文|王藝霏 36 氪浙江
中國民營商業(yè)航天最硬核、也最難突破的部分,在于火箭和衛(wèi)星的制造。不過2023 年對于很多民營火箭企業(yè)來說,都是“收獲的季節(jié)”:1 月,星河動力谷神星一號火箭第五次成功入軌,將5 顆衛(wèi)星送入預定軌道;4 月,天兵科技天龍二號、星際榮耀雙曲線一號火箭接連發(fā)射成功;7 月,藍箭航天朱雀二號火箭發(fā)射成功,撥開了籠罩在民營商業(yè)火箭企業(yè)頭上的迷霧和陰霾。
衛(wèi)星這一側(cè),以中國衛(wèi)星網(wǎng)絡集團為首的星座建設(shè)正在緊密進行,民營衛(wèi)星制造和運營企業(yè)嚴陣以待、翹首以盼。這當中不乏具備核心技術(shù)的衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)企業(yè),也已投入產(chǎn)業(yè)應用。
不可否認,在中國民營商業(yè)航天發(fā)展進程中,體制內(nèi)“國家隊”扮演著“引導者”角色,為技術(shù)和商業(yè)化“打樣”。然而事實證明,屬于民營商業(yè)航天的時代已經(jīng)漸近,前頭沖刺的民營企業(yè)已經(jīng)開始由“偶爾冒尖”轉(zhuǎn)向“穩(wěn)定頭部”。
民營商業(yè)航天界達成了一個共識:市場需要怎樣的運力和服務,那么民營商業(yè)航天企業(yè)就需要打造怎樣的火箭和衛(wèi)星。不僅如此,民營商業(yè)航天還需要厘清商業(yè)模式。
航天命題固然宏大,引人前赴后繼;但直面資本訴求,仍需保持冷靜。對運載火箭來說,液體可回收技術(shù)何時應用?發(fā)射何時能夠觸及成本邊界?對衛(wèi)星來說,面對大規(guī)模需求,定型復制是否足夠?市場需求該如何挖掘?這些問題盡管沒有固定答案,卻值得持續(xù)探討。
當下,夠用、夠穩(wěn)定、夠便宜的軌道級運力仍是奢求。
火箭仍“一箭難求”,衛(wèi)星共享一枚火箭“組團拼車”的情況頻繁出現(xiàn),“一箭多星”的記錄逐年刷新。
美國太空探索技術(shù)公司(SpaceX)在2021 年1月完成“一箭143 星”發(fā)射,創(chuàng)下世界火箭單次發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量紀錄。“運輸者”(Transporter)系列任務,更是開啟了商業(yè)發(fā)射的全新維度。據(jù)SpaceX 官網(wǎng)數(shù)據(jù),到2023 年6 月,運輸者8 號(Transporter-8)已完成第8 次商業(yè)拼車發(fā)射任務,累計發(fā)射了672顆衛(wèi)星。據(jù)《航空知識》報道,“運輸者”服務對不超過50kg 的衛(wèi)星收費低至275000 美元/顆,超過部分按照5500 美元/kg 收費,對載荷質(zhì)量明顯小于200kg 的微小衛(wèi)星來說,顯然十分劃算。
國內(nèi),火箭“拼單”進程也逐漸加快。2023年長征二號乙、長征二號丁運載火箭發(fā)起拼車,“一箭41 星”突破國內(nèi)火箭單次發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量紀錄。受制于技術(shù)成熟度,民營商業(yè)火箭企業(yè)的拼車發(fā)射模式還未開始。
未來,要承接愈來愈多的衛(wèi)星發(fā)射需求并一一滿足,由此產(chǎn)生了不同特點、不同型號的火箭路線。
從技術(shù)路線來看,火箭可以分為固體火箭和液體火箭,后者的研究方向瞄準可回收、重復利用來降低成本,難度系數(shù)也直線上升。
業(yè)內(nèi)普遍認為,商業(yè)運載火箭有三大階段:發(fā)射入軌、重復使用、批產(chǎn)能力。從我國民營商業(yè)火箭公司的發(fā)力點來看,藍箭航天、星際榮耀、天兵科技、星河動力、深藍航天等多數(shù)頭部火箭企業(yè)處于第一階段,正在向第二階段發(fā)力?!翱梢哉J為,中國商業(yè)火箭已經(jīng)進入到2.0 時代?!敝烊付柊l(fā)射成功后,藍箭航天CEO 張昌武表示。
一方面,過去近十年,中國民營商業(yè)火箭企業(yè)渴望通過垂直液體可回收技術(shù)“換道超車”,確立核心優(yōu)勢。時間證明,資本市場達成共識的“試驗階段”已然收獲碩果,液氧煤油、液氧甲烷兩條細分的液體火箭發(fā)動機技術(shù)路線均實現(xiàn)了質(zhì)的突破。下一步,更大的、垂直可回收的液體火箭將成為民營火箭企業(yè)發(fā)力的重點。2023 年5 月,星河動力研制的中大型液體運載火箭智神星一號總裝下線,將于2024 年首飛?!皬陀冒妗币后w火箭若能成功回收,將進一步縮小我國民營火箭企業(yè)與SpaceX 的實力差距。但在世界級難題垂直回收技術(shù)面前,攻關(guān)道阻且長。
另一方面,面對日漸增加的商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射需求,重復使用液體火箭“遠水難解近渴”、“星多箭少”困局亟待運力解決,因此,聚焦大型固體商業(yè)運載火箭的多個型號也正在籌備研制中,并且存在一定商業(yè)化空間。如已經(jīng)成功實現(xiàn)“一箭26 星”且運載能力為1.5t 的中科宇航力箭一號遙二運載火箭,以及目標推力600t、運載能力6.5t 的東方空間引力一號等,激烈競爭著“全球最大的固體運載火箭”這一桂冠。對大運力的執(zhí)著,中國商業(yè)火箭企業(yè)也有。
歸根到底,更強的液體可回收技術(shù)、更大的運載能力,都意味著更低的成本。進一步降本增效,又意味著更多的商業(yè)化機會。隨著國內(nèi)民營商業(yè)航天競爭愈發(fā)細分,火箭企業(yè)的商業(yè)定位愈發(fā)精準,火箭企業(yè)不僅需要靠融資能力以支撐發(fā)展,也需要建立穩(wěn)定發(fā)射能力,搶先收獲訂單,進一步鞏固商業(yè)化優(yōu)勢,以證明資金回報效率和未來長線發(fā)展實力。
如星河動力、東方空間就采取固液并舉路線,后者表示將會在接下來三年研制階段探索液體火箭,在未來實施大規(guī)??苫厥盏闹貜屠没鸺?。對部分民營商業(yè)火箭企業(yè)來說,先固后液、固液并存的路線仍是一個經(jīng)濟性與創(chuàng)新性并存的路線,并將在未來一定周期內(nèi)持續(xù)。
衛(wèi)星制造是整個衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈的樞紐和基石。組建星座提供服務等業(yè)務快速發(fā)展,需要高效的、可靠性強的衛(wèi)星制造能力作為支撐。
目前,全球低軌衛(wèi)星的資源“坑位”緊張,各國都在加緊布局低軌衛(wèi)星星座。我國也不例外,已知的就有中國星網(wǎng)、G60 星鏈、千帆星座、超低軌通遙一體星座等大量衛(wèi)星發(fā)射計劃。
基于此,衛(wèi)星的機械結(jié)構(gòu)、推進系統(tǒng)、熱控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、遙測跟蹤和指令系統(tǒng)、姿軌控系統(tǒng)、載荷系統(tǒng)、天線系統(tǒng)環(huán)節(jié)相關(guān)的各類企業(yè)也都迎來新的提振和增加“蛋糕”厚度的巨大機遇。
這其中,擁有核心技術(shù)的企業(yè)已經(jīng)開始投身產(chǎn)業(yè)化,刷新交付訂單。以大規(guī)模衛(wèi)星組網(wǎng)必備的衛(wèi)星推進系統(tǒng)為例,衛(wèi)星電推進制造商遨天科技是國內(nèi)首個有入軌電推進產(chǎn)品的民營商業(yè)航天公司,在軌成功率、市場占有率領(lǐng)先。據(jù)遨天科技副總裁陳賽男介紹,截至2023 年7 月,遨天科技所有入軌產(chǎn)品已達27 臺,客戶來自體制內(nèi)外。“我們產(chǎn)線具備每年為1500 顆商業(yè)衛(wèi)星進行動力配套的能力。”
遨天科技電推進產(chǎn)品
此外,頭部綜合衛(wèi)星制造商銀河航天已經(jīng)在7月底發(fā)射新一代可堆疊平板衛(wèi)星——銀河航天靈犀03 星,這是我國首款使用柔性太陽翼的平板堆疊式衛(wèi)星,用于新一代寬帶通信衛(wèi)星技術(shù)在軌驗證。衛(wèi)星制造企業(yè)正厚積薄發(fā)。
當下,衛(wèi)星制造技術(shù)發(fā)展迅速,衛(wèi)星設(shè)計模塊化、總線技術(shù)制造標準化、組件更趨小型和先進化。一批星座工廠不斷涌現(xiàn),生產(chǎn)速度和效率不斷提升。從“十年磨一星”的傳統(tǒng)衛(wèi)星制造到技術(shù)創(chuàng)新,批量衛(wèi)星研制不僅需要定型復制,也需要借鑒工業(yè)制造其他賽道的優(yōu)勢。
目前,不乏大型第三方企業(yè)主動回溯上游,躬身入局商業(yè)航天。比如吉利旗下的時空道宇衛(wèi)星超級工廠,結(jié)合了汽車產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化、自動化生產(chǎn)模式,依托衛(wèi)星平臺的模塊化特點,打造了批量化、柔性化、智能化的脈沖生產(chǎn)線,能夠滿足微小衛(wèi)星研制周期短、技術(shù)更新快、功能密度高等行業(yè)發(fā)展需求。通過建設(shè)“吉利未來出行星座”,吉利將構(gòu)建“天地一體化”高精時空信息系統(tǒng)。
銀河航天靈犀03 星示意圖
時空道宇衛(wèi)星工廠快速生產(chǎn)示意圖
同時,為了進一步打開衛(wèi)星市場,衛(wèi)星制造作為商業(yè)航天上游,同樣需要下游應用服務釋放需求。復旦大學光電研究院教授、微小衛(wèi)星專家陳宏宇博士表示:“現(xiàn)在航天是挺‘卷’的領(lǐng)域。對一個產(chǎn)品來說,它要有更大的市場,做得更好、更有用,還得必須讓更多的人能夠用起來才行?!?/p>
某衛(wèi)星通信制造領(lǐng)域?qū)<乙苍硎荆骸艾F(xiàn)在衛(wèi)星制造行業(yè)面臨應用面打不開的現(xiàn)狀?!币源祟愅?,整個產(chǎn)業(yè)鏈從中游到上游,都存在獲客難、獲利少的狀態(tài)。這種情況,亦存在于大型星座建設(shè)招投標進程中。
對商業(yè)衛(wèi)星制造企業(yè)來說,“虧本降成本”不僅會導致商業(yè)模式的變形,也會限制科研創(chuàng)新和投入,導致負循環(huán)。為了解決困境,開發(fā)市場應用需求勢在必行。
無疑,我國民營商業(yè)航天正在經(jīng)歷高速發(fā)展的十年。無論是火箭還是衛(wèi)星企業(yè),還未出現(xiàn)“絕對頭部”企業(yè),這也就代表著,我國商業(yè)航天仍處于開放早期。為同行者“鼓掌叫好”的時代,蘊含著無限機遇。
在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星應用需求大爆發(fā)前夜,誰掌握核心技術(shù),誰就能獲得絕對市場份額,用實現(xiàn)盈利證明民營商業(yè)航天的可行性。這不僅是每一個商業(yè)航天企業(yè)為之奮斗的目標,也是這場“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)之戰(zhàn)”中,中國隊的強力之音!