中国商业航天的“关键一步”

来源：@经济观察报微博

经济观察网(wǎng) 记者郑晨烨 2024年中秋节前最(zuì)后一周(zhōu)，全(quán)球商业航天(tiān)市场发生了两件大事：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“北极星黎明”航天任务的两名机组成员，在距(jù)离地(dì)面(miàn)约700公里的轨道(dào)进行了全球首(shǒu)次商业太空行走。9月11日，在中国酒(jiǔ)泉卫星发射中心，由蓝箭航天空间科技股份有限公司研发(fā)的(中国商业航天的“关键一步”de)朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试(shì)验箭，完成了十(shí)公里级垂直起降返回的飞行(xíng)试(shì)验。

对后(hòu)者而言，该试验创下(xià)多(duō)个国内(nèi)首次的记录，如首(shǒu)次实现垂直起降返回火箭空中二次点(diǎn)火、跨音速大(dà)动压环境下“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(huà)应用等(děng)技(jì)术验证。这意味着中国商业航天产业离凑齐(qí)可(kě)重复使用运载火(huǒ)箭这“最后一块拼图”又近了一步。

中国商业航天的“关键一步”>可(kě)重复使用(yòng)火(huǒ)箭为何如此重要？一位长期关注商业航(háng)天领域的职业投资人告诉经济观察(chá)报，今年8月，上海垣信卫星科技有限公(gōng)司（下称“垣信(xìn)卫(wèi)星”）主导的千(qiān)帆星座计划首批卫星已顺(shùn)利入轨，正式拉开中国(guó)版“星链”建设的序幕。按照(zhào)公开披露的信息(xī)，千(qiān)帆星座计划将在2030年底(dǐ)前(qián)发(fā)射超过1万颗卫星用于组网(wǎng)，但现阶段我国一次性(xìng)火箭较高的发射成本，可能成为该计划的巨大障(zhàng)碍。

“按照现阶段国内每公斤8万元到12万(wàn)元的发射成本，完成上万颗(kē)卫星组网计划需要花(huā)费的资金是一个‘天(tiān)文数字’，如果不(bù)尽快在可重复使用运载火箭技(jì)术(shù)上取(qǔ)得突(tū)破，高密度低轨卫星组(zǔ)网的建设速度(dù)会被(bèi)大大拖慢。”上述职业投(tóu)资人(rén)称(chēng)。

在真(zhēn)成投(tóu)资(zī)创(chuàng)始合伙人李剑威看来，中国商业航天市场(chǎng)正在等(děng)待(dài)“iPhone时刻(kè)”，“今年到明年是一(yī)个(gè)非常关键的节点。无(wú)论是民营企业(yè)还是国家队，如果中国能有公司或团队实现火箭的(de)入轨和回收，大家会看到希望(wàng)，商业航天的市(shì)场就真正(zhèng)打开了”。

一把关键钥匙

2024年8月6日，长征(zhēng)六(liù)号改运载火箭搭载的(de)千帆极轨01组的18颗卫星发射升空，成功将卫星(xīng)送入预定轨道，由此拉开中国(guó)低轨(guǐ)卫星组网(wǎng)的大幕(mù)。

公开(kāi)信息显(xiǎn)示，千帆星座计划于今年完成108颗(kē)卫星(xīng)发射并组网，3年内完成(chéng)一期1296颗卫星的部署，最终将完(wán)成至少1.4万颗低轨(guǐ)宽(kuān)频多媒体卫星的组网工作。而像千帆这样在国内公(gōng)开可查的“万星”计划至少还(hái)有两个：国(guó)际电信联盟(méng)（ITU）官网显示，以中国卫星网(wǎng)络集团有限公司为主体计(jì)划实施的GW星座(zuò)共包含12992颗卫星；今(jīn)年5月，上海蓝箭鸿擎科技有限公司亦向国际电信联盟(méng)提交(jiāo)了名为Honghu-3（鸿(hóng)鹄三号）的星座计(jì)划(huà)，该星座将(jiāng)由1万颗(kē)卫星组(zǔ)成。

在上述中国低轨卫星互联网大(dà)规划出来之前，如何完(wán)成商业闭环一直是国内商业航(háng)天企业(yè)面(miàn)临的难题。千帆星座等卫星组网计划的落(luò)地，提高了商(shāng)业(yè)航天赛道的确定性。

江苏深蓝(lán)航天有限公司（下称(chēng)“深蓝航天”）执行总裁赵亚亦说：“火箭(jiàn)就像(xiàng)‘快递’，是运输工具(jù)。从短(duǎn)期和中期看，往太空送快递最核心的市场无(wú)疑(yí)是大规模的星座组网。”

明确的市场需(xū)求对行业(yè)而(ér)言无疑是好的信(xìn)号。但(dàn)当大规模星座组网计划开始落地(dì)时(shí)，长(zhǎng)期关注中国商业航天的职业投资(zī)人及部分(fēn)从业者发现(xiàn)，“卡脖子”的地方或许不在需求侧(cè)，而在运输侧。

正(zhèng)悦投资的高级投资经理何艺娟算(suàn)了一笔账(zhàng)：从具体数据看，美国(guó)SpaceX研发的猎(liè)鹰九号火箭的近地(dì)轨道运力为22.8吨，2024年单箭发射报价约为6975万美元，折合约(yuē)3000美元/公斤，合人民币约2.1万元/公斤。作(zuò)为对比，国内商业化火箭型(xíng)号发射报价大约在每公斤6万元到15万(wàn)元人民币之间。猎鹰九号火箭实(shí)现一子级（火(huǒ)箭(jiàn)的第一级结构，负责为火箭初始飞行阶段提供主要推力并在燃料耗尽(jǐn)后分离）和整流罩(zhào)回收(shōu)，一子级(jí)约占火箭总体成本(běn)的67%，整流罩成本占(zhàn)比约10%。目前(qián)，SpaceX已经成功将一子级重(zhòng)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(yǐ)基本实现三天一次(cì)的发射节(jié)奏，仍(réng)难以(yǐ)满足后续4.2万颗卫星的快速组网需(xū)求。因此(cǐ)，他们(men)推出星舰项目(mù)，并在2024年6月份第四(sì)次试验实现了一二级软(ruǎn)着陆。如果星舰成功回收并批量化发(fā)射，运输成本有望降低至每公斤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(lèi)大规(guī)模的星座组网，站(zhàn)在(zài)中美火(huǒ)箭发射报价(jià)差距和中国组网的迫切性角度看，通过(guò)火箭可回收来降低发射成本成为必然趋势。

“中国的基础工业制造(zào)能力很(hěn)强，通过部件优化等(děng)可以进一步降低成本，一次性(xìng)火箭制造(zào)成(chéng)本甚至低于国外。但只有在强大的制造基础上再加(jiā)上火箭回收技术，真正实现成本(běn)的进一步降低，才是国内快速组网的可期目标。无论近(jìn)期(qī)的政策导向还是各家实际披露的型(xíng)号，大中型可回收液体火(huǒ)箭都是国(guó)有和民营航天企业的发展方向。”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两个里(lǐ)程碑(bēi)的概念已成为业内共识：第一(yī)个里程碑是大型星座组(zǔ)网计划的展开(kāi)；第二个里程(chéng)碑是(shì)中国可回收火箭的规模(mó)化应用。“中国商(shāng)业航天(tiān)的爆(bào)发点将(jiāng)会在可回收火(huǒ)箭的规模化应用之后，即可回(huí)收火箭是(shì)中国航天进入新阶段的启(qǐ)动引(yǐn)擎(qíng)。”何艺娟说。

北(běi)京星(xīng)河动力航(háng)天科技股份有限公司（下称“星河动(dòng)力”）战略与公共关系高(gāo)级总监(jiān)孟宪(xiàn)博称，可垂直回收火(huǒ)箭是目前经过实践验证、切实可行的中大型火箭太空运输降(jiàng)本方(fāng)案。他认为，液体火箭的主要(yào)成本(běn)集中在发动机，通过火(huǒ)箭一(yī)子级的垂(chuí)直回收，可实现发动机的复(fù)用，大(dà)幅降低(dī)火箭发(fā)射成本，从而降低中国卫星互联网建设(shè)的整体成本。“该型方案尤其适用于(yú)我国在建的星(xīng)网工程、千(qiān)帆星座等大型星座组网(wǎng)建设，也是目前各家(jiā)商业火箭企业(yè)的(de)重点研发方向。”孟宪博说。“无论是面向企(qǐ)业客户还是个人客户，比如太空旅游，成本(běn)的(de)大幅度降低将使得这些服务有(yǒu)利可图(tú)，形成可持续的商业模式。当前(qián)企业的(de)利润空间和市场规模都(dōu)相对较小，难以激发(fā)足(zú)够的竞争力和技术进步。未来，回收(shōu)火箭将通过良性竞争来(lái)促进技术进步，从而提高产品质量、降低成本、提(tí)供更优质的服(fú)务。”深蓝航天董事长霍亮称。

在谈及可垂直回收运载火箭(jiàn)较传统一次性火箭(jiàn)降本的具体成(chéng)效时，赵亚称，国内的太空运(yùn)输成本约为每(měi)公斤6万至15万元，随着(zhe)回收(shōu)技术的成熟，深(shēn)蓝航天的目标是将这一数字(zì)降至低(dī)于3万(wàn)元。“制造成本过高(gāo)，火(huǒ)箭的商(shāng)业模式是无法成立的(de)。通过回(huí)收将成本(běn)降低到合理(lǐ)水平，这个产业将迅速发展。只要你的火箭能够确保安全稳定发射，且(qiě)运(yùn)力能达到(dào)‘一箭一轨’的标准，比如一子级能达到13.6吨的水平，加上每公(gōng)斤(jīn)3万人(rén)民币(bì)甚至(zhì)更(gèng)低的成本，订单根本不会缺(quē)。”赵亚(yà)说。

在采(cǎi)访过程中，记者了解到，作为专攻可回收运载火箭的商业航天(tiān)企业，深蓝航天采用了多种创新技(jì)术降低火箭制造成本。比(bǐ)如，该公司拥有(yǒu)国内(nèi)首型利用高温合金 3D打印技术一体成型的火箭发(fā)动机——雷霆-R液氧(yǎng)煤油发动机，目前该发动机已能实现一周一台的(de)下线速度。

赵亚还向经济观察报透露，深蓝(lán)航天预计(jì)到2025年便可实现盈利，现在公司考虑(lǜ)更多的(de)是火箭产能(néng)方面的挑战。“火箭造价非常高，我们可以拿飞机类比。一架飞机也很贵，但飞一次的成本主要是燃油(yóu)费(fèi)用。飞机燃油每吨约为1万元，根据航程的不同，飞一次的油费大概在(zài)几十万元到(dào)一百万元之间。火箭的燃料成本其实比飞机要(yào)低，使用的是液氧和煤油，液氧的价(jià)格只有几百块钱一吨。综合算下来，液体火箭(jiàn)的(de)燃(rán)料(liào)成本(běn)占总体成本不到千(qiān)分之三，有时甚至更低。”霍亮称。

能够(gòu)显著降低(dī)发射成本的可重复使用(yòng)运载(zài)火箭(jiàn)，像一把能(néng)够解开中国商业航天蓝海市场的钥匙，想要在此领域成为中国(guó)第一、全球第二的(de)“执钥者”，竞争也(yě)颇(pǒ)为激烈。

经济观察报(bào)注意到，今(jīn)年(nián)下半年以来，多家航天企业密集(jí)安排(pái)了可重复使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——“星云一号”的高空回收(shōu)试验。星河(hé)动(dòng)力于(yú)今年7月完成其首型可回收运载火箭——“智神(shén)星一号”整流罩静力、模态、分(fēn)离系列试验，并计(jì)划于今年年底首(shǒu)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日在官方公众号披露，其首款(kuǎn)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面产(chǎn)品均已完成投产，预计2025年1月(yuè)交付，届时双曲线三号模拟箭将开展海上测试。

记者采访的多位职业投资人均(jūn)认为，在主要火(huǒ)箭企(qǐ)业均拟于下半年完成(chéng)十公里级别回收试验(yàn)的背景下，今年(nián)底至(zhì)明年(nián)初，国内将诞生全球第二家掌握可(kě)入轨且可回收(shōu)运载火箭技术的企(qǐ)业。

“一步到位(wèi)”还(hái)是“固液并(bìng)举”

从目前(qián)国内商业航天(tiān)企业的研发路径看(kàn)，火箭企业主要分为两类。一类企业如深(shēn)蓝航天，从创立之初便“死(sǐ)磕(kē)”可垂直回收火箭技术。另一类(lèi)企(qǐ)业则像星河动力、北京星际荣(róng)耀空(kōng)间科技股份有限公司，兼顾一(yī)次性固体火箭与可回收液体火箭两条技(jì)术路线。

两条路径(jìng)孰优孰劣(liè)，当(dāng)前市场中仍存(cún)在争议。一位商业航天(tiān)领域的(de)职业投资人(rén)称，在没有发射经验的背景下，直接想要实现可垂直(zhí)回收火箭技术的(de)一步(bù)到位并不现实。

孟宪博认(rèn)为，星河动力之所以选择(zé)“固液并举”的发展(zhǎn)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(shì)基(jī)于市场需求做的设计。在他看来，由于(yú)液(yè)体火箭(jiàn)未来立(lì)足于可回收，因此更适合做成(chéng)中大型火箭，以应(yīng)对大(dà)型星座组网的发射市场需(xū)要。固体火箭由于成本低、“小快(kuài)零”，更适(shì)合做(zuò)成小型火箭，应对小卫(wèi)星和(hé)小星座的发射市场。

“除了星网工程、千帆星座(zuò)这种(zhǒng)大型组网任(rèn)务外，我国还存(cún)在(zài)一个由200多家小型(xíng)商业卫星公司(sī)构成(chéng)的长尾市场。虽然每家(jiā)公司的发射数量都不大，但卫星企业数量多(duō)，市场盘子也不小，小型固体火(huǒ)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反馈。目前，我们的‘谷神星一号 ’火箭已成功发射14次(cì)，在商(shāng)业上率(lǜ)先实(shí)现了闭环。同时，我们的液体火箭也在同步加紧研发，固体(tǐ)火箭的(de)成功也为液体火箭(jiàn)在发(fā)射端积(jī)累了经验。”孟宪博(bó)强调，围绕(rào)固体火箭，星河动力在通过“技术迭代+工业化批产(chǎn)”的方式进一(yī)步压低(dī)成本、提升市场占有率(lǜ)的同时，探索(suǒ)电磁弹(dàn)射(shè)等(děng)适合固体火箭的新型(xíng)技术(shù)路线，以期实现和液体火箭相近的单位运输成本。

但在投资人看来，在终点都是导向大中型可回收液(yè)体火箭的背景下，与液体火箭不存在技(jì)术继承(chéng)关系、又无法实现可回收的固体(tǐ)火箭，不值(zhí)得国内民营火箭公司(sī)投入太(tài)多(duō)精(jīng)力。“固体火箭和液体火箭属于完(wán)全不同的(de)两种技术(shù)路线。从固体火箭(jiàn)转向液体火箭意味着企业需要重新研(yán)发。一次性液体火箭(jiàn)和可回收液体火箭之间虽然有部分(fēn)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。

在李剑威看来，2015年被认为是中国商业航天元(yuán)年，很多成立的(de)公司(sī)虽然声(shēng)称要做类似(shì)马斯克的事情，但彼(bǐ)时却选择了固体火箭，这在他看来没有意义。“固体火箭不(bù)可回收，且国家队在这方面已经做得很好，没有民营公司的太多机会(huì)。民营公司如果要(yào)在运载火箭领域做出成绩，必(bì)须专注于可(kě)回收火(huǒ)箭。”李剑(jiàn)威认为，绝大多(duō)数商业航天企业还需依靠(kào)外部资(zī)金维持运转，缺(quē)乏自我(wǒ)造(zào)血的能力，打造一款(kuǎn)有门槛(kǎn)的“拳(quán)头”产品是民(mín)营火箭企业应重点考虑的事情。

“火箭产(chǎn)品必须证明其可靠(kào)性，我估计可回收(shōu)液(yè)体火(huǒ)箭领域还需要一两年时间。固体火(huǒ)箭领域也有一些进展，但因为是国家队早已成熟的技术，民营公司做类似的(de)事情(qíng)很难赚钱(qián)。”李剑威说。

在何艺娟(juān)看来，抛开固体火(huǒ)箭不谈(tán)，在液体(tǐ)火箭的路径选择上同样可以分为两类。一种路径是从一次性液体火(huǒ)箭入手(shǒu)，企(qǐ)业先成功研发并发射，再向大中型一次性(xìng)液体火箭迈进，大中型一次性火箭批量成功后再研发可回收(shōu)技术(shù)。另(lìng)一种(zhǒng)路径是开始的(de)小火(huǒ)箭就(jiù)一步到位设计为可回收，之后企业再基于(yú)小型可回收火箭的经验升级迭代到大中型(xíng)可(kě)回(huí)收火箭。“为什么有些企业选择从一次(cì)性(xìng)火箭入手(shǒu)？或许是(shì)出于融资的考量，发(fā)射成功证明其商(shāng)业(yè)化(huà)能力(lì)，再通(tōng)过‘里程(chéng)碑’提高估值(zhí)以达到融到所需资金、又不至于稀释太多股权的(de)目的。”何艺(yì)娟(juān)说。

限制与挑战

“现在大家不是担心发射的问题(tí)，而是没地(dì)方发射。中美(měi)之间在发射工位上的差距可能还要大于技术上的差距。”谈及目前国内民营火箭行业发展面临的(de)挑战时，赵(zhào)亚说。

发射工位(wèi)指火箭(jiàn)发射时在(zài)发射场上占(zhàn)用的具体位置或发射台，包括火箭发射所需(xū)的各种设施、设(shè)备和发(fā)射支持系统。发射工位为火箭的发射提供物理(lǐ)位置，并(bìng)为发射过程中的一系列准备工作提供支持，如火(huǒ)箭(jiàn)的组装、燃料加(jiā)注、发射控制等。

何艺娟称，发射工位确(què)实是限制目前国内火箭发射节奏的主要痛点。2023年，我国航天发射约为67次，发射的航天器总数不超过200个；2024年我(wǒ)国航天(tiān)规划发射(shè)100次，截(jié)至(zhì)目前进(jìn)度未过(guò)半(bàn)。“国内(nèi)有四大发射场，一(yī)个海上发射场，还有文昌商业航天发射场，发射工位和窗口稀缺确实是制约因素。除此之(zhī)外(wài)，发射的(de)审批管理流程同样是影响因素(sù)。”何艺娟(juān)说(shuō)。

在赵亚眼中(zhōng)，中国和美国在(zài)航天发射条件上存在较大(dà)差别，美国三(sān)面环海，其发射轨迹可以直接投(tóu)影到海上，这样的地理条件保(bǎo)证了发射的安全性，几乎不(bù)存在击中城市的风险，美国可以沿(yán)着东西海岸建造许多发射工位。中国因为(wèi)周边邻国众多，约束(shù)条件也相对比较多。

赵(zhào)亚称，除了海南(nán)文昌，像酒泉、太(tài)原(yuán)、西昌(chāng)等航天发射场的选址有历史原因，是从当时(shí)的战略安全需求出发，位置都比较(jiào)偏远。在这样的背景下，以往许多民营(yíng)火箭企业制造的火箭规模较小不全是技术问题，还与这些发射场的地理位置限制火箭的运输有关。

“未来，中国大量商业航(háng)天发射任务(wù)将逐步转(zhuǎn)向海上(shàng)。海上发射的一(yī)个显著优势是灵活，哪里适合发射(shè)就可以将发射平台拖到哪里。虽然(rán)发(fā)射成本可能稍高于陆地，但只要提供足够稳定的发射和回(huí)收平(píng)台，海上(shàng)发射完全可行。现在我(wǒ)国的东方航天港号(hào)自航式(shì)发射船（我国首艘(sōu)商业海上(shàng)火(huǒ)箭发射船(chuán)）造价大约3亿(yì)元，不(bù)算特(tè)别(bié)昂贵。SpaceX就拥有十几艘回(huí)收船(chuán)。海上发射、回收将(jiāng)成为未来发展的重要方向。”赵亚还认为，随着我国商业航天发射场建设的不(bù)断推进，我国在航(háng)天发射工位面临的这些限制将是阶段性的。

孟宪博认为，从长远市场(chǎng)发展看，我国卫星互(hù)联网建设对于火箭的需求数(shù)量巨大，必然会对发(fā)射工位的数量、申请窗口的频次提出更高(gāo)需求，相比前些年，国家政策也呈(chéng)现出逐年开放的状态。

“中国民营(yíng)火箭的发展(zhǎn)受到政策、设(shè)施、市场、资金(jīn)链、产业链等多(duō)方因素影响，发射工位建设的进程需要一个客观过程。”孟宪博说。

另(lìng)外，当前缺乏(fá)造血能(néng)力的民(mín)营(yíng)火(huǒ)箭企业，也面临持续融资困难的挑(tiāo)战。

“火箭(jiàn)企业(yè)的资金需求巨大，包(bāo)括但不限(xiàn)于基础设施建设(shè)、型号研发和试(shì)验(yàn)、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(suǒ)下降，如何在变化的大环境下持续(xù)获(huò)得大额的融资以(yǐ)支(zhī)撑企业发展，是(shì)所有火箭企(qǐ)业需要(yào)考(kǎo)虑的问(wèn)题(tí)。”何艺(yì)娟说。

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

“绿色通道提到的几个领域中(zhōng)，商业航天(tiān)、低空经济、生物制造都在(zài)列。如果一(yī)家企业在商业化(huà)上(shàng)取得(dé)了进展，尤其是有了收入并证明产品(pǐn)的可靠性，它(tā)或(huò)许能够通过绿色通道上市。”李剑威说，最终还是要看哪家企业能真正交(jiāo)付产品(pǐn)。

在何艺娟看(kàn)来，火箭企业至少需要连续三次发(fā)射成功才算初步具(jù)备商业化能力，就算拿出能够入轨并回收的(de)火箭产(chǎn)品(pǐn)，后续(xù)的(de)批量化生产对火箭企业的总体设计、供应链管理能力、基(jī)础设(shè)施建设等都是(shì)不小的挑战。

“对于中国的商业航天产(chǎn)业，重要的是(shì)要有容忍失败的开(kāi)放(fàng)心态，要尊重市场、尊(zūn)重创新，不能因为一(yī)次失败就收得特别紧，收(shōu)得(dé)太紧(jǐn)就(jiù)没法干了。”李剑威说。

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