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今天,我国民营火箭又失利……挫折不可怕,但中国SpaceX们还缺一样东西

太空事儿君 太空那些事儿 2023-05-06


脚踏实地,仰望星空

前言

失利的发射总会成功,但更重要的是路线选择。


今天,我国民营航天企业北京星际荣耀空间科技股份有限公司再次在酒泉卫星发射中心发射自行研制的双曲线一号火箭。火箭在飞行过程中出现故障,未能将卫星送入预定轨道。这是星际荣耀今年内第二次发射挫折。


新华社通稿


网传的发射场景。图自航空航天港网友 漆室葵忧


航天是高风险事业,胜败乃兵家常事,更不必说全球商业航天翘楚SpaceX通过频繁“炸火箭”来快速迭代产品。曾经失利的发射,终究可以通过工作人员努力变为圆满成功。


产品层面的沉淀必不可少,但与此同时发展路线是对企业、对行业更重要的选择。不论今天发射结果如何,笔者都希望我国民营航天企业不要在小型固体火箭上太多纠缠,应该勇敢向大中型液体运载火箭迈进


说起民营商业航天企业,大家多半会联想起美国的SpaceX,以及近期完成亚轨道载人飞行的蓝色起源和维珍银河。而美国以外,中国称得上是民营商业航天最活跃的市场。从2018年至今,已经有蓝箭航天、零壹空间、星际荣耀、星河动力共4家民营火箭制造企业尝试入轨发射。但值得注意的是,截至目前它们发射的都是小型固体燃料火箭。这类火箭一般载荷几百千克、研制难度相对较低,如果进展顺利甚至立项2年内就可以首飞,是初创企业从0到1证明自己发射能力比较理想的选择。

 

但在这里,笔者还是想说一句,中国民营航天企业至今的积累的成就,其目的应当是为了转身 – 尽快跳出小型固体火箭的“舒适区”,去攻关技术难度更高,但运力和盈利潜力也更大的液体火箭,否则只能在日益严峻的 “内卷”中逐渐出局。

 

这是市场需求、小型固体火箭自身技术局限竞争格局三方面共同决定的。


01

市场 – 井喷的卫星发射需求     


人造卫星(含飞船、空间站、探测器等其它航天器)是运载火箭的服务对象。卫星的发射需求决定了火箭的市场。

 

过去几年间,卫星市场最引人注目的变化莫过于SpaceX开始构建星链巨型低轨星座。它的出现诱发了全球卫星数量井喷式增长。


图自艾瑞咨询


例如,“造星新势力”星链星座自2018年启动以来,已经入轨超过1700颗卫星,而整个项目的计划规模将超过4万颗。截至目前,星座已经在北美开始试运行互联网通信服务,结果表明其容量较大,时延较低,非常有望将成为全新的覆盖全球的通信方式。今年4月,我国新成立了中国卫星网络集团有限公司,在央企中排名26,非常靠前,体现了国家重视程度。外界认为该公司的成立是为了统筹资源建设我国自己的万星级别巨型低轨星座,为国家争取宝贵的轨位的频率资源,参与全球卫星通信话语权和商业竞争。而除了“国家队”以外,许多中国企业和机构也提出了自己的星座计划。


我国部分已经公布的星座建设计划(不含中国卫星网络集团有限公司的巨型星座)。图自凡卓资本


根据国际规则,卫星轨位和频率资源在申请后8年内必须使用,否则作废交由他人使用。这意味着未来若干年内,我国航天的紧迫任务是扩充运力,及时将数量前所未有的卫星送入太空。那么,小型固体运载火箭能承担重任吗?


02

技术局限 – 小火箭无法承载运力厚望     


前文我们提到小型固体运载火箭只能发射几百千克的载荷,而火箭市场另一技术流派 - 大中型液体运载火箭虽然研制难度相对较大,运力却多达前者十倍甚至几十倍,有着绝对的性价比优势。



以星链星座为例,猎鹰9号中型液体火箭在3年时间里已经完成超过1700颗星链卫星发射任务。相同的任务如果交由小型固体火箭执行,即便每次可以运送2颗卫星,也需要850次发射才能完成,而目前中国航天每年最多可以组织40次左右发射。因此,小型固体火箭无法在星座组网中发挥明显作用,只能承担零星补网任务。发射的主力只能是大中型液体火箭。


猎鹰9号火箭


03

未来竞争 – “内卷”加剧的小火箭细分市场     


第2部分我们分析了小型火箭在大规模星座建设这一未来航天典型场景中的局限。当然从市场的角度看,星座建设并不是航天发射服务的全部,小型固体火箭企业仍然可以承担其它类型任务,然而其“钱景”同样不容乐观。


综合艾瑞咨询、中金商业航天报告


上表可见,受运力限制,小型固体火箭无力涉足收入丰厚占市场70%的大型卫星发射市场,只能在余下的30%份额里耕耘。而就在这区区的30%市场里,“内卷”已经发生。

 

一方面,大中型火箭正在通过一箭多星的方式“降维”侵蚀小型火箭的市场。今年1月和6月,美国猎鹰9号火箭先后进行了两次独特的“卫星拼车”发射,分别将143颗和88颗微小卫星送入预定轨道(前一次还创造了新的数量世界纪录)。“卫星拼车”是为预算有限的微小卫星用户量身定制的服务,而SpaceX开出的报价也相当厚道:只要卫星重量达到或超过200公斤,一律5000美元/公斤;不到200公斤的卫星固定收费100万美元。这是小型固体火箭无法跟进的优惠价格。


等待由猎鹰9号拼车发射的小卫星。下方层叠的是一同发射的部分星链卫星

 

另一方面,我国“航天国家队”已经先于民营企业构筑起小型固体火箭服务的护城河。无论是航天科技集团的长征11、捷龙,还是航天科工集团的“快舟”系列,都已经进行过多次发射,证明了商业价值,聚拢了稳定的客户群体,并在供应链管理、响应周期、成本控制方面积累了体系化而非个别方面的丰富经验。民营固体火箭没有先发优势,而产品性能没有重大变化,同质化竞争严重。


在海上发射的长征11号固体火箭。固体火箭燃料属于国家严格管控的火工品,民企必须求助于拥有资质的企业,而恰恰固体燃料的成本又占到固体火箭的七成以上,这大大削弱了民营企业产业链条掌控力,进而影响交付

 

对于商业火箭公司,运力产品化、运力批量化是成功的必要条件。中国的民营航天公司已经解决了有无能力发射火箭的问题,下一个目标应当是从火箭发射服务当中获利,而小型固体火箭低矮的商业天花板决定了它们难以承担可持续发展的重任。

 

综上,无论是巨大的市场需求还是激烈的市场竞争,都要求中国民营航天企业勇敢转身,抓紧研制难度大但回报更大的中大型液体运载火箭。这一过程或许痛苦,但是生存之道。


我国部分已经公布的液体火箭研发计划,蓝箭、星河动力和星际荣耀都有明确布局并已开展实质性研发,其中前两者的产品属于中型火箭。图自微博@rhzh赵若泓


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