Space X獵鷹再次發(fā)射,中國民營火箭準(zhǔn)備好了嗎?智能

計劃未來液氧甲烷發(fā)動機(jī)量產(chǎn)和液體運(yùn)載火箭發(fā)射……中國民營火箭企業(yè)在分秒必爭,圖片來自星際官微 藍(lán)箭航天則致力于液氧甲烷發(fā)動機(jī)和運(yùn)載火箭的自主研發(fā),隨著SpaceX?獵鷹重型火箭發(fā)射成功。
民營火箭的賽局,隊員剛剛進(jìn)場選邊,半場哨聲響起。
北京時間5月12日凌晨4點(diǎn)14分(美東時間5月11日下午4:14),SpaceX公司的獵鷹9號Block 5型火箭從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心順利升空,成功將孟加拉國的第一顆衛(wèi)星Bangabandhu Satellite-1送入太空。本次發(fā)射最大的看點(diǎn)在于這是SpaceX公司“獵鷹-9號”火箭最新升級版的首秀。今年2月,隨著SpaceX 獵鷹重型火箭發(fā)射成功,民營公司的身影逐漸出現(xiàn)在人類征服浩瀚宇宙的隊列中。在中國,同樣也有一群民營公司在做類似的事情,并且取得了新的突破。
就在今年清明,星際榮耀在海南發(fā)射了首枚亞軌道固體驗證探空火箭——雙曲線一號。藍(lán)箭航天自主研發(fā)的“鳳凰”液氧甲烷火箭發(fā)動機(jī)推力室也已于春節(jié)后試車成功。立志做中國最便宜的火箭的零壹空間,也在5月8日宣布將要發(fā)射第一枚名為“兩江之星”的亞軌道火箭。
這一切都比想象的要快。
時間剛剛好,民營火箭正式進(jìn)入下半場倒計時
不過,對所有在這個賽道躊躇滿志的創(chuàng)業(yè)者來說,并不都是好消息,賽程過半后,緊接著就是要沖刺了,具體有這幾個表現(xiàn):
1、馬斯克的成功,讓中國民營航天爭搶“中國的Space X”的標(biāo)簽
SpaceX一次次用成功擊碎了外界對商業(yè)航天的猜測和質(zhì)疑,它對整個民營航天,不管是商業(yè)模式還是產(chǎn)品研制模式都有極強(qiáng)的參考意義。
而目前國內(nèi),來自頂層意志的軍民融合的需求則愈加迫切,2014年我國的軍民融合度在30%上下,未來,我國軍民融合將進(jìn)一步向深度融合推進(jìn)。2015年我國商業(yè)航天隨即開啟破冰之旅,歷經(jīng)3年發(fā)展,現(xiàn)階段很多央企在商業(yè)航天領(lǐng)域都有布局,原來體制內(nèi)的航天研制單位也都成立了很多新的機(jī)構(gòu)、公司或者是平臺。
國內(nèi)的玩家越來越多,可觸及的市場也越來越大,商業(yè)航天特別是民營火箭企業(yè)都在摩拳擦掌,想做“中國的SpaceX”。星際榮耀雖然成立時間較晚,但搶先發(fā)射了一枚探空火箭,其未來志在更大的運(yùn)載火箭;藍(lán)箭則在推進(jìn)液氧甲烷大型發(fā)動機(jī)的各項試驗,并建設(shè)自有火箭智造基地,預(yù)計可達(dá)年產(chǎn)200臺液氧甲烷發(fā)動機(jī),10枚運(yùn)載火箭的產(chǎn)能;零壹空間雖然將要發(fā)射的是亞軌道火箭,但也在規(guī)劃后續(xù)更先進(jìn)的型號,更是放出了一年發(fā)射3枚,年產(chǎn)能達(dá)到50枚的豪言。
星際榮耀的亞軌道火箭“雙曲線一號”,圖片來自網(wǎng)絡(luò)新聞
藍(lán)箭航天(湖州)智能制造基地廠房,圖片來自網(wǎng)絡(luò)新聞
零壹空間OS-X系列飛行試驗平臺,圖片來自零壹航天官網(wǎng)
民營火箭企業(yè)們似乎都感受了半程賽的緊張,想快速走完馬斯克走過的路,從這個維度看,參賽者們似乎都還有機(jī)會。
2、資本加碼、政府助力,推動商業(yè)航天加速沖天
我國目前商業(yè)航天企業(yè)還普遍處于初創(chuàng)階段,大部分處于A輪和A輪之前,但資本市場進(jìn)入航天領(lǐng)域的投資機(jī)構(gòu)也越來越多,而在本文開頭提到的三家主要民營火箭公司也均在準(zhǔn)備新一輪的融資。值得一提的是,藍(lán)箭曾獲得浙江省湖州市提供的超過2億元的軍民融合專項綜合投資,零壹正在規(guī)劃的火箭工廠也獲得重慶地方政府的扶持。事實上,在軍民融合政策的指導(dǎo)下,政府對商業(yè)航天的支持早就成為工作的一大重點(diǎn)。
從2015年破冰之后的短短幾個月內(nèi),國家就批復(fù)了《武漢國家航天產(chǎn)業(yè)基地實施方案》,武漢由此成為我國第一個國家級商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)基地。隨后在2015年發(fā)布的《中國制造2025》中,航空航天裝備又被列為十大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。
在航天事業(yè)上,國家之間的競爭已不僅存在于國家隊之間的抗衡,還蔓延到了整個社會。2017 年,SpaceX 總共完成了 18 次發(fā)射,約占全球發(fā)射總量的五分之一,比肩中國全年的發(fā)射總數(shù)。因此,習(xí)近平總書記在十九大報告中更明確的提出了建設(shè)航天強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)——到2020年,中國力爭實現(xiàn)在軌航天器數(shù)量超過200顆,年均發(fā)射30次左右,基本達(dá)到世界航天強(qiáng)國水平。
在這個政策成熟的大環(huán)境下,民營火箭的生長土壤甚是肥沃,而政府對藍(lán)箭、零壹等企業(yè)的這種支持力度無疑也給了商業(yè)航天創(chuàng)業(yè)者們新的路徑。
3、市場亟待釋放,中型火箭迎來春天
而隨著國家政策環(huán)境逐漸開放,國內(nèi)航天產(chǎn)業(yè)鏈和大環(huán)境也趨于成熟,火箭全流程的生產(chǎn)、制造包括分系統(tǒng)的大部分的生產(chǎn),均有對應(yīng)的廠家。因此,很多的民營運(yùn)載火箭更多的是相當(dāng)于一個系統(tǒng)集成的平臺。但是一些核心技術(shù),比如發(fā)動機(jī)依然需要自主研發(fā)。
近幾年全世界范圍內(nèi)衛(wèi)星行業(yè)發(fā)生了很深刻的變革,以往的衛(wèi)星不僅個頭巨大,且大多運(yùn)行于3.5萬公里的地球同步,幾噸的體量,造價均在1億美金之上。但是從2005年以后,立方星技術(shù)慢慢出現(xiàn),全世界出現(xiàn)大量的小衛(wèi)星。小衛(wèi)星直接衍生了對于規(guī)模小一些的火箭的需求,而衛(wèi)星的小型化、微型化,不僅使其價格降低,制作周期也在加快。
零壹空間CEO舒暢曾對媒體表示,全球主網(wǎng)計劃衛(wèi)星中國有1000顆,而中國現(xiàn)在的火箭發(fā)射數(shù)量剛接近40次。我國現(xiàn)階段的情況是,航天科研人員任務(wù)趨于飽和,它們大部分的精力都在建設(shè)空間站等重要任務(wù)上,并沒有去滿足所有非軍用的需求。
藍(lán)箭航天CEO張昌武也曾在采訪中表示,到2020年,全球大概有5千到6千顆待發(fā)射的低軌衛(wèi)星,但現(xiàn)在真正服務(wù)于低軌發(fā)射的、大規(guī)模投入商用的火箭,市場上還沒有一款。全球范圍內(nèi)火箭制造與發(fā)射無法滿足衛(wèi)星上天的需求,這是典型的賣方市場。藍(lán)箭航天也洞察到了這個機(jī)遇,研發(fā)的80噸級推力的液氧甲烷發(fā)動機(jī)和與之配套的運(yùn)載火箭系統(tǒng)將滿足這一市場需求。然而,致力于開發(fā)小型火箭的中國選手,需要和已經(jīng)成功發(fā)射火箭的Rocket Lab、Vector和Firefly競爭相對較小的微納衛(wèi)星組網(wǎng)市場,其技術(shù)和市場難度均十分巨大;而SpaceX、藍(lán)色起源和各國國家火箭均為追求極致性能的大火箭,并不適合創(chuàng)業(yè)公司的起步之路。由于歷史原因,目前世界僅存的幾款運(yùn)力在3-8噸之間的中型運(yùn)載火箭大多均為有毒燃料,存在短期內(nèi)退役的可能。
能夠廣泛覆蓋不同衛(wèi)星低軌發(fā)射需求的中型火箭,儼然出現(xiàn)了供應(yīng)的空白期。
夢想成真之前,先回答出這幾個問題
不少人稱2018年為商業(yè)航天爆發(fā)年,但是國內(nèi)發(fā)展只有短短數(shù)年的商業(yè)航天,依然有幾大迷思未解。
1、真功夫,還是假把式,先得拿出來溜溜
這首先表現(xiàn)在對行業(yè)痛點(diǎn)的理解和技術(shù)的成熟上,我們來看看民營火箭們都想做什么。
星際榮耀計劃2019年和2021年發(fā)射“雙曲線一號”(圖左,四級固體小型運(yùn)載火箭)和“雙曲線三號”(圖右,兩級液體運(yùn)載火箭)兩型火箭。
星際榮耀規(guī)劃的火箭型號,圖片來自星際官微
藍(lán)箭航天則致力于液氧甲烷發(fā)動機(jī)和運(yùn)載火箭的自主研發(fā),而伴隨著其液氧甲烷發(fā)動機(jī)推力室試車成功,國產(chǎn)液氧甲烷火箭的商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程也在進(jìn)一步提速。
藍(lán)箭航天自主研發(fā)液氧甲烷發(fā)動機(jī),圖片來自藍(lán)箭微博
致力于固體火箭的零壹空間也被“撥液反固”了,今年3月其創(chuàng)始人舒暢表示,“在火箭研發(fā)的道路上,固體火箭發(fā)動機(jī)只是下一個征程的開始,更大推力和可控的液體發(fā)動機(jī)才是航天工業(yè)的“皇冠明珠”。目前,零壹空間已經(jīng)開始規(guī)劃液體發(fā)動機(jī)的研發(fā)工作......”
總之,民營火箭企業(yè)似乎都在往液體發(fā)動機(jī)上靠。
從運(yùn)載能力來講,液體火箭的運(yùn)載能力更大,可擴(kuò)展性更強(qiáng)。由于液體流量比較平均,而且可控,所以安全可靠性更高,到特定的軌道以后,液體發(fā)動機(jī)可以持續(xù)在軌道上變軌,而這些,固體都不具備。
可以說,整個航天的根基是液體發(fā)動機(jī)。而相較于液氧煤油發(fā)動機(jī),液氧甲烷發(fā)動機(jī)不僅冷卻性能好、燃?xì)獍l(fā)生器效率高、不易結(jié)焦、比沖通常要高于液氧煤油發(fā)動機(jī),而且單位質(zhì)量的甲烷燃料的成本只有煤油的三分之一,不到液氫的三十分之一。SpaceX的Raptor(猛禽)、藍(lán)色起源的BE-4均采用液氧甲烷發(fā)動機(jī)。
2、商業(yè)模式與成本如何找到平衡的支點(diǎn)
對于商業(yè)火箭來說,決定其成敗在于兩點(diǎn):1、如何找到正確的切入口,完成從“0”到1”突破,如今行業(yè)算是達(dá)成了共識,都盯著火箭發(fā)動機(jī)的研制;2、如何將理想轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實,也就是如何讓火箭發(fā)射服務(wù)具有可操作性,其中關(guān)鍵點(diǎn)在于如何在成本和性能中獲得平衡。尤其是對民營火箭公司而言,他們并沒有傳統(tǒng)國有航天企業(yè)那樣的條件,后者以完成國家任務(wù)為目標(biāo),為追求產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性,可以不計成本的投入,但民營企業(yè)資金有限,需要學(xué)會控制成本并適時盈利。Space X等之所以能崛起,一定程度也是因為其大幅度降低了火箭發(fā)射報價。
目前國內(nèi)幾家跑在前面的選手已經(jīng)意識到這點(diǎn),也在根據(jù)自己的優(yōu)劣勢做出選擇。零壹空間瞄準(zhǔn)了飛行試驗需求,通過低成本的定位,希望做中國最便宜的火箭,而藍(lán)箭航天則希望憑借前期已積累好的液氧甲烷火箭研發(fā)團(tuán)隊和技術(shù),將目光聚焦于中型火箭市場。
當(dāng)然,火箭發(fā)射成功,對民營火箭項目來說,雖然意味著變現(xiàn)路徑開始跑通,但服務(wù)才剛剛開始。民營資本一直需要平衡成本、速度、質(zhì)量、變現(xiàn)方式等各種關(guān)系。
3、回報周期長,如何跨過PPT講故事階段
由于民營火箭的特殊性,它比一般的行業(yè)更難以做行業(yè)教育。向同行和合作伙伴介紹可能很簡單,但是向上級主管部門或者投資方解釋起來就不那么容易了。而只有當(dāng)把行業(yè)教育做好,才能消除各方的疑慮,做出政策允許的產(chǎn)品。而做好用戶教育還僅僅是第一步,只有產(chǎn)品豎在發(fā)射臺上飛上去,向第一階段衛(wèi)星圓滿送到,才算是第一個閉環(huán)完成。
星際榮耀2個月造出并發(fā)射亞軌道火箭,公布后續(xù)規(guī)劃的火箭系列情況;零壹緊隨其后宣布亞軌道火箭發(fā)射計劃和未來每年3發(fā)的宏偉目標(biāo),藍(lán)箭用100天完成液氧甲烷發(fā)動機(jī)設(shè)計研發(fā)和推力室試車成功,計劃未來液氧甲烷發(fā)動機(jī)量產(chǎn)和液體運(yùn)載火箭發(fā)射……中國民營火箭企業(yè)在分秒必爭,加速前行。
可是,市場向來以成敗論英雄,不以快慢決勝負(fù)。對于民營航天這一特殊行業(yè),由于它的業(yè)務(wù)鏈條非常長,包括設(shè)計、生產(chǎn)、發(fā)射等相關(guān)流程。因此回報周期也很長,它絕不是一個急功近利的行業(yè),需要長期的耕耘。團(tuán)隊穩(wěn)定、技術(shù)能力、產(chǎn)品生產(chǎn)迭代速度、系統(tǒng)運(yùn)維和最終發(fā)射等因素,環(huán)環(huán)相扣缺一不可。
總結(jié)
筆者通過對市場主流的三家商業(yè)航天上半場現(xiàn)狀以及發(fā)展前景的分析,明顯感受到航天領(lǐng)域還處于一個充滿想象力的一個階段。雖然下半場即將到來,但是機(jī)會遠(yuǎn)比想象的多,畢竟商業(yè)航天包括運(yùn)載火箭的最終目的是應(yīng)用,誰能為民所用,誰能為民所應(yīng)。
最后,借用美國自然雜志的一句話結(jié)尾,“我們所想象的一切,都將變?yōu)楝F(xiàn)實?!?/p>
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