經(jīng)濟觀察報 記者 鄭晨燁 2024年中秋節(jié)前最后一周，全球商業(yè)航天市場發(fā)生了兩件大事：北京時間9月12日，搭乘美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）龍飛船（Dragon）執(zhí)行“北極星黎明”航天任務(wù)的兩名機組成員，在距離地面約700公里的軌道進行了全球首次商業(yè)太空行走。9月11日，在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，由藍箭航天空間科技股份有限公司研發(fā)的朱雀三號VTVL-1可重復(fù)使用垂直起降回收試驗箭，完成了十公里級垂直起降返回的飛行試驗。

對后者而言，該試驗創(chuàng)下多個國內(nèi)首次的記錄，如首次實現(xiàn)垂直起降返回火箭空中二次點火、跨音速大動壓環(huán)境下“柵格舵—冷氣姿控—發(fā)動機”聯(lián)合制導(dǎo)控制，以及高空風(fēng)實時風(fēng)修技術(shù)工程化應(yīng)用等技術(shù)驗證。這意味著中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)離湊齊可重復(fù)使用運載火箭這“最后一塊拼圖”又近了一步。

可重復(fù)使用火箭為何如此重要？一位長期關(guān)注商業(yè)航天領(lǐng)域的職業(yè)投資人告訴經(jīng)濟觀察報，今年8月，上海垣信衛(wèi)星科技有限公司（下稱“垣信衛(wèi)星”）主導(dǎo)的千帆星座計劃首批衛(wèi)星已順利入軌，正式拉開中國版“星鏈”建設(shè)的序幕。按照公開披露的信息，千帆星座計劃將在2030年底前發(fā)射超過1萬顆衛(wèi)星用于組網(wǎng)，但現(xiàn)階段我國一次性火箭較高的發(fā)射成本，可能成為該計劃的巨大障礙。

“按照現(xiàn)階段國內(nèi)每公斤8萬元到12萬元的發(fā)射成本，完成上萬顆衛(wèi)星組網(wǎng)計劃需要花費的資金是一個‘天文數(shù)字’，如果不盡快在可重復(fù)使用運載火箭技術(shù)上取得突破，高密度低軌衛(wèi)星組網(wǎng)的建設(shè)速度會被大大拖慢。”上述職業(yè)投資人稱。

在真成投資創(chuàng)始合伙人李劍威看來，中國商業(yè)航天市場正在等待“iPhone時刻”，“今年到明年是一個非常關(guān)鍵的節(jié)點。無論是民營企業(yè)還是國家隊，如果中國能有公司或團隊實現(xiàn)火箭的入軌和回收，大家會看到希望，商業(yè)航天的市場就真正打開了”。

一把關(guān)鍵鑰匙

2024年8月6日，長征六號改運載火箭搭載的千帆極軌01組的18顆衛(wèi)星發(fā)射升空，成功將衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，由此拉開中國低軌衛(wèi)星組網(wǎng)的大幕。

公開信息顯示，千帆星座計劃于今年完成108顆衛(wèi)星發(fā)射并組網(wǎng)，3年內(nèi)完成一期1296顆衛(wèi)星的部署，最終將完成至少1.4萬顆低軌寬頻多媒體衛(wèi)星的組網(wǎng)工作。而像千帆這樣在國內(nèi)公開可查的“萬星”計劃至少還有兩個：國際電信聯(lián)盟（ITU）官網(wǎng)顯示，以中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團有限公司為主體計劃實施的GW星座共包含12992顆衛(wèi)星；今年5月，上海藍箭鴻擎科技有限公司亦向國際電信聯(lián)盟提交了名為Honghu-3（鴻鵠三號）的星座計劃，該星座將由1萬顆衛(wèi)星組成。

在上述中國低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)劃出來之前，如何完成商業(yè)閉環(huán)一直是國內(nèi)商業(yè)航天企業(yè)面臨的難題。千帆星座等衛(wèi)星組網(wǎng)計劃的落地，提高了商業(yè)航天賽道的確定性。

江蘇深藍航天有限公司（下稱“深藍航天”）執(zhí)行總裁趙亞亦說：“火箭就像‘快遞’，是運輸工具。從短期和中期看，往太空送快遞最核心的市場無疑是大規(guī)模的星座組網(wǎng)。”

明確的市場需求對行業(yè)而言無疑是好的信號。但當(dāng)大規(guī)模星座組網(wǎng)計劃開始落地時，長期關(guān)注中國商業(yè)航天的職業(yè)投資人及部分從業(yè)者發(fā)現(xiàn)，“卡脖子”的地方或許不在需求側(cè)，而在運輸側(cè)。

正悅投資的高級投資經(jīng)理何藝娟算了一筆賬：從具體數(shù)據(jù)看，美國SpaceX研發(fā)的獵鷹九號火箭的近地軌道運力為22.8噸，2024年單箭發(fā)射報價約為6975萬美元，折合約3000美元/公斤，合人民幣約2.1萬元/公斤。作為對比，國內(nèi)商業(yè)化火箭型號發(fā)射報價大約在每公斤6萬元到15萬元人民幣之間。獵鷹九號火箭實現(xiàn)一子級（火箭的第一級結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)為火箭初始飛行階段提供主要推力并在燃料耗盡后分離）和整流罩回收，一子級約占火箭總體成本的67%，整流罩成本占比約10%。目前，SpaceX已經(jīng)成功將一子級重復(fù)使用了22次，累積回收復(fù)用次數(shù)超300次，火箭成本被大幅度攤薄。“SpaceX已基本實現(xiàn)三天一次的發(fā)射節(jié)奏，仍難以滿足后續(xù)4.2萬顆衛(wèi)星的快速組網(wǎng)需求。因此，他們推出星艦項目，并在2024年6月份第四次試驗實現(xiàn)了一二級軟著陸。如果星艦成功回收并批量化發(fā)射，運輸成本有望降低至每公斤10美元，進一步拉大成本差距。”在何藝娟看來，國內(nèi)現(xiàn)有火箭的報價顯然無法支撐諸如千帆這類大規(guī)模的星座組網(wǎng)，站在中美火箭發(fā)射報價差距和中國組網(wǎng)的迫切性角度看，通過火箭可回收來降低發(fā)射成本成為必然趨勢。

“中國的基礎(chǔ)工業(yè)制造能力很強，通過部件優(yōu)化等可以進一步降低成本，一次性火箭制造成本甚至低于國外。但只有在強大的制造基礎(chǔ)上再加上火箭回收技術(shù)，真正實現(xiàn)成本的進一步降低，才是國內(nèi)快速組網(wǎng)的可期目標(biāo)。無論近期的政策導(dǎo)向還是各家實際披露的型號，大中型可回收液體火箭都是國有和民營航天企業(yè)的發(fā)展方向。”何藝娟稱。

記者在采訪中注意到，中國商業(yè)航天在中短期內(nèi)有兩個里程碑的概念已成為業(yè)內(nèi)共識：第一個里程碑是大型星座組網(wǎng)計劃的展開；第二個里程碑是中國可回收火箭的規(guī)模化應(yīng)用。“中國商業(yè)航天的爆發(fā)點將會在可回收火箭的規(guī)模化應(yīng)用之后，即可回收火箭是中國航天進入新階段的啟動引擎。”何藝娟說。

北京星河動力航天科技股份有限公司（下稱“星河動力”）戰(zhàn)略與公共關(guān)系高級總監(jiān)孟憲博稱，可垂直回收火箭是目前經(jīng)過實踐驗證、切實可行的中大型火箭太空運輸降本方案。他認(rèn)為，液體火箭的主要成本集中在發(fā)動機，通過火箭一子級的垂直回收，可實現(xiàn)發(fā)動機的復(fù)用，大幅降低火箭發(fā)射成本，從而降低中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的整體成本。“該型方案尤其適用于我國在建的星網(wǎng)工程、千帆星座等大型星座組網(wǎng)建設(shè)，也是目前各家商業(yè)火箭企業(yè)的重點研發(fā)方向。”孟憲博說。“無論是面向企業(yè)客戶還是個人客戶，比如太空旅游，成本的大幅度降低將使得這些服務(wù)有利可圖，形成可持續(xù)的商業(yè)模式。當(dāng)前企業(yè)的利潤空間和市場規(guī)模都相對較小，難以激發(fā)足夠的競爭力和技術(shù)進步。未來，回收火箭將通過良性競爭來促進技術(shù)進步，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。”深藍航天董事長霍亮稱。

在談及可垂直回收運載火箭較傳統(tǒng)一次性火箭降本的具體成效時，趙亞稱，國內(nèi)的太空運輸成本約為每公斤6萬至15萬元，隨著回收技術(shù)的成熟，深藍航天的目標(biāo)是將這一數(shù)字降至低于3萬元。“制造成本過高，火箭的商業(yè)模式是無法成立的。通過回收將成本降低到合理水平，這個產(chǎn)業(yè)將迅速發(fā)展。只要你的火箭能夠確保安全穩(wěn)定發(fā)射，且運力能達到‘一箭一軌’的標(biāo)準(zhǔn)，比如一子級能達到13.6噸的水平，加上每公斤3萬人民幣甚至更低的成本，訂單根本不會缺。”趙亞說。

在采訪過程中，記者了解到，作為專攻可回收運載火箭的商業(yè)航天企業(yè)，深藍航天采用了多種創(chuàng)新技術(shù)降低火箭制造成本。比如，該公司擁有國內(nèi)首型利用高溫合金3D打印技術(shù)一體成型的火箭發(fā)動機——雷霆-R液氧煤油發(fā)動機，目前該發(fā)動機已能實現(xiàn)一周一臺的下線速度。

趙亞還向經(jīng)濟觀察報透露，深藍航天預(yù)計到2025年便可實現(xiàn)盈利，現(xiàn)在公司考慮更多的是火箭產(chǎn)能方面的挑戰(zhàn)。“火箭造價非常高，我們可以拿飛機類比。一架飛機也很貴，但飛一次的成本主要是燃油費用。飛機燃油每噸約為1萬元，根據(jù)航程的不同，飛一次的油費大概在幾十萬元到一百萬元之間?；鸺娜剂铣杀酒鋵嵄蕊w機要低，使用的是液氧和煤油，液氧的價格只有幾百塊錢一噸。綜合算下來，液體火箭的燃料成本占總體成本不到千分之三，有時甚至更低。”霍亮稱。

能夠顯著降低發(fā)射成本的可重復(fù)使用運載火箭，像一把能夠解開中國商業(yè)航天藍海市場的鑰匙，想要在此領(lǐng)域成為中國第一、全球第二的“執(zhí)鑰者”，競爭也頗為激烈。

經(jīng)濟觀察報注意到，今年下半年以來，多家航天企業(yè)密集安排了可重復(fù)使用運載火箭的飛行試驗。

深藍航天就在積極準(zhǔn)備國內(nèi)首次可入軌運載火箭——“星云一號”的高空回收試驗。星河動力于今年7月完成其首型可回收運載火箭——“智神星一號”整流罩靜力、模態(tài)、分離系列試驗，并計劃于今年年底首飛，在2027年左右實現(xiàn)液體火箭的垂直回收。北京星際榮耀空間科技股份有限公司于近日在官方公眾號披露，其首款中大型可重復(fù)使用液體運載火箭——雙曲線三號的箭上和地面產(chǎn)品均已完成投產(chǎn)，預(yù)計2025年1月交付，屆時雙曲線三號模擬箭將開展海上測試。

記者采訪的多位職業(yè)投資人均認(rèn)為，在主要火箭企業(yè)均擬于下半年完成十公里級別回收試驗的背景下，今年底至明年初，國內(nèi)將誕生全球第二家掌握可入軌且可回收運載火箭技術(shù)的企業(yè)。

“一步到位”還是“固液并舉”

從目前國內(nèi)商業(yè)航天企業(yè)的研發(fā)路徑看，火箭企業(yè)主要分為兩類。一類企業(yè)如深藍航天，從創(chuàng)立之初便“死磕”可垂直回收火箭技術(shù)。另一類企業(yè)則像星河動力、北京星際榮耀空間科技股份有限公司，兼顧一次性固體火箭與可回收液體火箭兩條技術(shù)路線。

兩條路徑孰優(yōu)孰劣，當(dāng)前市場中仍存在爭議。一位商業(yè)航天領(lǐng)域的職業(yè)投資人稱，在沒有發(fā)射經(jīng)驗的背景下，直接想要實現(xiàn)可垂直回收火箭技術(shù)的一步到位并不現(xiàn)實。

孟憲博認(rèn)為，星河動力之所以選擇“固液并舉”的發(fā)展路線，即“谷神星”系列小型固體火箭和“智神星”系列中大型可回收液體火箭，是基于市場需求做的設(shè)計。在他看來，由于液體火箭未來立足于可回收，因此更適合做成中大型火箭，以應(yīng)對大型星座組網(wǎng)的發(fā)射市場需要。固體火箭由于成本低、“小快零”，更適合做成小型火箭，應(yīng)對小衛(wèi)星和小星座的發(fā)射市場。

“除了星網(wǎng)工程、千帆星座這種大型組網(wǎng)任務(wù)外，我國還存在一個由200多家小型商業(yè)衛(wèi)星公司構(gòu)成的長尾市場。雖然每家公司的發(fā)射數(shù)量都不大，但衛(wèi)星企業(yè)數(shù)量多，市場盤子也不小，小型固體火箭對于這個市場的適應(yīng)性極強，這個路線也得到了市場的正反饋。目前，我們的‘谷神星一號’火箭已成功發(fā)射14次，在商業(yè)上率先實現(xiàn)了閉環(huán)。同時，我們的液體火箭也在同步加緊研發(fā)，固體火箭的成功也為液體火箭在發(fā)射端積累了經(jīng)驗。”孟憲博強調(diào)，圍繞固體火箭，星河動力在通過“技術(shù)迭代+工業(yè)化批產(chǎn)”的方式進一步壓低成本、提升市場占有率的同時，探索電磁彈射等適合固體火箭的新型技術(shù)路線，以期實現(xiàn)和液體火箭相近的單位運輸成本。

但在投資人看來，在終點都是導(dǎo)向大中型可回收液體火箭的背景下，與液體火箭不存在技術(shù)繼承關(guān)系、又無法實現(xiàn)可回收的固體火箭，不值得國內(nèi)民營火箭公司投入太多精力。“固體火箭和液體火箭屬于完全不同的兩種技術(shù)路線。從固體火箭轉(zhuǎn)向液體火箭意味著企業(yè)需要重新研發(fā)。一次性液體火箭和可回收液體火箭之間雖然有部分繼承性，但在動力系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)上依然需要重新設(shè)計。”何藝娟說。

在李劍威看來，2015年被認(rèn)為是中國商業(yè)航天元年，很多成立的公司雖然聲稱要做類似馬斯克的事情，但彼時卻選擇了固體火箭，這在他看來沒有意義。“固體火箭不可回收，且國家隊在這方面已經(jīng)做得很好，沒有民營公司的太多機會。民營公司如果要在運載火箭領(lǐng)域做出成績，必須專注于可回收火箭。”李劍威認(rèn)為，絕大多數(shù)商業(yè)航天企業(yè)還需依靠外部資金維持運轉(zhuǎn)，缺乏自我造血的能力，打造一款有門檻的“拳頭”產(chǎn)品是民營火箭企業(yè)應(yīng)重點考慮的事情。

“火箭產(chǎn)品必須證明其可靠性，我估計可回收液體火箭領(lǐng)域還需要一兩年時間。固體火箭領(lǐng)域也有一些進展，但因為是國家隊早已成熟的技術(shù)，民營公司做類似的事情很難賺錢。”李劍威說。

在何藝娟看來，拋開固體火箭不談，在液體火箭的路徑選擇上同樣可以分為兩類。一種路徑是從一次性液體火箭入手，企業(yè)先成功研發(fā)并發(fā)射，再向大中型一次性液體火箭邁進，大中型一次性火箭批量成功后再研發(fā)可回收技術(shù)。另一種路徑是開始的小火箭就一步到位設(shè)計為可回收，之后企業(yè)再基于小型可回收火箭的經(jīng)驗升級迭代到大中型可回收火箭。“為什么有些企業(yè)選擇從一次性火箭入手？或許是出于融資的考量，發(fā)射成功證明其商業(yè)化能力，再通過‘里程碑’提高估值以達到融到所需資金、又不至于稀釋太多股權(quán)的目的。”何藝娟說。

限制與挑戰(zhàn)

“現(xiàn)在大家不是擔(dān)心發(fā)射的問題，而是沒地方發(fā)射。中美之間在發(fā)射工位上的差距可能還要大于技術(shù)上的差距。”談及目前國內(nèi)民營火箭行業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)時，趙亞說。

發(fā)射工位指火箭發(fā)射時在發(fā)射場上占用的具體位置或發(fā)射臺，包括火箭發(fā)射所需的各種設(shè)施、設(shè)備和發(fā)射支持系統(tǒng)。發(fā)射工位為火箭的發(fā)射提供物理位置，并為發(fā)射過程中的一系列準(zhǔn)備工作提供支持，如火箭的組裝、燃料加注、發(fā)射控制等。

何藝娟稱，發(fā)射工位確實是限制目前國內(nèi)火箭發(fā)射節(jié)奏的主要痛點。2023年，我國航天發(fā)射約為67次，發(fā)射的航天器總數(shù)不超過200個；2024年我國航天規(guī)劃發(fā)射100次，截至目前進度未過半。“國內(nèi)有四大發(fā)射場，一個海上發(fā)射場，還有文昌商業(yè)航天發(fā)射場，發(fā)射工位和窗口稀缺確實是制約因素。除此之外，發(fā)射的審批管理流程同樣是影響因素。”何藝娟說。

在趙亞眼中，中國和美國在航天發(fā)射條件上存在較大差別，美國三面環(huán)海，其發(fā)射軌跡可以直接投影到海上，這樣的地理條件保證了發(fā)射的安全性，幾乎不存在擊中城市的風(fēng)險，美國可以沿著東西海岸建造許多發(fā)射工位。中國因為周邊鄰國眾多，約束條件也相對比較多。

趙亞稱，除了海南文昌，像酒泉、太原、西昌等航天發(fā)射場的選址有歷史原因，是從當(dāng)時的戰(zhàn)略安全需求出發(fā)，位置都比較偏遠(yuǎn)。在這樣的背景下，以往許多民營火箭企業(yè)制造的火箭規(guī)模較小不全是技術(shù)問題，還與這些發(fā)射場的地理位置限制火箭的運輸有關(guān)。

“未來，中國大量商業(yè)航天發(fā)射任務(wù)將逐步轉(zhuǎn)向海上。海上發(fā)射的一個顯著優(yōu)勢是靈活，哪里適合發(fā)射就可以將發(fā)射平臺拖到哪里。雖然發(fā)射成本可能稍高于陸地，但只要提供足夠穩(wěn)定的發(fā)射和回收平臺，海上發(fā)射完全可行。現(xiàn)在我國的東方航天港號自航式發(fā)射船（我國首艘商業(yè)海上火箭發(fā)射船）造價大約3億元，不算特別昂貴。SpaceX就擁有十幾艘回收船。海上發(fā)射、回收將成為未來發(fā)展的重要方向。”趙亞還認(rèn)為，隨著我國商業(yè)航天發(fā)射場建設(shè)的不斷推進，我國在航天發(fā)射工位面臨的這些限制將是階段性的。

孟憲博認(rèn)為，從長遠(yuǎn)市場發(fā)展看，我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)對于火箭的需求數(shù)量巨大，必然會對發(fā)射工位的數(shù)量、申請窗口的頻次提出更高需求，相比前些年，國家政策也呈現(xiàn)出逐年開放的狀態(tài)。

“中國民營火箭的發(fā)展受到政策、設(shè)施、市場、資金鏈、產(chǎn)業(yè)鏈等多方因素影響，發(fā)射工位建設(shè)的進程需要一個客觀過程。”孟憲博說。

另外，當(dāng)前缺乏造血能力的民營火箭企業(yè)，也面臨持續(xù)融資困難的挑戰(zhàn)。

“火箭企業(yè)的資金需求巨大，包括但不限于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、型號研發(fā)和試驗、人員費用等。近幾年，一級市場資金體量及活躍度相對有所下降，如何在變化的大環(huán)境下持續(xù)獲得大額的融資以支撐企業(yè)發(fā)展，是所有火箭企業(yè)需要考慮的問題。”何藝娟說。

在李劍威看來，雖然目前資本市場相對低迷，但相關(guān)的“綠色通道”政策也帶來了機會。

“綠色通道提到的幾個領(lǐng)域中，商業(yè)航天、低空經(jīng)濟、生物制造都在列。如果一家企業(yè)在商業(yè)化上取得了進展，尤其是有了收入并證明產(chǎn)品的可靠性，它或許能夠通過綠色通道上市。”李劍威說，最終還是要看哪家企業(yè)能真正交付產(chǎn)品。

在何藝娟看來，火箭企業(yè)至少需要連續(xù)三次發(fā)射成功才算初步具備商業(yè)化能力，就算拿出能夠入軌并回收的火箭產(chǎn)品，后續(xù)的批量化生產(chǎn)對火箭企業(yè)的總體設(shè)計、供應(yīng)鏈管理能力、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等都是不小的挑戰(zhàn)。

“對于中國的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)，重要的是要有容忍失敗的開放心態(tài)，要尊重市場、尊重創(chuàng)新，不能因為一次失敗就收得特別緊，收得太緊就沒法干了。”李劍威說。