天龙二号上天,加速的商业航天
北京时间4月2日下午16时48分,由北京天兵科技有限公司研发的天龙二号(遥一)运载火箭(TL-2)在我国酒泉卫星发射中心点火升空,顺利将1颗微小卫星送入预定轨道,发射任务圆满成功。这是天兵科技公司首次进行轨道级发射,也是中国民营企业首枚成功发射的液氧煤油运载火箭。
天龙二号是液氧煤油三级运载火箭,高约 35 米,直径 3.35 米,起飞质量 150 吨,起飞推力 190 吨。火箭一级动力采用3台中国航天科技集团六院的液发102(YF-102)发动机,火箭二级安装1台天兵科技的天火-11(TH-11)发动机;火箭三级安装天火-31(TH-31)姿轨控系统。
天龙二号首飞任务为搭载“金塔号”(编者按:实际未能搭载)、“爱太空科学号”两颗微小卫星,送入500公里高度太阳同步轨道。两颗微小卫星的主要功能是验证航天器相关关键技术,同时配合科普教育,展示航天魅力,预计运行寿命为一年。
上图:金塔号微小卫星
快字当先,加速迭代的“天龙”
民商航天的显著特点之一就是快速,相对于传统航天领域的项目平均周期,民商航天公司往往在决策、执行上更为迅速。
2019年成立的天兵科技,目前总人数超过400人,估值约130亿元人民币。公司曾在2020年下半年公布了天龙一号运载火箭的计划,CEO康永来曾在公开采访时表示:“HCP(新一代火箭推进剂)是天兵科技选择的路径,将能为卫星用户提供快速、低廉、可靠、批量化发射服务。”天龙一号液体运载火箭将于2021年具备首飞条件,首飞火箭设计运载能力在三吨以上。” 公司于当年公布了并在当年公布了天火一号、二号、三号发动机的进展。(https://mp.weixin.qq.com/s/_EjrrVzRjSD-Wsuk7fIEqw)
上图/天兵科技天火11发动机试车
当时间来到2021年,天兵科技没有再公布关于HCP推进剂和天龙一号的进展,但陆续发布了“天火11”30吨级液氧煤油补燃发动机全系统试车等新闻,成为国内第一家掌握高压补燃液氧煤油发动机技术的民商航天企业。这一变化当时也被外界解读为产品路线发生了变更,与天火11发动机一同出现的,还有天龙二号系列火箭规划。
上图/天兵科技的天龙系列产品
2022年,天龙二号火箭陆续完成了贮箱交付、一二级系统级试车、整流罩分离试验等工作。并与2023年1月完成箭地全系统合练。不论通过体制单位采购了哪些产品及技术支持,天兵科技用2年半的时间交付一枚天龙二号运载火箭,快速、高效进展值得钦佩。
根据天兵科技官网显示,天龙二号近地轨道(LEO)运力能力2吨。与同级别液体运载火箭相比,“天龙二号”的运载能力并不突出。不过,“天龙二号”首飞箭一级采用的是来自中国航天科技集团六院的液发-102发动机,未来如果一级换装比冲更高的“天火”发动机,运力或还有显著提升空间。另外对照天兵官方公布的天龙二号设计图来看,本次发射的天龙二号尾翼有明显区别,尚不具备重复使用条件。
本次发射虽然采用场坪简易导流锥+移动发射车的方式,但据了解天兵科技也在寻求建设液氧煤油发射工位,以满足后续天龙三号等系列火箭的发射需求。目前天兵科技公司尚未对外披露天龙二号第二发火箭的信息,如果天龙二号(遥一)火箭一级发动机YF102的采购数量不止3台,那么按此前测试、总装、进场的效率,应该在不久的将来会看到天龙二号(遥二)火箭再次升空。
全国开花的商业航天
近年来,不断有民商航天火箭发射、卫星上天的新闻见诸报端,在这背后,是中国商业航天产业蓬勃发展、全面开花的大趋势。
根据笔者不完全统计,我国至少有超过10个省市有商业航天产业的相关规划,并出台了十四五规划纲要。到市、县一级的商业航天产业园区更是达数十个。与之相关的各类产业报告、招商活动、投资事件更是不胜枚举。南方某省一位负责招商的人士表示:现阶段就是抢优质企业、拼落地政策、评达产情况、看集群效应。
上图/国内部分省市重点招商推广的商业航天产业园区
一般来说产业落地的背后是强力的招商政策和产业协作,“全国开花”的商业航天也从侧面说明行业赛道的炙手可热。至于最终落地达产的成果、产业链的磨合和商业化效果,则需要更多时间验证。
不断加强的能力建设
“轻资产”、“共享设施”……互联网创业大潮的专有名词,曾经一度是商业航天创业圈的常见用语。2020年时,某商业航天企业曾公开表示“公司走的是轻资产模式,先期并没有把大量的资金投入到自建厂房、发射台等重资产领域,而是更多地投入到研发和设计领域,采取租赁和改造原有闲置厂房和相关配套设施的方式完成了试验和生产环节。”
相反,一些商业航天企业则在早期着力打造自主可控的智能制造基地、发动机试车台、发射工位等。一时间,商业航天“轻重之争”成为当时的热议话题。实际上,国外商业航天企业在核心能力设施上大多早早布局,不论是试车台、工厂亦或发射工位,SpaceX、Rocket Lab均有自主设施。
当我们把时间线拉长可看到,近年来,中国各个商业航天企业不约而同的在加大设施投入和能力建设,这其中不仅包括自主研发、试验和生产制造能力,甚至包括发射运营能力。研发中心、试验设施、试车台、火箭工厂、发射工位……航天产业链的关键设施陆续出现在各商业航天公司的官方简介中。
各公司不断加大基础设施建设投入,究其原因主要有几点:首先,具备核心关键设施能力,解决“卡脖子”问题成为商业航天共识。其次,从国内外商业航天的经验看,率先具备设施能力的企业往往可以获得先发优势,保障研发测试,更有利于产品进度、企业发展和资本关注。第三,各地商业航天招商政策的升级、配套支持的赋能,以及产业链上下游发展的需要,也助力催生了航天产业基础设施的落地。
资本关注延伸至产业上下游
2014-2021 航天领域相关企业创立数量爆发式增长,企查查大数据研究院数据显示,截至 2021 年我国共有航天相关企业 9.5 万家;同时,商业航天领域投融资活跃,泰伯智库研究显示 2014-2022 年商业航天领域融资总额达 457 亿元。
2022年以来,随着俄乌战场 Starlink 、美国“星盾”服务的应用,卫星互联网的广泛功能和优势,得到了多个国家的认可。全球低轨卫星互联网建设也随之掀起基建热潮,截至今年3月SpaceX 公司星链已累计发射卫星超过4000 颗,用户数量已经突破百万,包括OneWeb、亚马逊等科技巨头纷纷涌入卫星互联网赛道。中国、加拿大等国家相继推出超大规模星座项目,低轨卫星已成新一轮科技革命的竞技场。
左图:部分星组网计划覆盖范围(数据截至 2022 年底)右图:Starlink 已覆盖及计划覆盖范围示意图(数据截至 2023.03)
图源:国电高科、通信世界网、《全球星系统(Globalstar)技术介绍》、中国日报、太空与网络、《Globalstar 卫星通信系统星座模拟和全球覆盖率的研究》,国盛证券研究所
根据国盛证券投研报告预测,在万亿产业新赛道的背景下,商业航天上中下游企业滚动式发展,产业链各环节空间渐进式打开。卫星互联网产业链将随着基建推进,从卫星制造、火箭发射逐步延伸到地面设备和卫星服务四大产业环节。
随之而来的,是更多资本对于商业航天产业上下游企业的关注和支持。有源相控阵、星间激光链路、卫星电推进系统、3D 打印等新技术有望在新一代通信卫星快速渗透;考虑到目前中国卫星互联网产业尚在建设初期,卫星制造、发射服务、地面设施环节有望首先迎来业务爆发期。
振翅待飞的民商火箭们
人族一号首飞失利后,相对论航天公司CEO蒂姆·埃利斯(Tim Ellis)表示公司创造了很多历史性的第一。不但以通过Max-Q(最大压力)证明3D打印火箭是可行的,还实现了西方第一枚液氧甲烷箭的发射,顺利完成第一阶段飞行(比人族一号完成度更高、发射更早的是中国蓝箭航天LANDSPACE的朱雀二号)。
上图/相对论航天公司CEO发声(部分)
对比国外商业航天的越挫越勇、不惧失败,尚在起步阶段的中国商业航天更需要理解、包容的舆论环境;鼓励、扶持的监管政策;助力、支持资本投入。天龙二号的发射成功,也是快速成长的中国民商航天的一个缩影。在已知的计划中,2023年还有朱雀二号液氧甲烷火箭复飞,引力一号固体火箭首飞,双曲线一号固体火箭复飞以及力箭一号、谷神星一号等多型民商火箭的发射计划。
在全国商业航天蓬勃发展的大势趋下,随着各民商公司能力建设不断加强,商业航天产业布局、资本关注参与、以及行业市场空间拓展均呈现提速趋势。我们有理由相信,具有中国特色的商业航天将呈现不一样的精彩。
这一天或许不会太久。
参考及引用:
【北京市规划自然资源委】http://ghzrzyw.beijing.gov.cn/zhengwuxinxi/gzdt/dx/202301/t20230130_2908783.html
【合肥政府网】https://www.hefei.gov.cn/ssxw/csbb/107992444.html
【无锡观察】【中国江苏网】【澎湃广东】等综合报道
泰伯中国商业航天产业研究报告(2023)
【国盛证券】卫星互联网:横跨军民领域的万亿新赛道,迎爆发式基建新纪元
天兵科技官网、公众号以及网络公开资料