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Space X猎鹰再次发射,中国民营火箭准备好了吗?

曾响铃 2018-05-12 阅读: 714 次

民营火箭的赛局,队员刚刚进场选边,半场哨声响起。

北京时间5月12日凌晨4点14分(美东时间5月11日下午4:14),SpaceX公司的猎鹰9号Block 5型火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心顺利升空,成功将孟加拉国的第一颗卫星Bangabandhu Satellite-1送入太空。本次发射最大的看点在于这是SpaceX公司“猎鹰-9号”火箭最新升级版的首秀。今年2月,随着SpaceX 猎鹰重型火箭发射成功,民营公司的身影逐渐出现在人类征服浩瀚宇宙的队列中。在中国,同样也有一群民营公司在做类似的事情,并且取得了新的突破。

就在今年清明,星际荣耀在海南发射了首枚亚轨道固体验证探空火箭——双曲线一号。蓝箭航天自主研发的“凤凰”液氧甲烷火箭发动机推力室也已于春节后试车成功。立志做中国最便宜的火箭的零壹空间,也在5月8日宣布将要发射第一枚名为“两江之星”的亚轨道火箭。

这一切都比想象的要快。

时间刚刚好,民营火箭正式进入下半场倒计时

不过,对所有在这个赛道踌躇满志的创业者来说,并不都是好消息,赛程过半后,紧接着就是要冲刺了,具体有这几个表现:

1、马斯克的成功,让中国民营航天争抢“中国的Space X”的标签

SpaceX一次次用成功击碎了外界对商业航天的猜测和质疑,它对整个民营航天,不管是商业模式还是产品研制模式都有极强的参考意义。

而目前国内,来自顶层意志的军民融合的需求则愈加迫切,2014年我国的军民融合度在30%上下,未来,我国军民融合将进一步向深度融合推进。2015年我国商业航天随即开启破冰之旅,历经3年发展,现阶段很多央企在商业航天领域都有布局,原来体制内的航天研制单位也都成立了很多新的机构、公司或者是平台。

国内的玩家越来越多,可触及的市场也越来越大,商业航天特别是民营火箭企业都在摩拳擦掌,想做“中国的SpaceX”。星际荣耀虽然成立时间较晚,但抢先发射了一枚探空火箭,其未来志在更大的运载火箭;蓝箭则在推进液氧甲烷大型发动机的各项试验,并建设自有火箭智造基地,预计可达年产200台液氧甲烷发动机,10枚运载火箭的产能;零壹空间虽然将要发射的是亚轨道火箭,但也在规划后续更先进的型号,更是放出了一年发射3枚,年产能达到50枚的豪言。

星际荣耀的亚轨道火箭“双曲线一号”,图片来自网络新闻

蓝箭航天(湖州)智能制造基地厂房,图片来自网络新闻

零壹空间OS-X系列飞行试验平台,图片来自零壹航天官网

民营火箭企业们似乎都感受了半程赛的紧张,想快速走完马斯克走过的路,从这个维度看,参赛者们似乎都还有机会。

2、资本加码、政府助力,推动商业航天加速冲天

我国目前商业航天企业还普遍处于初创阶段,大部分处于A轮和A轮之前,但资本市场进入航天领域的投资机构也越来越多,而在本文开头提到的三家主要民营火箭公司也均在准备新一轮的融资。值得一提的是,蓝箭曾获得浙江省湖州市提供的超过2亿元的军民融合专项综合投资,零壹正在规划的火箭工厂也获得重庆地方政府的扶持。事实上,在军民融合政策的指导下,政府对商业航天的支持早就成为工作的一大重点。

从2015年破冰之后的短短几个月内,国家就批复了《武汉国家航天产业基地实施方案》,武汉由此成为我国第一个国家级商业航天产业基地。随后在2015年发布的《中国制造2025》中,航空航天装备又被列为十大重点发展领域之一。

在航天事业上,国家之间的竞争已不仅存在于国家队之间的抗衡,还蔓延到了整个社会。2017 年,SpaceX 总共完成了 18 次发射,约占全球发射总量的五分之一,比肩中国全年的发射总数。因此,习近平总书记在十九大报告中更明确的提出了建设航天强国的战略目标——到2020年,中国力争实现在轨航天器数量超过200颗,年均发射30次左右,基本达到世界航天强国水平。

在这个政策成熟的大环境下,民营火箭的生长土壤甚是肥沃,而政府对蓝箭、零壹等企业的这种支持力度无疑也给了商业航天创业者们新的路径。

3、市场亟待释放,中型火箭迎来春天

而随着国家政策环境逐渐开放,国内航天产业链和大环境也趋于成熟,火箭全流程的生产、制造包括分系统的大部分的生产,均有对应的厂家。因此,很多的民营运载火箭更多的是相当于一个系统集成的平台。但是一些核心技术,比如发动机依然需要自主研发。

近几年全世界范围内卫星行业发生了很深刻的变革,以往的卫星不仅个头巨大,且大多运行于3.5万公里的地球同步,几吨的体量,造价均在1亿美金之上。但是从2005年以后,立方星技术慢慢出现,全世界出现大量的小卫星。小卫星直接衍生了对于规模小一些的火箭的需求,而卫星的小型化、微型化,不仅使其价格降低,制作周期也在加快。

零壹空间CEO舒畅曾对媒体表示,全球主网计划卫星中国有1000颗,而中国现在的火箭发射数量刚接近40次。我国现阶段的情况是,航天科研人员任务趋于饱和,它们大部分的精力都在建设空间站等重要任务上,并没有去满足所有非军用的需求。

蓝箭航天CEO张昌武也曾在采访中表示,到2020年,全球大概有5千到6千颗待发射的低轨卫星,但现在真正服务于低轨发射的、大规模投入商用的火箭,市场上还没有一款。全球范围内火箭制造与发射无法满足卫星上天的需求,这是典型的卖方市场。蓝箭航天也洞察到了这个机遇,研发的80吨级推力的液氧甲烷发动机和与之配套的运载火箭系统将满足这一市场需求。然而,致力于开发小型火箭的中国选手,需要和已经成功发射火箭的Rocket Lab、Vector和Firefly竞争相对较小的微纳卫星组网市场,其技术和市场难度均十分巨大;而SpaceX、蓝色起源和各国国家火箭均为追求极致性能的大火箭,并不适合创业公司的起步之路。由于历史原因,目前世界仅存的几款运力在3-8吨之间的中型运载火箭大多均为有毒燃料,存在短期内退役的可能。

能够广泛覆盖不同卫星低轨发射需求的中型火箭,俨然出现了供应的空白期。

    梦想成真之前,先回答出这几个问题

不少人称2018年为商业航天爆发年,但是国内发展只有短短数年的商业航天,依然有几大迷思未解。

1、真功夫,还是假把式,先得拿出来溜溜

这首先表现在对行业痛点的理解和技术的成熟上,我们来看看民营火箭们都想做什么。

星际荣耀计划2019年和2021年发射“双曲线一号”(图左,四级固体小型运载火箭)和“双曲线三号”(图右,两级液体运载火箭)两型火箭。

星际荣耀规划的火箭型号,图片来自星际官微

蓝箭航天则致力于液氧甲烷发动机和运载火箭的自主研发,而伴随着其液氧甲烷发动机推力室试车成功,国产液氧甲烷火箭的商业化应用进程也在进一步提速。

蓝箭航天自主研发液氧甲烷发动机,图片来自蓝箭微博

致力于固体火箭的零壹空间也被“拨液反固”了,今年3月其创始人舒畅表示,“在火箭研发的道路上,固体火箭发动机只是下一个征程的开始,更大推力和可控的液体发动机才是航天工业的“皇冠明珠”。目前,零壹空间已经开始规划液体发动机的研发工作......”

总之,民营火箭企业似乎都在往液体发动机上靠。

从运载能力来讲,液体火箭的运载能力更大,可扩展性更强。由于液体流量比较平均,而且可控,所以安全可靠性更高,到特定的轨道以后,液体发动机可以持续在轨道上变轨,而这些,固体都不具备。

可以说,整个航天的根基是液体发动机。而相较于液氧煤油发动机,液氧甲烷发动机不仅冷却性能好、燃气发生器效率高、不易结焦、比冲通常要高于液氧煤油发动机,而且单位质量的甲烷燃料的成本只有煤油的三分之一,不到液氢的三十分之一。SpaceX的Raptor(猛禽)、蓝色起源的BE-4均采用液氧甲烷发动机。

2、商业模式与成本如何找到平衡的支点

对于商业火箭来说,决定其成败在于两点:1、如何找到正确的切入口,完成从“0”到1”突破,如今行业算是达成了共识,都盯着火箭发动机的研制;2、如何将理想转化成现实,也就是如何让火箭发射服务具有可操作性,其中关键点在于如何在成本和性能中获得平衡。尤其是对民营火箭公司而言,他们并没有传统国有航天企业那样的条件,后者以完成国家任务为目标,为追求产品性能的稳定性,可以不计成本的投入,但民营企业资金有限,需要学会控制成本并适时盈利。Space X等之所以能崛起,一定程度也是因为其大幅度降低了火箭发射报价。

目前国内几家跑在前面的选手已经意识到这点,也在根据自己的优劣势做出选择。零壹空间瞄准了飞行试验需求,通过低成本的定位,希望做中国最便宜的火箭,而蓝箭航天则希望凭借前期已积累好的液氧甲烷火箭研发团队和技术,将目光聚焦于中型火箭市场。

当然,火箭发射成功,对民营火箭项目来说,虽然意味着变现路径开始跑通,但服务才刚刚开始。民营资本一直需要平衡成本、速度、质量、变现方式等各种关系。

3、回报周期长,如何跨过PPT讲故事阶段

由于民营火箭的特殊性,它比一般的行业更难以做行业教育。向同行和合作伙伴介绍可能很简单,但是向上级主管部门或者投资方解释起来就不那么容易了。而只有当把行业教育做好,才能消除各方的疑虑,做出政策允许的产品。而做好用户教育还仅仅是第一步,只有产品竖在发射台上飞上去,向第一阶段卫星圆满送到,才算是第一个闭环完成。

星际荣耀2个月造出并发射亚轨道火箭,公布后续规划的火箭系列情况;零壹紧随其后宣布亚轨道火箭发射计划和未来每年3发的宏伟目标,蓝箭用100天完成液氧甲烷发动机设计研发和推力室试车成功,计划未来液氧甲烷发动机量产和液体运载火箭发射……中国民营火箭企业在分秒必争,加速前行。

可是,市场向来以成败论英雄,不以快慢决胜负。对于民营航天这一特殊行业,由于它的业务链条非常长,包括设计、生产、发射等相关流程。因此回报周期也很长,它绝不是一个急功近利的行业,需要长期的耕耘。团队稳定、技术能力、产品生产迭代速度、系统运维和最终发射等因素,环环相扣缺一不可。

总结

笔者通过对市场主流的三家商业航天上半场现状以及发展前景的分析,明显感受到航天领域还处于一个充满想象力的一个阶段。虽然下半场即将到来,但是机会远比想象的多,毕竟商业航天包括运载火箭的最终目的是应用,谁能为民所用,谁能为民所应。

最后,借用美国自然杂志的一句话结尾,“我们所想象的一切,都将变为现实。“

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