中国商业航天的“关键一步”

来(lái)源：@经济观察报微(wēi)博

经济观察网(wǎng) 记者郑晨烨 2024年中(zhōng)秋节前最后一周，全球商业航天市(shì)场发生(shēng)了两件大事(shì)：北京时间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”航天任务的两名机组成(chéng)员，在距离地(dì)面(miàn)约700公里的轨道进行了全球首次商业太空行走。9月11日，在中国酒泉卫星发(fā)射中心，由蓝箭航天空间科技股份有限公司(sī)研发(fā)的朱雀三号(hào)VTVL-1可重复使用垂直起降回收试验箭，完成了十公里级垂直起降返回(huí)的飞行试验。

对后者而言，该(gāi)试验创下多个(gè)国内首次的记录，如首次实现垂直起(qǐ)降返回火箭空中二次点火、跨音速大动压环境下“栅格舵—冷气姿控—发动机”联(lián)合制导控制，以及高空风实时风修技术工(gōng)程化应用等技术(shù)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(yī)块(kuài)拼(pīn)图”又近了一步。

可重复(fù)使用火箭(jiàn)为(wèi)何如此重要？一位长期关注商业航天领域的职业投资人告诉经济(jì)观察报，今年(nián)8月，上海垣(yuán)信卫星科技有限公司（下称“垣信卫星”）主导的千帆星座计(jì)划首批卫星已(yǐ)顺利入轨，正式拉开中国版“星链”建设的序幕。按照公开披露(lù)的(de)信息，千帆星座计划将在2030年底前(qián)发射超过1万颗卫星用(yòng)于(yú)组网，但(dàn)现(xiàn)阶段我国一次性火箭较(jiào)高的发射成本，可能(néng)成(chéng)为该计划的巨大(dà)障碍。

“按照现阶段国内每公斤8万元到(dào)12万(wàn)元的发射成本，完(wán)成上(shàng)万颗卫星组网计(jì)划需要花(huā)费的资金是(shì)一(yī)个‘天文数字’，如果不尽快在可重复使用运载(zài)火箭技术上取(qǔ)得突破(pò)，高密度低轨卫星组网的建设速度会被大大拖慢。”上述职(zhí)业投资人称。

在真成投资创始合伙人(rén)李剑威看来，中国商业航天市场(chǎng)正在等待“iPhone时刻”，“今年(nián)到明年(nián)是一个(gè)非常关键的节点。无论(lùn)是民营企业还是国家队，如(rú)果中国(guó)能有公司或团队实现火箭的入轨和回收，大(dà)家会看到希望，商业航(háng)天的(de)市场(chǎng)就真正(zhèng)打开了”。

一把关键钥匙

2024年8月6日，长征六号(hào)改运载火箭搭载的千帆极轨01组的18颗卫星(xīng)发射升(shēng)空，成功将卫星送(sòng)入预定轨道，由此拉开中国低轨卫(wèi)星组网的大幕。

公开信息显(xiǎn)示，千帆星座计划于今年完成108颗卫星(xīng)发射(shè)并组网，3年内完成(chéng)一期 1296颗卫星的部署(shǔ)，最终将完成至(zhì)少1.4万颗低轨宽(kuān)频(pín)多媒体卫星的组网工(gōng)作。而(ér)像千帆这样(yàng)在(zài)国(guó)内公开可查的“万星”计划至少还有两个：国际电信联盟(méng)（ITU）官网显示(shì)，以(yǐ)中国卫星网(wǎng)络(luò)集团有限公司(sī)为主体计划(huà)实施的GW星座(zuò)共包含12992颗卫星；今年5月，上海蓝(lán)箭鸿(hóng)擎科技有限公司(sī)亦向国际电信联(lián)盟提交了名为Honghu-3（鸿鹄三号）的星(xīng)座计(jì)划，该星(xīng)座将由1万颗卫星组(zǔ)成。

在上述中国低轨卫星(xīng)互联网大规(guī)划出来之前(qián)，如何完成商业闭环一直是(shì)国内商(shāng)业航天企业面临的(de)难题。千帆星座等卫星(xīng)组网计划的落(luò)地，提(tí)高了商业航天赛(sài)道的确定性。

江苏(sū)深蓝航天有限(xiàn)公(gōng)司（下称“深蓝航天”）执行总裁赵亚亦(yì)说：“火箭就(jiù)像‘快递(dì)’，是运输工具。从短期和中期看(kàn)，往太空送快递最核心的市场无疑是大规模的星座组(zǔ)网。”

明确的市场需求对行业(yè)而言无疑是(shì)好(hǎo)的信(xìn)号。但(dàn)当大规模星座组网计划开始落地时，长(zhǎng)期关注(zhù)中国商业(yè)航(háng)天的(de)职(zhí)业投资人及部分从业者发现，“卡脖子”的地方或许不在需求侧，而在运输侧。

正悦(yuè)投资的(de)高级投资经理何艺娟(juān)算了(le)一笔账：从具体数据看，美国SpaceX研(yán)发的猎(liè)鹰九号火(huǒ)箭的近地轨道运力为22.8吨，2024年单箭发射报(bào)价约为6975万美元，折合约3000美元/公斤，合人民币(bì)约2.1万元/公斤。作为对比，国内商(shāng)业化火(huǒ)箭型(xíng)号发射报价大约在每公斤6万元到15万元(yuán)人民币之(zhī)间。猎鹰(yīng)九号火箭(jiàn)实现一子级（火箭的第一级结构(gòu)，负责为火箭初始飞行阶段提(tí)供主要推力并在燃(rán)料耗尽后分离）和整流罩回收，一子级约占火箭总体成本的67%，整流罩成本占比约(yuē)10%。目前，SpaceX已经成功将一子级重复使用了(le)22次，累积回收复用次数超(chāo)300次，火(huǒ)箭成本被大幅度摊薄(báo)。“SpaceX已基本实现三天一次的发射节(jié)奏，仍难以满(mǎn)足后续4.2万颗卫星的快速组网(wǎng)需求。因此，他们推出星舰项目，并(bìng)在2024年6月(yuè)份第四次试验实现了一(yī)二级软着陆。如果星舰成功回收并批量化发射(shè)，运输成本有望降低(dī)至每(měi)公斤10美元，进一步拉大成本差距。”在何艺娟看来，国内现有火箭的报价显然无法支撑诸如千帆这类大规模的(de)星座组网，站在中美(měi)火箭发射报价差距和中国组网的迫切性角度看，通过(guò)火(huǒ)箭(jiàn)可回收来降低发(fā)射成本成(chéng)为必然趋势(shì)。

“中国的基础工业制造能力很强，通过部件优化等可以进一步降低成本(běn)，一次性火箭制造成本甚(shèn)至低于国外。但只有在强大(dà)的制造基(jī)础上再加上火箭回收技术(shù)，真正实现成本的进一步降(jiàng)低，才是国(guó)内快速组网(wǎng)的可期目标。无论(lùn)近期的政策导向还是各家实际披露的型(xíng)号，大中型可回收液体(tǐ)火箭都是国有和民营航天企业的发展方(fāng)向(xiàng)。”何艺娟称。

记(jì)者在采访中注(zhù)意到，中(zhōng)国商业航天在中短期内有(yǒu)两个里(lǐ)程碑的概念已成为业内(nèi)共识：第一个里程碑(bēi)是大型星座组网计划的展(zhǎn)开；第二(èr)个里程碑是(shì)中国可回收火箭的规模化(huà)应用。“中国商业航天的爆发点(diǎn)将会在可回收火箭的规模化应用之后，即可回(huí)收火箭是(shì)中国航天(tiān)进入新(xīn)阶段的启动引擎。”何艺(yì)娟说。

北京星河动力航天科技股份有(yǒu)限公司（下称“星河动力”）战略与公共关系高级总监孟宪博称，可垂直回收(shōu)火箭(jiàn)是目前经(jīng)过实践验(yàn)证(zhèng)、切实可行的中大型火箭太空(kōng)运输降(jiàng)本(běn)方案(àn)。他认为，液体(tǐ)火箭的主要成本集中在发动(dòng)机，通(tōng)过火箭一子级的垂直回收，可(kě)实现发动机的复用，大幅(fú)降低火(huǒ)箭发射成(chéng)本，从而降低中国卫星互联网建设的整体成本。“该型方案尤其适用于我国(guó)在(zài)建的星网工程、千帆星座等大型星座组网建设，也(yě)是目前各家商业(yè)火箭企业的重点研发方向。”孟(mèng)宪博说。“无论是面向企业客户还是个(gè)人(rén)客户，比(bǐ)如太空旅游，成本的(de)大幅度降低将使得这些服务有利可图，形成可持续的商业(yè)模式。当前企业的利润空间和市场规模都相对较小(xiǎo)，难以激发足够的(de)竞争力和(hé)技(jì)术进步。未来(lái)，回收火箭将通过良性竞争来促进技术进步，从(cóng)而提高产品(pǐn)质量、降低成本、提供更优质的(de)服务。”深蓝航天董事长霍亮称。

在谈及可垂直回收运载火箭较传统一(yī)次性火箭降本(běn)的具体成效时，赵亚称，国内的太空运输成(chéng)本约为每公斤6万至15万元，随着回收技术的成(chéng)熟(shú)，深蓝航天(tiān)的目标是将这一(yī)数字降至低于3万元。“制造(zào)成本过高，火箭的商业模式是无法(fǎ)成(chéng)立的。通过(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(huǒ)箭能够确保安全稳定发射(shè)，且运力(lì)能达(dá)到‘一(yī)箭一轨’的标准(zhǔn)，比(bǐ)如一子级能达到13.6吨的水平，加上每公斤3万人民币甚(shèn)至更低(dī)的成(chéng)本，订(dìng)单(dān)根本不会(huì)缺。”赵亚(yà)说。

在采访过程中，记者了解到，作为专攻(gōng)可回收运载火箭的商业航天企(qǐ)业，深蓝航天采用了多种创(chuàng)新技(jì)术降(jiàng)低火箭制造成本。比如(rú)，该(gāi)公司拥(yōng)有国内首型利用高(gāo)温合金3D打印技术一体成型(xíng)的火箭发(fā)动机——雷霆(tíng)-R液(yè)氧煤油发动机，目前(qián)该发动(dòng)机已(yǐ)能实现一周一台的下线速度(dù)。

赵(zhào)亚还向经(jīng)济(jì)观察报透露，深蓝航天预计到(dào)2025年便可(kě)实现盈(yíng)利，现在公司考虑更多(duō)的是火(huǒ)箭产能方面的(de)挑战。“火箭造价非常高，我(wǒ)们可(kě)以拿飞机类比。一架飞机也很贵，但(dàn)飞一次的成(chéng)本主(zhǔ)要是(shì)燃油费用。飞机燃油(yóu)每吨约为1万元，根据航程(chéng)的不同，飞一次的油费(fèi)大概在几十万元到一(yī)百(bǎi)万元之间。火箭的燃料成本其(qí)实(shí)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吨。综合算下来，液体(tǐ)火箭的燃料(liào)成本占总体成本(běn)不到千(qiān)分之三，有时甚至更低。”霍亮称(chēng)。

能(néng)够显著降低发射成(chéng)本(běn)的可重复使用运载火箭(jiàn)，像一把能够解开中国商业航(háng)天蓝海市场(chǎng)的钥匙，想要在此领域成为中国第一、全球第二(èr)的“执钥者”，竞争也颇为激烈。

经济观(guān)察报注意到，今年下半年(nián)以来，多家航天企业密集(jí)安排了可重复使(shǐ)用运载火箭的飞行试验。

深蓝航天就在积极准备国内首次可入轨运载火箭——“星云一(yī)号(hào)”的(de)高空回收试验(yàn)。星河动力于今年7月完成其(qí)首型可回收(shōu)运载火箭——“智神星一号”整流罩静力、模态、分离系列试验，并计划于今年年(nián)底首飞，在(zài)2027年左右(yòu)实现(xiàn)液体火箭的垂直(zhí)回收。北京星际(jì)荣耀空(kōng)间科技股份有限公司于(yú)近日(rì)在官方公众号披露，其(qí)首款中大型可重复使用液体运载火箭——双曲线三号的箭上和地面(miàn)产品均已完成(chéng)投(tóu)产，预计2025年1月交付，届时(shí)双曲线三号模拟箭(jiàn)将开(kāi)展海上测试。

记者采访的多位职业投资人均认为，在主(zhǔ)要火箭企业均(jūn)拟于下半(bàn)年完(wán)成(chéng)十(shí)公里级别回收试验的背景下，今年底至明年初，国内将诞生全球第(dì)二家掌握可入轨且可(kě)回(huí)收运载火箭(jiàn)技术的企业。

“一步到位”还是“固液并(bìng)举”

从目前国内商业航天企业的研发路径看，火(huǒ)箭(jiàn)企业主要分为两类。一(yī)类企业如深蓝(lán)航天，从创立之初便“死磕(kē)”可垂直回(huí)收火(huǒ)箭技术。另一类(lèi)企业则像星河动力、北京(jīng)星际荣(róng)耀空间科技股份有限公司，兼顾一次性固体火箭与可回收(shōu)液体火箭两条(tiáo)技术路线(xiàn)。

两条路径孰优孰劣，当前市场中仍存(cún)在(zài)争议。一位商业航天领域的(de)职业投资人称，在没有(yǒu)发射(shè)经验的背景下，直接想(xiǎng)要实(shí)现可(kě)垂直回收火(huǒ)箭技术的一步到位并不(bù)现实。

孟宪博认为，星河动力之(zhī)所以选(xuǎn)择“固液并举”的(de)发展路线，即“谷神星(xīng)”系列(liè)小型固体火箭(jiàn)和“智神星”系列中大型可回收液体(tǐ)火箭，是基于市场需求做的(de)设计。在他看来，由(yóu)于(yú)液体火箭未(wèi)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市场(chǎng)需要。固体火箭由(yóu)于成本低、“小(xiǎo)快零”，更适合做成(chéng)小型火箭，应对小卫星和小星座的发射市场。

“除了星网工程、千帆星座这种大型(xíng)组网任务外，我国还存在一个由200多(duō)家小型商业卫(wèi)星公司构成的长尾市场。虽然每(měi)家公司的发(fā)射数量都不大，但卫星企(qǐ)业数量多，市场盘子也不小，小(xiǎo)型固(gù)体火箭对于这个市场的适应性极强，这(zhè)个路线也得到了市场的(de)正反馈。目前，我们的‘谷神星一号’火箭已成功发射14次，在商业上率先实现了闭环。同时，我们的液体火箭(jiàn)也在同步加(jiā)紧研发，固体火箭的成(chéng)功也为液(yè)体火箭在发射端积累了经验。”孟宪博强调，围绕固体(tǐ)火箭，星河动力在通过“技术迭代+工业化批产”的方式进一(yī)步压低成本、提升市场占有率的同时，探索电磁弹射等(děng)适合固体火箭(jiàn)的新型技术路线，以期实(shí)现和液体火箭相(xiāng)近的单位运输成本。

但在投资人看来，在终点都是导向大中型可回收液体火箭(jiàn)的(de)背景(jǐng)下，与液体火(huǒ)箭不存在技术继(jì)承关系、又无(wú)法实现可回收的固(gù)体火箭，不值(zhí)得(dé)国内(nèi)民营火(huǒ)箭公司投入太多精力。“固体火箭和液体火箭属(shǔ)于完全不同的两种技术(shù)路(lù)线。从固体火箭转向液体火箭意味着企业需(xū)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(yǒu)部(bù)分继承性，但在动力系统(tǒng)、气动系统(tǒng)等关键(jiàn)环节上依(yī)然需(xū)要重新设(shè)计。”何(hé)艺娟说。

在(zài)李剑威看来，2015年被认为是中国商业航天元年，很多成立的公司虽然声称要做类似马斯克(kè)的事情，但彼时却选(xuǎn)择(zé)了固体火箭，这在他看来没有意(yì)义。“固体(tǐ)火箭不可回收，且国家队在(zài)这方面已经做得很好，没有民营(yíng)公司的太多机会。民营公司如果要在运载火箭领域做出成绩，必须(xū)专注于(yú)可回收火箭。”李剑威(wēi)认为，绝大多数商业航天企业还需依靠外部资金维持运转，缺乏自(zì)我造(zào)血的能力，打造一款有门槛(kǎn)的(de)“拳(quán)头”产品是(shì)民营火箭(jiàn)企业应重点考虑的事情。

“火箭产品必须证明其可靠性，我估计可回收液(yè)体火箭领(lǐng)域还需要一两年时间。固体(tǐ)火箭领域也有一些进展，但(dàn)因为是国家队早已成熟的技术，民(mín)营(yíng)公司做类似的事情(qíng)很(hěn)难赚钱。”李剑威(wēi)说(shuō)。

在何艺娟看来(lái)，抛(pāo)开固体火箭不谈，在液体火箭的路(lù)径选择上同样可以分为两类(lèi)。一种(zhǒng)路径(jìng)是从(cóng)一次(cì)性液体(tǐ)火箭入手，企业先成功研发并发射，再(zài)向大中(zhōng)型一次性液体火箭迈进，大中型一次性(xìng)火(huǒ)箭批量成功后再研发可回收技术(shù)。另一种路径是(shì)开始(shǐ)的小火箭就一步到位设计为可(kě)回收，之后企业再基于小型可回收火箭(jiàn)的(de)经验升级迭代(dài)到大中型可回(huí)收(shōu)火箭。“为什么有些企业选择(zé)从一次性火箭入手？或许是出于融资的考量，发射(shè)成功证明其商业(yè)化能力，再通(tōng)过‘里程碑’提高估值以达到融(róng)到所需资金、又不至于稀释太多股权的目的。”何艺娟说。

限制与挑战(zhàn)

“现(xiàn)在大家不是担心发射的问(wèn)题(tí)，而是(shì)没地方(fāng)发射。中美之间在发射工位上的差(chà)距可能(néng)还要大于技术上的差距。”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(zhàn)用的具体位置或发射台，包括火箭(jiàn)发射所需(xū)的各种设施、设备和(hé)发射支(zhī)持系统。发(fā)射(shè)工(gōng)位(wèi)为火箭的发射提供物理(lǐ)位置，并为发(fā)射过(guò)程(chéng)中的一系列(liè)准备工作提供支持(chí)，如火箭的组装、燃料加(jiā)注、发射控(kòng)制等。

何(hé)艺娟(juān)称，发(fā)射工位确实是限制目前国内火箭发(fā)射节奏(zòu)的主(zhǔ)要痛点。2023年(nián)，我国航天(tiān)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(háng)天规划发射100次，截至目前进(jìn)度未过半。“国内有四大发(fā)射场，一个(gè)海上(shàng)发(fā)射场，还有文昌商业航天发(fā)射场，发射工位和窗(chuāng)口稀缺确实是制约因素。除此之(zhī)外，发射(shè)的审(shěn)批管理流程同样是影(yǐng)响因素。”何艺娟说。

在赵(zhào)亚眼中，中国和美(měi)国在航(háng)天发射(shè)条件上存在较大差(chà)别，美国三面环海，其发射轨迹可以直(zhí)接投影到海上，这样的地理(lǐ)条件保证了发射的安全性，几乎不存在击中城市的风险(xiǎn)，美国可以沿(yán)着东西海岸建造许多发(fā)射工位(wèi)。中国因(yīn)为周(zhōu)边(biān)邻国众多，约(yuē)束条件也相对比较多。

赵亚称，除了海南文昌，像酒泉、太原、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(quán)需求出发，位置都比较(jiào)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(shù)问题，还与(yǔ)这(zhè)些发射场的(de)地理位置(zhì)限(xiàn)制(zhì)火(huǒ)箭的运输有关。

“未(wèi)来，中国大量商业航天发射(shè)任务将逐步转向海上(shàng)。海上发射的一(yī)个显著(zhù)优势是灵活，哪里适(shì)合发射就(jiù)可以将发射平台拖(tuō)到哪里。虽然发射成本(běn)可能稍高(gāo)于陆地，但只要(yào)提供足够稳定(dìng)的发射和回收平台，海上发射(shè)完全(quán)可行。现(xiàn)在我国的东方航天港号自(zì)航(háng)式发射船（我国首艘商(shāng)业海上火箭发射(shè)船）造价大约3亿元，不(bù)算特别(bié)昂贵。SpaceX就拥有十几艘回收船。海上发射(shè)、回收将成为未来发展的重要方向(xiàng)。”赵亚还认为，随着我国商业航天发射场建设的不断推进(jìn)，我国在航天发射工位面临的这些限制将(jiāng)是阶段性的。

孟宪(xiàn)博认为，从长远市场(chǎng)发展看，我国卫星互联网建设对于火箭的需求(qiú)数量巨大，必然(rán)会(huì)对发射(shè)工位的数量、申请窗(chuāng)口的频次提出更高需(xū)求，相比前些年(nián)，国家政策也呈现出逐年开放的状态。

“中国民营火箭的发展受到(dào)政策、设施、市场、资(zī)金链、产业链等多方因素影响，发(fā)射工位建设的进程(chéng)需要(yào)一个客观过程。”孟宪博说。

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

“火(huǒ)箭(jiàn)企业的资金需求(qiú)巨大，包括(kuò)但不(bù)限于基(jī)础设施建设、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跃度相对(duì)有所下降，如(rú)何在(zài)变化的大(dà)环境下持续获得(dé)大额(é)的(de)融资以支撑企(qǐ)业发展，是所有火箭企业需要考虑(lǜ)的问题(tí)。”何艺娟说。

在李(lǐ)剑威看来，虽然目前资本市场相对(duì)低迷，但相关的“绿色(sè)通道(dào)”政策也带来(lái)了机会。

“绿色通道提到的几个领域中，商业航天、低(dī)空经济、生物制造都(dōu)在列。如(rú)果一家企业在商业(yè)化(huà)上取得了进展，尤其是有了收(shōu)入并证明(míng)产品(pǐn)的可靠性，它或许能够通过绿色通道上(shàng)市。”李剑威说，最终(zhōng)还是要(yào)看哪家(jiā)企业能(néng)真正交付产品。

在何艺娟看来，火箭企业至(zhì)少需要连续(xù)三次发射成功才(cái)算初步具备(bèi)商业化能力，就算拿出能够入轨并回收的火箭产品，后续(xù)的批量化生产对火箭企业的总体设计、供应链管理能力、基础设施建设等(děng)都(dōu)是不小(xiǎo)的挑战。

“对于中国的商业航天产业，重要的是要有容忍失败的开放心态，要尊重市场、尊重创新，不能因为一次(cì)失败就(jiù)收得特别紧，收得(dé)太紧就没法干了。”李剑威说。

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”