近一年時間,商業(yè)火箭領(lǐng)域的中國力量正在被看見。
1月11日,隨著東方空間的引力一號運載火箭在海上發(fā)射升空,并將3顆衛(wèi)星順利送入預(yù)定軌道,第6家成功入軌的中國民營火箭公司誕生。而這樣一幕只是我國民營商業(yè)航天快速發(fā)展的一個縮影。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2023年,國內(nèi)民營火箭公司共發(fā)射13次,成功入軌12次,創(chuàng)下了中國商業(yè)航天發(fā)展八年來的新紀(jì)錄。
公司大膽嘗試,亦開創(chuàng)了多個先河,包括國內(nèi)首個商業(yè)航天液體火箭,全世界首個液氧甲烷火箭等??梢哉f,過去一年,中國的商業(yè)火箭已經(jīng)進入了固體火箭發(fā)射穩(wěn)定、液體火箭嶄露頭角的“2.0”時代。
盡管如此,航天人也看到了和SpaceX(太空探索公司)之間的客觀差距——發(fā)射次數(shù)上,2023年,SpaceX以96次發(fā)射獨占鰲頭,相比之下,我國以67次發(fā)射排行第二;發(fā)射載荷質(zhì)量統(tǒng)計上,SpaceX全年發(fā)射質(zhì)量達到1286噸,占全球發(fā)射質(zhì)量的80%左右。這一數(shù)字已經(jīng)遠遠超過了除SpaceX以外的其他所有國家和地區(qū)全年發(fā)射載荷質(zhì)量的總和。
多位航天界人士都對新京報貝殼財經(jīng)記者表示,在航天技術(shù)方面,目前我國和SpaceX之間的差距在10年左右。但在未來,我國民營火箭公司很有可能進入發(fā)展的“快車道”,星網(wǎng)(中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團有限公司)未來有上萬顆衛(wèi)星的發(fā)射需求,商業(yè)航天在2023年年底被寫入了中央經(jīng)濟工作會議和2024年北京市政府工作報告,又吸引了一撥投資人的關(guān)注。載人航天旅游、實時遙感圖像、可遍及全球的衛(wèi)星電話在技術(shù)上已經(jīng)可以實現(xiàn),商業(yè)航天有著廣闊的未來和想象空間。從星辰和宇宙的角度看,10年只是彈指一揮間。
突破技術(shù)瓶頸:可重復(fù)回收的火箭
1月19日晚上6點,走進星際榮耀液體火箭總設(shè)計師季海波的辦公室,只見白板上畫著復(fù)雜的“二級貯箱”示意圖。辦公桌上《運載火箭增壓輸送系統(tǒng)》以及《液體運載火箭低溫動力系統(tǒng)工程設(shè)計》兩本書停留在翻開頁面,而不遠的會客桌上,已經(jīng)涼掉的午飯仍沒有動過的痕跡。
貝殼財經(jīng)記者見到季海波時,他剛剛結(jié)束一個被拖長了快一小時的會議,“討論得太激烈了?!奔竞2ㄕf。
2023年12月10日,星際榮耀的雙曲線二號驗證火箭在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心完成了第二次飛行試驗。這枚在2023年11月才成功進行垂直發(fā)射回收的飛行試驗火箭,此次第二次飛行中又成功完成了一個高度達340多米的“蚱蜢跳”。
這樣的嘗試,很快有了后來者。
不足一個月時間,藍箭航天朱雀三號可復(fù)用火箭首次大型垂直起降飛行試驗任務(wù)取得成功。朱雀三號試驗箭“蚱蜢跳”的高度約350米,和雙曲線二號的實力在伯仲之間。
液體、可回收,這正是已經(jīng)被SpaceX驗證并可有效降低火箭發(fā)射成本的技術(shù)路徑,也是許多國內(nèi)商業(yè)火箭公司競逐的重要目標(biāo)。
實際上,中國民營航天公司最近一年在這方面成果不斷。其中,2023年4月,天兵科技的天龍二號成為國內(nèi)民營液氧煤油入軌第一箭。2023年7月,藍箭航天的朱雀二號成為世界上使用更為環(huán)保的液氧甲烷燃料并成功入軌的第一箭,這是世界范圍內(nèi)液氧甲烷火箭的“首飛”,而且在12月又成功復(fù)飛了一次。
“我們計劃在2025年底,發(fā)射能夠成功入軌并可回收的火箭雙曲線三號,如果我們能夠成功,那就相當(dāng)于達到了SpaceX在2015年時的水平。”季海波坦誠地說,“可重復(fù)回收的火箭是所有商業(yè)火箭公司必須掌握的技術(shù)和產(chǎn)品,只有擁有這一產(chǎn)品,才能降低成本。只有攻破這一難關(guān)、達到這一目標(biāo),再往后,我們和SpaceX的差距才會逐步減少。”
貝殼財經(jīng)記者發(fā)現(xiàn),目前,星際榮耀和藍箭航天均公開表示將在2025年發(fā)射可回收液體火箭。此外,天兵科技計劃在2024年發(fā)射對標(biāo)SpaceX獵鷹九號的天龍三號液氧煤油火箭。星河動力、中科宇航也已有明確的液體型號火箭規(guī)劃。
藍箭航天方面告訴貝殼財經(jīng)記者,其朱雀二號火箭在不斷優(yōu)化提升,最終價格會在4萬-5萬元人民幣/公斤,朱雀三號將為2萬元人民幣/公斤。
試圖大幅降低成本,已然被公司提上日程,并探索可行性。
星河動力方面對貝殼財經(jīng)記者表示,公司正在研發(fā)中大型可重復(fù)使用的液體運載火箭——“智神星一號”,這款火箭運載能力可以達到15噸,每公斤發(fā)射成本不到2萬元人民幣,未來還有望降到1萬元以下。
“如果按照成功制造出入軌液體可回收火箭產(chǎn)品來算,我們和SpaceX的差距有10年,一旦做成,后面的工作就是優(yōu)化的過程,可能會比較快。當(dāng)然,這也是不考慮SpaceX星艦下的預(yù)測。”季海波告訴貝殼財經(jīng)記者,“我們會沿著這條路走,達到這一目標(biāo)后,后續(xù)再做太空旅游或者其他業(yè)務(wù),路徑可能就多了。”
亟待引入資金“活水”,“風(fēng)景這邊獨好”
目前,如果以發(fā)射并成功入軌作為關(guān)鍵指標(biāo),國內(nèi)商業(yè)火箭公司已有6家:星際榮耀、星河動力、藍箭航天、天兵科技、中科宇航、東方空間。
相比“國家隊”,商業(yè)火箭公司在進行火箭制造時免去了漫長的申報、立項時間,并能夠通過市場化方式運作,吸引社會融資、尋找性價比更高的供應(yīng)商,從而“蹚”出一條新路,這也是對我國航天力量的重要補充。
不過,吸引投資人目光,并非易事。一位商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)觀察者對貝殼財經(jīng)記者表示,相當(dāng)多的商業(yè)火箭公司,其火箭往往是在“國家隊”固體火箭的基礎(chǔ)上修改而來,許多商業(yè)火箭的核心發(fā)動機都源自航天四院(隸屬于中國航天科技集團有限公司,立足于固體火箭發(fā)動機研究、設(shè)計、生產(chǎn)和試驗),如果失去了來自“體制內(nèi)”航天四院的技術(shù)支持,民營航天公司的火箭或難以上天。
該商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)觀察者表示,從這點來看,一些商業(yè)火箭公司所依賴的技術(shù),實際上經(jīng)過了國家驗證,并沒有多少創(chuàng)新之處。一些火箭的發(fā)射有“表演”性質(zhì),或是為了吸引關(guān)注、提振投資者信心,之后再進行創(chuàng)新。“畢竟,經(jīng)歷三年疫情時期的低谷,目前尚無法實現(xiàn)商業(yè)閉環(huán),且處于燒錢狀態(tài)的商業(yè)火箭行業(yè)亟須活水。”
新的一年,這一處境有望好轉(zhuǎn)。
2023年底召開的中央經(jīng)濟工作會議將科技創(chuàng)新提到首位,其中,除了2022年提過的人工智能、生物制造、量子以外,新增了加快推動商業(yè)航天、低空經(jīng)濟等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)內(nèi)容。
星河動力告訴貝殼財經(jīng)記者,今后各類支持政策的出臺、各種應(yīng)用場景的扶持、各方人才的集聚都將得到明顯改觀,同時商業(yè)航天也可能成為資本市場的熱點。
藍箭航天方面表示,如果說2023年之前的商業(yè)航天投資是1.0時代,那經(jīng)歷2023年后商業(yè)航天投資正式進入2.0時代。商業(yè)航天已成為目前屈指可數(shù)、資金依然追捧以及“風(fēng)景這邊獨好”的戰(zhàn)略新興賽道之一。
當(dāng)前,商業(yè)火箭公司最迫切需要的就是資金“活水”,“可重復(fù)使用火箭的原理已經(jīng)很清晰了,目前看來更多的是工程問題,需要不斷做產(chǎn)品進行試驗并不斷迭代,這也是SpaceX CEO埃隆·馬斯克的優(yōu)勢,他不缺資金,但對于國內(nèi)的商業(yè)火箭公司來說,每一分錢都要精打細算?!奔竞2ㄕf。
他告訴貝殼財經(jīng)記者,當(dāng)前地方政府開始逐漸主導(dǎo)商業(yè)航天的投資。
藍箭航天也表示,“作為新質(zhì)生產(chǎn)力的代表性產(chǎn)業(yè),國資基金與地方政府全面成為商業(yè)航天投資的主力軍。圍繞行業(yè)的一級市場投資,一邊集中于具備構(gòu)建大型可重復(fù)使用液體運載火箭發(fā)射能力的火箭公司,另一邊集中于低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)總體單位及上游配套供應(yīng)單位,龍頭格局已現(xiàn)雛形?!?/p>
航天企業(yè)突圍,用技術(shù)縮小差距
于商業(yè)航天領(lǐng)域而言,進擊的SpaceX常被推至臺前。
今年一月中旬,SpaceX揭曉了2023年成績單——獵鷹火箭創(chuàng)下了有史以來一款火箭一年之內(nèi)發(fā)射次數(shù)最多的紀(jì)錄,完成了96次發(fā)射。相比之下,2022年,SpaceX共完成發(fā)射任務(wù)61次。今年,馬斯克同樣充滿野心,計劃進行144次發(fā)射,保持其每年50%的增速。
實際上,為降低星際移民成本,早在SpaceX創(chuàng)立之初,馬斯克就將火箭的可復(fù)用、可迭代作為主要目標(biāo),而星艦便是其嘗試邁出的一步。星艦被設(shè)計為人類歷史上首個可重復(fù)利用的火箭,造價同樣不菲。馬斯克曾向媒體透露,星艦的首次發(fā)射成本約30億美元,約合人民幣206億元。
2023年4月,被稱為“史上最強火箭”的SpaceX星艦,在發(fā)射途中爆炸。這也意味著,馬斯克寄予厚望的星艦首飛以失敗告終。
盡管如此,SpaceX的大膽嘗試,仍被視作突破。
1月20日,在北京市政協(xié)十四屆二次會議現(xiàn)場,北京市工商業(yè)聯(lián)合會界別政協(xié)委員、北京星河動力航天科技股份有限公司董事長劉百奇帶來了一份《關(guān)于加大對商業(yè)航天企業(yè)上市融資支持力度的提案》。
劉百奇表示,和美國商業(yè)航天巨頭SpaceX相比,國內(nèi)商業(yè)航天企業(yè)仍有較大差距,亟須邁入下一階段,即在發(fā)射成本、運載能力、發(fā)動機性能、垂直回收技術(shù)等方向持續(xù)投入研發(fā),以期實現(xiàn)技術(shù)趕超。各企業(yè)仍然需要大量研發(fā)投入推出滿足市場需求的新技術(shù)、新產(chǎn)品,才能帶來更廣闊的成長空間,在國際市場更具有競爭力。持續(xù)大額研發(fā)投入也使得該階段的商業(yè)航天企業(yè),基本處于暫未盈利狀態(tài)。
“商業(yè)航天屬國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),具備‘四高一長’的屬性,即高技術(shù)、高投入、高風(fēng)險、高回報、長周期。對接多層次的資本市場實現(xiàn)上市融資,對于商業(yè)航天行業(yè)的長期發(fā)展來說至關(guān)重要?!眲倨娓嬖V貝殼財經(jīng)記者。
1月21日,北京市政府工作報告提出,要加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,促進新能源、新材料、商業(yè)航天、低空經(jīng)濟等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
北京匯聚中國主要航天機構(gòu)和完整產(chǎn)業(yè)鏈,是商業(yè)航天發(fā)展最活躍地區(qū)之一。早在2021年1月,北京發(fā)布《北京市支持衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干措施》,明確“南箭北星”產(chǎn)業(yè)布局。在經(jīng)開區(qū)建設(shè)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)基地以及商業(yè)火箭創(chuàng)新中心,做強“南箭”;在海淀區(qū)建設(shè)商業(yè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)基地等,做強“北星”,其他各區(qū)錯位發(fā)展,形成全市產(chǎn)業(yè)的協(xié)作互補。2021年4月,北京商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)基地正式掛牌。
據(jù)天眼查不完全統(tǒng)計,2015年至今,北京市商業(yè)航天賽道共發(fā)生106起投資事件,領(lǐng)跑全國。為支持商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展,北京市各區(qū)政策“紅包”頻出。2023年5月,經(jīng)開區(qū)設(shè)立產(chǎn)業(yè)升級基金,首個項目投資商業(yè)航天企業(yè),真金白銀護航“南箭”。2023年10月,大興設(shè)立規(guī)模50億元的北京新華商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)基金,專項用于北京商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)基地項目的落地。針對商業(yè)航天發(fā)射風(fēng)險高、失敗率大的情況,北京市經(jīng)信局推出《商業(yè)航天發(fā)射保險貼費暫行辦法》,支持商業(yè)航天企業(yè)開展運載火箭、衛(wèi)星的研發(fā)、生產(chǎn)、發(fā)射經(jīng)營等工作,現(xiàn)已連續(xù)四年實施補貼,支持?jǐn)?shù)十個項目。
2024年1月11日,經(jīng)開區(qū)企業(yè)——東方空間研制的引力一號運載火箭發(fā)射成功,其突破了固體運載火箭的運力瓶頸,是“迄今全球最大固體運載火箭”“中國運力最大民商火箭”。截至目前,北京亦莊已聚集50余家航天企業(yè),覆蓋運載火箭、衛(wèi)星研制、衛(wèi)星應(yīng)用、型號配套、地面設(shè)備、技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域,落地的民營火箭整箭研制企業(yè)數(shù)量占全國70%以上。
今年,北京亦莊還將全力打造“火箭大街”,推動星箭網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。
“我市商業(yè)火箭企業(yè)目前在可重復(fù)回收利用火箭領(lǐng)域深度布局,預(yù)計2024-2025年可取得關(guān)鍵突破?!北本┦薪?jīng)信局航天處有關(guān)人員告訴貝殼財經(jīng)記者,“在《北京市支持衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干措施》及我局商業(yè)航天發(fā)射保險貼費政策基礎(chǔ)上,我局計劃進一步完善有關(guān)支持政策,為商業(yè)航天企業(yè)提供支持,此項工作已經(jīng)在推進中?!?/p>
太空經(jīng)濟時代,降成本仍有想象空間
2021年4月,在雄安新區(qū)成立的星網(wǎng)(中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團有限公司)對商業(yè)航天而言,無疑是注入了一劑強心針。星網(wǎng)項目對標(biāo)馬斯克的星鏈,向ITU(國際電信聯(lián)盟)申請的星座數(shù)量合計近1.3萬顆。
當(dāng)前,火箭企業(yè)主要的收入途徑是將客戶的衛(wèi)星發(fā)射入太空軌道并收取發(fā)射服務(wù)費?!按蟾艤y算,一年發(fā)射中大型重復(fù)使用液體運載火箭數(shù)發(fā),就有希望實現(xiàn)收支方面的平衡?!奔竞2ㄕf,“如果星網(wǎng)項目等巨型低軌互聯(lián)網(wǎng)星座計劃能夠?qū)嵤?#xff0c;對需求端將是一個極大的提振?!?/p>
“未來商業(yè)發(fā)射市場的潛力巨大,隨著國家星網(wǎng)、上海G60星座等大工程開始實施,我國現(xiàn)有航天發(fā)射運力遠遠不能滿足需求,存在著巨大的運力缺口。正如亞馬遜創(chuàng)始人貝索斯所說,這個市場很大,容得下多家成功的火箭公司,只要能提供安全可靠、價格低廉且準(zhǔn)時發(fā)射的運載火箭。”星河動力方面對貝殼財經(jīng)記者表示,目前,星河動力正在積極開拓海外的發(fā)射市場。
“縱觀未來,只有星網(wǎng)項目有望承擔(dān)火箭公司高昂的發(fā)射成本?!被鸺蓜?chuàng)始人程巍對貝殼財經(jīng)記者表示。
在程巍看來,目前國內(nèi)大部分商業(yè)航天公司都在走馬斯克的路,但馬斯克的星艦項目一旦成功,其低廉的發(fā)射成本,將完全打破現(xiàn)有的火箭發(fā)射成本架構(gòu),我國商業(yè)航天領(lǐng)域會發(fā)現(xiàn)自己距離所追趕的目標(biāo)非但沒有拉近,反而突然變遠了。
因此,尋求在另一個技術(shù)路徑上的突破難能可貴。除了傳統(tǒng)的固體火箭以及先一步實現(xiàn)SpaceX驗證的液體火箭、可回收火箭,商業(yè)航天的未來還遠不止于此。
1月6日,火箭派自研液體運載火箭“達爾文一號”電泵增壓發(fā)動機“香農(nóng)號”完成首次點火試驗?!跋戕r(nóng)號”火箭發(fā)動機采用了液氧甲烷電泵增壓技術(shù)路線,電泵增壓發(fā)動機在設(shè)計上沒有采用傳統(tǒng)的主副系統(tǒng)深度耦合方案,而是將原有副系統(tǒng)中的燃氣發(fā)生器、副閥等機械零件換為電機、電池和電控,走出了一條和國內(nèi)其他火箭公司不同的道路。
程巍認(rèn)為,中央經(jīng)濟工作會議中提到的商業(yè)航天和低空經(jīng)濟都能與“電機”聯(lián)系上,“中國在高端制造業(yè)上人才輩出,電機新能源上也出現(xiàn)了不少明星企業(yè),如比亞迪和寧德時代。從這點來看,發(fā)展電氣化路線的火箭將可以‘借勢’國內(nèi)在電氣化方面的發(fā)展,并且電氣化路線的火箭還有模塊化的優(yōu)勢,當(dāng)火箭型號增大時,不用再從整體上重新設(shè)計一個新的火箭。”
如今,無論哪種技術(shù)路線,降低火箭發(fā)射成本,讓人類進入太空不再受高昂費用的限制,是商業(yè)航天人共同的理想。
“航天業(yè)發(fā)展目前最大的趨勢就是突破運載火箭的成本和流量瓶頸,發(fā)展一級可重復(fù)使用火箭甚至全重復(fù)使用火箭,逐漸走向航班化發(fā)射運營,大幅降低進入太空的成本,通過火箭可重復(fù)使用和航班化運營極大提升發(fā)射頻次?!彼{箭航天方面對貝殼財經(jīng)記者表示,從一次性使用火箭到一級可重復(fù)使用火箭,再到全重復(fù)使用火箭,每一代火箭相對上一代都是降維打擊,無論從成本還是發(fā)射頻次上,這會是未來十年運載火箭行業(yè)發(fā)展的最重要趨勢,打開進入太空的流量入口后,將引導(dǎo)下游的需求爆發(fā)和大量商業(yè)應(yīng)用閉環(huán),開啟太空經(jīng)濟時代。
艾媒咨詢數(shù)據(jù)顯示,2015-2021年中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)保持22.3%的平均復(fù)合增長率,2022年中國商業(yè)航天的市場規(guī)模突破1.5萬億元,預(yù)計2024年將突破2.3萬億元。
新京報貝殼財經(jīng)記者 羅亦丹 白昊天
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