中国商业航天的“关键一步”

来源(yuán)：@经济(jì)观察(chá)报微博(bó)

经(jīng)济(jì)观察网记(jì)者郑晨烨 2024年中秋节前最后(hòu)一周，全球商业航天市场发(fā)生了两件(jiàn)大事：北(běi)京时间9月12日，搭乘美国太空探索技术公司（SpaceX）龙飞船（Dragon）执行(xíng)“北极星黎(lí)明(míng)”航天任务的两名机组成(chéng)员，在距离(lí)地面约700公里的轨道进行了全球首次商(shāng)业太(tài)空行走。9月11日，在(zài)中国酒泉卫星发射(shè)中心，由(yóu)蓝(lán)箭航(háng)天空间科(kē)技股份有限公司研发(fā)的朱雀三号VTVL-1可(kě)重复使用(yòng)垂直(zhí)起降(jiàng)回收试验箭(jiàn)，完(wán)成了十(shí)公里级垂直起(qǐ)降返回的飞行(xíng)试验。

对后者而言，该试(shì)验(yàn)创下多个国内首次的记录，如首次实现垂直起降返(fǎn)回(huí)火箭空中二次点火、跨(kuà)音速大动压(yā)环境下(xià)“栅格舵—冷气姿控—发动机”联合制导控制，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天产(chǎn)业离凑齐可重复使用运载火箭这“最后一块拼图”又近了一步。

可重复使用火(huǒ)箭(jiàn)为(wèi)何如此(cǐ)重要？一位长期关注(zhù)商业航天领域的职业投资人告诉经济观察报，今年8月，上海垣信卫(wèi)星科技有限公司（下称“垣信卫星”）主导的千帆星座计划首批卫星已顺利(lì)入轨，正(zhèng)式(shì)拉开(kāi)中国版“星链(liàn)”建设的序幕。按照公开披露的信(xìn)息，千帆(fān)星座计划(huà)将在2030年(nián)底前发(fā)射超过1万颗卫星用于组网，但(dàn)现(xiàn)阶段我国(guó)一次性火箭较高的发射成(chéng)本，可能成(chéng)为该(gāi)计划的巨大障碍。

“按(àn)照现阶段国内每公(gōng)斤8万(wàn)元到12万元的发射成本，完成上万(wàn)颗(kē)卫星组网计划需要花费的资金是一个‘天(tiā中国商业航天的“关键一步”n)文数字’，如果不尽快在可重复使用运载火箭技术(shù)上取得突破，高密度低轨(guǐ)卫星组网(wǎng)的建设速度(dù)会被大大拖慢。”上述(shù)职业投(tóu)资人称。

在真成投资创始合伙人李剑威(wēi)看来，中国商(shāng)业(yè)航天市场正在等待“iPhone时刻”，“今年到(dào)明年是一个非常关键的节点。无(wú)论(lùn)是民营企业还是国(guó)家队(duì)，如果中国能有公司(sī)或团(tuán)队(duì)实现火箭的(de)入轨和回收，大家会看到希望，商(shāng)业航(háng)天的市场就真正打开了(le)”。

一(yī)把关键(jiàn)钥(yào)匙

2024年8月6日，长征(zhēng)六号改运载(zài)火箭搭(dā)载的千帆极轨01组的18颗卫星发射升空，成功将卫星送入预定轨道，由此拉开中国低(dī)轨卫星组网的大幕。

公开信(xìn)息显示，千帆星座计划于今年完成108颗卫星发(fā)射并组网(wǎng)，3年内完成一期1296颗卫星的(de)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。而像千帆这样(yàng)在国内公开可查的“万星”计划至少还有两个：国际电信联盟（ITU）官网显示，以中国卫星网络集团有限公司为主体计划实施的GW星座(zuò)共包含(hán)12992颗卫星；今年5月(yuè)，上海蓝箭鸿擎科技(jì)有限(xiàn)公司亦向国际电信联(lián)盟提交了名为(wèi)Honghu-3（鸿(hóng)鹄三号）的星座计(jì)划，该星座将由1万颗卫星组成。

在上述中国低轨卫星互联网大规(guī)划出来之前，如何(hé)完成商业闭环一直是国内商业航天企业面临的难题。千帆星(xīng)座等卫星组网计划(huà)的落地，提高了商业航天赛道(dào)的确定性(xìng)。

江苏深蓝航天有限(xiàn)公司（下称(chēng)“深蓝航天”）执行总裁(cái)赵亚亦说：“火箭就像‘快递’，是运输工具。从短期和中期看(kàn)，往(wǎng)太空(kōng)送快递最核心的(de)市场无疑是大规模的星座组网。”

明(míng)确的市场需求对行业而言无疑(yí)是好的(de)信(xìn)号。但当大规模(mó)星座组网(wǎng)计(jì)划开始落地(dì)时，长期关注中国商业航(háng)天(tiān)的职业投资人及部分从业者(zhě)发现，“卡脖子”的地方或许不在需求侧，而在运输(shū)侧。

正悦投资的高级投资(zī)经理何艺娟算了一笔账：从具体数据(jù)看，美(měi)国SpaceX研发的猎鹰九号火箭(jiàn)的(de)近地轨(guǐ)道运力(lì)为(wèi)22.8吨，2024年单箭发射报价约为6975万美元，折合约3000美元/公斤，合(hé)人民币约2.1万元/公斤。作为(wèi)对比，国内商业化火箭(jiàn)型号(hào)发射报价大约在每公斤6万元到 15万元人民币之间。猎鹰九号(hào)火箭实现一子(zi)级（火箭的第一级结构，负(fù)责为火箭初始飞行阶段提供主要推力并在燃(rán)料耗尽后分离）和整流罩回(huí)收，一子(zi)级约占火箭总体成本的67%，整流罩成(chéng)本(běn)占比约10%。目前，SpaceX已经成功将一子级重复使用了22次，累(lèi)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(jié)奏，仍难以(yǐ)满足后续4.2万颗卫星(xīng)的快(kuài)速组网需(xū)求。因此，他们推出(chū)星舰(jiàn)项目，并在2024年6月(yuè)份第四次试验实现了(le)一二级软着陆。如果星(xīng)舰成功回(huí)收并批(pī)量化发射，运输成本有望降低至每公斤10美元，进一步拉大成(chéng)本差距。”在何(hé)艺娟看来，国内现有(yǒu)火箭的报价(jià)显(xiǎn)然无法支撑诸如(rú)千帆这类大规模的星(xīng)座组网，站在中美火箭发射报价差距(jù)和中(zhōng)国组(zǔ)网的迫切性角度看，通过火箭可回收(shōu)来降低发(fā)射成(chéng)本成为必然趋势。

“中国的基础工业制造能(néng)力很强，通过部(bù)件(jiàn)优化等可以进一步降低成本，一次性(xìng)火箭(jiàn)制造成本(běn)甚至低于国外。但只有在强大的制造(zào)基础上(shàng)再加上火箭回收技术，真正实现成本的进(jìn)一步降(jiàng)低，才是国内快速组网(wǎng)的可期目标。无论近期的政策(cè)导向还(hái)是各家实际披露的型(xíng)号，大中型可回(huí)收液体火(huǒ)箭都是(shì)国有和民营航天企(qǐ)业的发展(zhǎn)方向。”何艺娟称。

记者在采访中注(zhù)意到，中国商业航天在中短期内有(yǒu)两个(gè)里程碑的概(gài)念已成为业内共识(shí)：第一个里程碑(bēi)是大型星座组网计划的展开(kāi)；第二(èr)个里程碑是中国可回收火箭(jiàn)的规模化应用。“中国商业航天的爆发点将会在可(kě)回收火箭的(de)规模(mó)化应(yīng)用之后，即可回收火箭是中国航天进(jìn)入新(xīn)阶段的启动(dòng)引擎(qíng)。”何艺娟说。

北京星河(hé)动力航天科技股份有限公司（下称“星河动力”）战略与公共关系高级总监孟宪博称，可垂(chuí)直回收火箭是目前经过实践(jiàn)验证、切(qiè)实可行的中大型(xíng)火箭太空(kōng)运输(shū)降本方案。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(shōu)，可(kě)实现发动机的复用，大幅降低火箭发射成本，从而降低中国卫星互联网建设的整体成(chéng)本(běn)。“该型方(fāng)案尤其适用于我国(guó)在建的星网工程(chéng)、千帆(fān)星座等大(dà)型星座组网建设，也是目前各家商业火(huǒ)箭(jiàn)企业(yè)的重点研发(fā)方向。”孟宪(xiàn)博说。“无论是面向(xiàng)企(qǐ)业客户还是个人客户，比如太空旅(lǚ)游，成本的(de)大幅度降低(dī)将使得这些服务有(yǒu)利可图，形成可(kě)持续的(de)商业(yè)模式(shì)。当前企业的利(lì)润空间和市场规模都相对较小，难(nán)以激发足够的竞争力和技术进步。未来，回收火箭将通过良性竞争来促进技术进(jìn)步，从而提高产品质量、降低成本、提供(gōng)更(gèng)优质的服务。”深蓝航天董事长(zhǎng)霍亮称。

在谈及可垂直回收运载火箭较传(chuán)统一次性火箭降本的具体成效时(shí)，赵亚称，国内的太空运输成本约(yuē)为(wèi)每公斤6万至15万元，随着回收技术的成(chéng)熟(shú)，深蓝航(háng)天(tiān)的目标是将(jiāng)这一数(shù)字降至低于3万元。“制造成本过高，火箭的商业模式是无法成立的。通过回收将(jiāng)成本降低(dī)到合理水平，这(zhè)个(gè)产业将迅速发展。只要(yào)你的火箭能够确保安(ān)全(quán)稳定发射，且运力能达到‘一箭一轨(guǐ)’的(de)标准，比如一子级(jí)能达到13.6吨的(de)水平，加(jiā)上每公斤3万人民币甚(shèn)至更低的成本，订单根本不会缺。”赵亚说。

在采访过程中，记者了(le)解到，作为专攻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技术降低火箭制造成本。比如，该公司(sī)拥有国(guó)内(nèi)首型(xíng)利用高温合(hé)金3D打印技术(shù)一体成型的(de)火箭发动机——雷霆-R液氧煤油发动机，目前该发(fā)动机已(yǐ)能实(shí)现一周(zhōu)一台(tái)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(nián)便可实现(xiàn)盈(yíng)利，现在公司考虑更多的是火箭产能方(fāng)面的挑战。“火(huǒ)箭造(zào)价非常高，我们(men)可以拿飞机类比。一架飞机也很贵，但飞一次的(de)成本主要是燃油费用。飞机燃油每吨约为1万元，根(gēn)据航程的不同，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比飞机要低，使用的是液氧和煤油，液氧的价格只有几百块钱一(yī)吨。综合算下来，液体火箭的燃料成本占总体成本不到千分(fēn)之三(sān)，有(yǒu)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载火箭，像(xiàng)一把能够解开中国商业航(háng)天蓝海市场的钥匙，想要在此领域成为中国第一、全球(qiú)第二的“执钥者”，竞争也颇为激烈。

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

深蓝(lán)航天就在(zài)积极准备国内首次可入轨运载火箭——“星云一号”的(de)高空回收(shōu)试验。星河动力于(yú)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(tài)、分(fēn)离系列试验，并计划于今年(nián)年底首飞，在2027年左右实现液体(tǐ)火(huǒ)箭的垂直回收。北京星际荣耀空间科技股份有限公(gōng)司于近(jìn)日在官方(fāng)公众号披(pī)露，其首款中(zhōng)大型可重(zhòng)复使用液体运载火箭——双曲线三号的箭上和地(dì)面产品均已完成投产，预计2025年1月交付(fù)，届(jiè)时双曲线三(sān)号模拟箭将开展海上(shàng)测试。

记者采访的多位职业投资人均认为，在主要火箭企业均(jūn)拟于下半(bàn)年完成十公里级(jí)别回收试验的背景下，今年底至明(míng)年(nián)初，国内将诞(dàn)生全球第二家掌握可(kě)入轨且可回收运载火箭技(jì)术(shù)的企业。

“一步到(dào)位(wèi)”还是“固液并举”

从目前国内商业航天企业的研发路径看，火箭企业主要分为两类。一类企业如深蓝航(háng)天，从创立之初便“死磕”可垂直(zhí)回收火箭技术。另一类企业则像星河动力(lì)、北京星际荣(róng)耀空间科(kē)技股份有限公司(sī)，兼顾一(yī)次性(xìng)固体火箭与可回收液体火(huǒ)箭(jiàn)两(liǎng)条技术路线。

两条路径(jìng)孰优孰劣(liè)，当前市场中仍存在争议。一位商(shāng)业航天领域的职业投资人称，在没有发射(shè)经验的背(bèi)景下(xià)，直接想要实现可垂直回收火箭技术的一步到位并不现实。

孟宪博认为，星河动力之(zhī)所以选(xuǎn)择“固液(yè)并(bìng)举”的发展路线，即“谷神星”系列小型固体火箭和“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(shè)计。在他看来(lái)，由于液体火箭未来立足于可回收，因此更适合做成中大(dà)型火箭，以应对大型星(xīng)座组网的发射市场需要。固(gù)体火箭由于成本低、“小快(kuài)零”，更适(shì)合做成小型火箭，应对小卫星(xīng)和小星座(zuò)的发射市场。

“除了星网工程、千帆(fān)星(xīng)座这种大(dà)型(xíng)组网任务外(wài)，我国还存在一个由(yóu)200多家小型商业(yè)卫星公(gōng)司构(gòu)成的长尾市场。虽然每(měi)家公司(sī)的发(fā)射数量都不大，但卫(wèi)星企业数量多，市场盘子也不小(xiǎo)，小型固体火箭(jiàn)对(duì)于这个市场的适(shì)应性极强，这个路线也得到了市场的正反馈。目前，我们的‘谷神星一号’火箭已成功发射14次，在(zài)商业上率先实现了(le)闭环。同时，我们的液体(tǐ)火箭(jiàn)也在同步(bù)加紧研发，固(gù)体火箭的成功也为液体火箭在发射端积累了经验。”孟宪博强调，围绕固体火箭，星河动力在通过“技(jì)术迭代+工业化批(pī)产”的方式进一(yī)步压低成本、提升市(shì)场(chǎng)占有率的同时(shí)，探索电磁弹(dàn)射等适合固体火箭的新型技术路线，以(yǐ)期(qī)实现和液体火箭相近(jìn)的单位运(yùn)输成本。

但在投资人看来，在终点都(dōu)是导向大中(zhōng)型可回收液体火箭(jiàn)的背(bèi)景下，与液体火箭不存在技术继承关系、又无法实现可回收(shōu)的固体火(huǒ)箭(jiàn)，不值(zhí)得(dé)国内民营火箭(jiàn)公司投入太多(duō)精(jīng)力。“固体(tǐ)火箭和液体火箭属于完全不同的两种技术路线。从固体(tǐ)火箭转向液体火箭意味着企业需要重新研发。一次性液体火箭和可回收液体火箭之间虽然(rán)有部分继承性，但在动力系统、气动系统等关键环节上依然需要重新设计。”何艺娟说。

在李(lǐ)剑威看来(lái)，2015年被认为(wèi)是中国商业航天元年，很多成立的公(gōng)司虽然声称要做类(lèi)似马斯克(kè)的事情，但(dàn)彼时却选择了(le)固(gù)体火箭，这在他看来没有(yǒu)意(yì)义。“固(gù)体火箭(jiàn)不可回收(shōu)，且(qiě)国家队在这(zhè)方面(miàn)已经(jīng)做得很好，没有民营公司的太多机会。民营公司如果要在运载火箭领域做出(chū)成(chéng)绩，必须专注(zhù)于可回收火箭。”李剑威认为，绝大多数商业航天企(qǐ)业还需依靠外部资金维持运转，缺(quē)乏自我造血的能力，打造一款有门槛的“拳头(tóu)”产品(pǐn)是(shì)民营火箭企(qǐ)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(yào)一(yī)两年(nián)时间。固体(tǐ)火箭领域也有一些进(jìn)展，但因为是(shì)国家队早已成熟的技(jì)术，民营公司做类似的(de)事情很难(nán)赚(zhuàn)钱。”李剑威说。

在何艺娟看来，抛开固体(tǐ)火箭不谈，在液体火箭的(de)路径选(xuǎn)择上同样(yàng)可以分为(wèi)两类。一种路径是从一次性液体火箭入(rù)手，企业先(xiān)成功研发并发射，再向大中型一次(cì)性液体火箭迈(mài)进，大中型一次性火箭批量成功后再研发可回收技(jì)术。另(lìng)一种路径是开始的小火箭就(jiù)一(yī)步到(dào)位设计为(wèi)可回收(shōu)，之后企业再(zài)基于小型可回收火箭的经验升(shēng)级迭代(dài)到大中型可回收火箭。“为什么有(yǒu)些企(qǐ)业选择从一次性火箭入手？或许是出于融资的考量，发射成功证明其商业化能力，再通过‘里程碑(bēi)’提高估值以达到融到所(suǒ)需资金、又不至于稀(xī)释(shì)太多股权的目的。”何艺娟说。

限制与挑战

“现在大家不是担心发射的(de)问题，而是没地方发射。中美之间在(zài)发射工位上的差距可能(néng)还要大于技术(shù)上的(de)差距。”谈及目(mù)前国内民营火箭行业发展面临的挑战时(shí)，赵(zhào)亚说。

发射工位指火箭发射时(shí)在发射(shè)场上占用的具体位置或发射(shè)台，包括火(huǒ)箭发射所需的各种设施、设备和发射支持系统。发射(shè)工位为火箭的(de)发射提供物理位置，并为(wèi)发射过程(chéng)中(zhōng)的一系列准备工作提供支持，如火箭的组装(zhuāng)、燃料加注、发(fā)射控(kòng)制等。

何艺娟称(chēng)，发射工位确实是限制目前国内(nèi)火箭发射节奏的主要痛点。2023年(nián)，我国航天发射(shè)约为67次，发(fā)射的航天器总数不超过200个；2024年我(wǒ)国航天规划发射100次，截至目前进度未过(guò)半。“国内有四大发射(shè)场，一个海上发射场，还有文昌商业(yè)航天发射场，发射工位和窗口稀缺确实是制约因素(sù)。除此之外，发射的审批管理流程同样(yàng)是影响因(yīn)素。”何艺娟说。

在赵(zhào)亚眼中，中国和美国在航天发射条件上存在较大差(chà)别(bié)，美国三面环海，其发射轨迹(jì)可以直(zhí)接投影到海上，这样的地理条件保(bǎo)证(zhèng)了发射的(de)安(ān)全性(xìng)，几乎不存在击中城市的风险，美国可以沿着东西(xī)海岸建(jiàn)造许多发射(shè)工位(wèi)。中国因为周边邻国众多，约束条件也相对(duì)比较多。

赵亚称，除了(le)海南文昌，像酒(jiǔ)泉(quán)、太原、西昌等航天发射场(chǎng)的选址有历史原因，是从当(dāng)时的战略安全(quán)需(xū)求出发，位置都比较偏远。在这样的背景下，以往许多民营火箭企业制造的火箭(jiàn)规模较小不全是技术问题(tí)，还与(yǔ)这些发射场的地(dì)理位置限制火(huǒ)箭的运输有关。

“未来，中国大量商业航天发射任务将逐(zhú)步转向海上。海上发射的一个显著优势是灵活，哪里适合发射就可以将发射平台拖到(dào)哪里。虽然发(fā)射成本可(kě)能稍高(gāo)于陆(lù)地，但只要提(tí)供足够稳定的发射和回收平台，海(hǎi)上发射完全可(kě)行。现在(zài)我国的东方航(háng)天港号自航式发射船（我国(guó)首艘商业海上火箭发射船(chuán)）造价大约3亿元，不(bù)算特别(bié)昂贵。SpaceX就拥有十几(jǐ)艘回收船。海(hǎi)上发射、回收将成为未来发展(zhǎn)的重要方向(xiàng)。”赵(zhào)亚还认为，随着我(wǒ)国商业(yè)航天(tiān)发射场建设的不断推进，我国在(zài)航天发射工位面临的这些限制将是阶段性的。

孟宪博认为(wèi)，从长远市场(chǎng)发展看，我国卫星互联网建设对(duì)于火箭的需求数量巨大，必然会对发射工位的数量、申请窗口的频次(cì)提出更高需求，相比前些年，国家政策也呈现(xiàn)出(chū)逐年开放的(de)状态。

“中国民营火箭的(de)发展受到政策、设施、市(shì)场、资(zī)金链、产业链等(děng)多方因素影响，发射工位建设的进程需(xū)要一个客观过程(chéng)。”孟宪博说。

另外，当前缺乏造血能力的民营火箭企业，也面临持续融资困难的挑战。

“火(huǒ)箭(jiàn)企业的(de)资金(jīn)需求巨大，包括但(dàn)不限于基础设施建设、型号研发和试验、人员费用等。近几年(nián)，一级市场资(zī)金体量及活跃度相对有所下(xià)降，如何在变化(huà)的(de)大环境下(xià)持续获得大额(é)的融资以支撑(chēng)企(qǐ)业(yè)发展，是所有(yǒu)火箭企业需要考(kǎo)虑的问题。”何艺娟(juān)说。

在(zài)李(lǐ)剑威看来，虽然目前资本市场相对低迷，但(dàn)相关的“绿色(sè)通道”政策也带来(lái)了机(jī)会。

“绿色通道提到的几个领域中，商业航天(tiān)、低空(kōng)经济、生物制造(zào)都在列。如果一家企业在商业(yè)化上取得了进展，尤其是有了收入并证明(míng)产品的可靠(kào)性(xìng)，它(tā)或许(xǔ)能够通过绿色通道上(shàng)市(shì)。”李剑威说，最终还是要看(kàn)哪家企(qǐ)业能真正(zhèng)交付(fù)产品。

在何艺娟看来，火箭企业至少需要连(lián)续(xù)三次发射成功才算初步具备商业化能力，就算拿出能够入轨并(bìng)回收的火箭产品(pǐn)，后(hòu)续的(de)批量化生产对(duì)火箭企业的总体(tǐ)设计、供应链管理能力、基础设(shè)施建设(shè)等都是不小的(de)挑战。

“对于(yú)中国的商业(yè)航天产业，重(zhòng)要的是要有容忍失败的开放(fàng)心态，要尊重市(shì)场、尊重创新，不能因为(wèi)一次失败就收得特别紧，收得太紧就没法干了。”李(lǐ)剑威说。

未经允许不得转载：天津电机维修_天津进口电机维修_天津特种电机维修_天津发电机维修中国商业航天的“关键一步”