是中国商业航天的“关键一步”民营火箭企业应重点考虑的事情。

“火箭产品必须证明其可靠性(xìng)，我估计可回收液体火箭领域还(hái)需要一两年时间。固(gù)体火箭领域也(yě)有一些进展(zhǎn)，但因为是国家队早已成熟的(de)技术，民营公司做类(lèi)似的事情很难赚钱。”李剑威说。

在(zài)何艺娟看(kàn)来，抛开固体(tǐ)火(huǒ)箭不(bù)谈，在液(yè)体火箭的路径选择上同样可以分为两类。一种路径是从(cóng)一次(cì)性液体火箭入手，企(qǐ)业先成功研发并发射，再向大(dà)中型一次性液体火箭迈进，大中型一次性火箭批量成功后(hòu)再研发可(kě)回收技术。另一种路径是开始的小火箭就一步到位(wèi)设计为可回收，之(zhī)后企业再基于小型可回收火箭的经验升级迭(dié)代到大(dà)中型可回收火箭。“为什么(me)有(yǒu)些企业选择从(cóng)一次性火箭入手？或许是(shì)出于融资的考量，发射成功证明其商业化能力，再通过‘里程(chéng)碑’提高估值以达到融到所需资金、又(yòu)不(bù)至于(yú)稀释太多(duō)股权的目的(de)。”何(hé)艺娟说。

限制与挑战(zhàn)

“现在大家不是担心发(fā)射的问题，而是没地(dì)方(fāng)发射(shè)。中美之间在发射工(gōng)位上的差距(jù)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发展(zhǎn)面临的挑战时，赵(zhào)亚说。

发射工(gōng)位指火箭发(fā)射时在(zài)发(fā)射(shè)场上占用(yòng)的具体位置或发射台，包括火箭发射所(suǒ)需的各种设施、设备(bèi)和发射支持系(xì)统。发(fā)射工位为火箭(jiàn)的(de)发射提供物理位置(zhì)，并为发射过程中的一系(xì)列准备工作提供(gōng)支持，如火箭的组(zǔ)装(zhuāng)、燃料加注、发射控制等(děng)。

何艺娟称，发射工位确实是限制目(mù)前国内火(huǒ)箭发射节奏的主要痛点(diǎn)。2023年，我(wǒ)国航天发射约为67次，发射的航天器总数不超过200个；2024年(nián)我国航天规划发射100次，截至目(mù)前进度(dù)未过半。“国内有四大发(fā)射场，一个海上(shàng)发射场，还有文昌商业航(háng)天发射场(chǎng)，发射工位和窗口稀缺确实是制约因(yīn)素(sù)。除此之外，发射(shè)的审批管理(lǐ)流程(chéng)同样是影响因素。”何艺娟说。

在赵(zhào)亚眼中，中国和美国(guó)在航天发(fā)射条件上存在较大差别，美国三面环(huán)海，其发射轨迹可以直接投(tóu)影到海上，这样的地理条件保证了发(fā)射的安全性，几乎(hū)不(bù)存在击中城市的风险，美国可(kě)以沿着东西(xī)海岸(àn)建造许多发(fā)射工位。中国因为周边邻国(guó)众多，约束条件也相对比较多(duō)。

赵(zhào)亚称，除了海南文昌，像酒泉、太原(yuán)、西昌等航天发射场的选址有历史原因，是从当时的战略安全需(xū)求出发，位置(zhì)都比较偏远。在这样的(de)背景下，以往许多民营火箭企业制造(zào)的火(huǒ)箭规模较小不全(quán)是技(jì)术问题，还与这些发射场的地理位置限制火箭的运(yùn)输有关。

“未来，中国(guó)大(dà)量商业航天发射任务将逐(zhú)步转向海上。海上发射的一(yī)个显(xiǎn)著优势是灵活，哪里适合发射就可以将发射平台拖到哪里。虽然(rán)发射成本可(kě)能稍(shāo)高(gāo)于陆地，但(dàn)只要提(tí)供足够稳定的发(fā)射和回收平台，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（我国首艘商业海上火箭发射船）造价大约3亿元，不算特别昂贵。SpaceX就拥有十几艘回收(shōu)船。海上发(fā)射、回收(shōu)将成为未来发展的重要方向。”赵亚(yà)还认为，随着我国商(shāng)业航天发射场建设(shè)的不断推进，我国在航天发射工位面临的这些限(xiàn)制将是阶段性的(de)。

孟宪博认为，从长远市场发展(zhǎn)看，我(wǒ)国卫星互联网建(jiàn)设对于火箭的需求数(shù)量巨大，必然(rán)会对(duì)发射工位的数量、申请窗口的频次提出更(gèng)高需求，相比前些年(nián)，国家政策也呈现(xiàn)出逐年开放的状态(tài)。

“中国民营火箭的发展受到政策、设施、市场、资金链、产业链等多方因素(sù)影响，发(fā)射工位建设的进程需要一(yī)个(gè)客观过程。”孟宪(xiàn)博说。

另(lìng)外，当前(qián)缺乏造血能力的民营火箭企业，也面临持续融资困难的(de)挑(tiāo)战。

“火(huǒ)箭企业的资(zī)金需求巨(jù)大，包(bāo)括但不限于基础设施建(jiàn)设、型号研发和试验、人员费用等。近几年，一级市场资金体量及活(huó)跃度相对有所下降，如何在变化(huà)的大(dà)环境下持续获得大(dà)额的融资以支撑企业发展，是所有火箭企业(yè)需要考虑的(de)问题。”何(hé)艺娟说。

在李剑威看来(lái)，虽(suī)然目前资本市场相对低迷，但相关的(de)“绿(lǜ)色通道(dào)”政(zhèng)策也(yě)带来了机会。

“绿色通道提到的几(jǐ)个领域中，商业航天、低空经济、生物(wù)制造都在列(liè)。如果(guǒ)一家企业在商业化上取(qǔ)得了进展，尤其是有(yǒu)了收(shōu)入并证明产品(pǐn)的可靠性，它或许能够通过绿(lǜ)色通道上市。”李剑威说，最终还是(shì)要看哪家企业能真正交付产品。

在(zài)何艺(yì)娟看来(lái)，火箭企业至少需要连续(xù)三次发射成功才算(suàn)初步具备商业(yè)化能力，就算拿出能(néng)够入轨并回收(shōu)的火(huǒ)箭产品，后续(xù)的批量化生(shēng)产对火(huǒ)箭企(qǐ)业的总体设计、供应链(liàn)管理能力(lì)、基础设施建设等都是不小的挑战。

“对于中国(guó)的(de)商业航天产业，重要的是要(yào)有容忍失败的开(kāi)放心态，要尊(zūn)重市场、尊重创新，不能因为一次失败就收(shōu)得特别紧，收得太紧(jǐn)就没法干(gàn)了。”李剑威说。

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道中国商业航天的“关键一步”