一文盤點中國商業(yè)航天：民營火箭的兩類瓶頸和三大趨勢

原標(biāo)題：一文盤點中國商業(yè)航天：民營火箭的兩類瓶頸和三大趨勢

文 |顏璇

來源 | 智能相對論（ID：aixdlun）

北京時間2019年 1月 3日上午10點 26分，嫦娥四號月球探測器在經(jīng)過26天的等待之后，終于著陸在了月球背面南極-艾特肯盆地內(nèi)的馮卡門撞擊坑內(nèi)，實現(xiàn)人類探測器首次在月球背面軟著陸。

2019伊始，中國航天邁出了極為重要的一步。

而在剛剛過去的2018年，中國民營航天的步子也邁得沉穩(wěn)。

這一年，星際榮耀于4月份在海南發(fā)射首枚亞軌道固體驗證探空火箭——雙曲線一號S；緊跟其后，零壹空間也于5月17日發(fā)射名為“兩江之星”的亞軌道探空火箭；9月，藍(lán)箭航天自主研發(fā)的80噸液氧甲烷發(fā)動機短噴管狀態(tài)試車成功；10月，藍(lán)箭航天發(fā)射我國首枚民營運載火箭“朱雀一號”，雖遺憾未能入軌，但在國內(nèi)第一次拿到中國民營運載火箭發(fā)射許可證，并獲得官方正式的服務(wù)支持，開創(chuàng)了中國民營火箭的先河，具有重大里程碑意義。

自2016年國內(nèi)火箭發(fā)動機的政策發(fā)生變化后，中國民營火箭走上了自主研發(fā)的道路，比如藍(lán)箭自研液氧甲烷火箭發(fā)動機及火箭，零壹則轉(zhuǎn)為自研固體火箭發(fā)動機及火箭。經(jīng)過近三年的發(fā)展，中國民營火箭創(chuàng)業(yè)公司的數(shù)量不斷增加，新關(guān)注投資人數(shù)量在增加，數(shù)家知名基金今年紛紛投注，包括經(jīng)緯、華創(chuàng)、高榕、晨興、IDG、順為、源碼、險峰、明勢、復(fù)興、賽富等在內(nèi)的知名基金均有出手。

截至2019年1月，我國已有60余家初創(chuàng)企業(yè)入局，大部分處于A輪和A輪之前，僅藍(lán)箭航天和零壹空間率先完成了B＋輪和B輪融資，均已累計融資至少8億元人民幣。星際榮耀近日宣布，自2017年正式運營起，已經(jīng)累計獲得各類投資逾7億元。

民營火箭的關(guān)鍵動力——發(fā)動機也實現(xiàn)了從固態(tài)向液態(tài)的升級。零壹空間早期以固體運載火箭起步，于2018年初，其自主研制的中國商用火箭液體姿控發(fā)動機試車成功；3月，藍(lán)箭航天10噸級液氧甲烷發(fā)動機推力室試車成功；星際榮耀在5月底成功實現(xiàn)15噸級液氧甲烷火箭發(fā)動機燃?xì)獍l(fā)生器點火試驗；在今年9月，藍(lán)箭自主研發(fā)的“天鵲”80噸液氧甲烷發(fā)動機短噴管推力室試車成功，僅用4年便做到了SpaceX10年時間研制的發(fā)動機性能。眾多里程碑的實現(xiàn)，使得中國民營火箭之“火”來勢洶洶。

中國商業(yè)航天的事業(yè)版圖

根據(jù)SIA數(shù)據(jù)顯示，2016年全球航天產(chǎn)業(yè)的總收入為3391億美元，其中衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的總收入約為2610億美元，占全球航天產(chǎn)業(yè)收入的77%，并且在2007年到2016年的10年間不斷增長，翻了一番。

其中，商業(yè)衛(wèi)星研制與運營、商業(yè)火箭研制與發(fā)射是商業(yè)航天市場化程度相對高、商業(yè)模式較成熟的兩個領(lǐng)域。

1、衛(wèi)星制造與運營

近幾年，全世界范圍內(nèi)衛(wèi)星行業(yè)都發(fā)生了深刻的變革。2005年以來，立方星技術(shù)出現(xiàn)，全世界出現(xiàn)大量的中小衛(wèi)星和維納衛(wèi)星。小衛(wèi)星的出現(xiàn)衍生了航天市場對火箭的需求，而衛(wèi)星的小型化、微型化，使其制造成本持續(xù)降低，制作迭代周期也在加快。

目前，就國內(nèi)衛(wèi)星市場狀況而言，仍然處于技術(shù)驗證、商業(yè)模式和盈利模式的探索以及衛(wèi)星用戶開發(fā)階段，同時，衛(wèi)星的發(fā)射資源也是難題之一。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，市場上仍十分稀缺。面向低軌市場，全球范圍內(nèi)較少的火箭供給與日益攀升的衛(wèi)星發(fā)射需求矛盾凸顯，這是典型的賣方市場。

目前，民營火箭公司都在朝著發(fā)送衛(wèi)星的目標(biāo)而沖刺——藍(lán)箭航天的“朱雀一號”已經(jīng)做了第一步的嘗試，星際榮耀也在研制能夠入軌的雙曲線一號運載火箭，計劃于2019年發(fā)射；較早成立的翎客航天，研制的新線一號（NL-1）火箭計劃于2020年進(jìn)行首飛；零壹空間研制的OS-M型固體運載火箭也將于2019年首次發(fā)射，但截至目前，仍未有研制進(jìn)展更新的消息。

國內(nèi)外部分火箭運載能力對比

2、火箭研制與發(fā)射

目前來看，國內(nèi)火箭制造商仍在設(shè)計和試驗階段，尚未達(dá)到量產(chǎn)要求。民營火箭主要還是產(chǎn)業(yè)鏈、技術(shù)的集群較量。

在研制方面，民營火箭的主要路徑差異體現(xiàn)在火箭發(fā)動機燃料選擇，現(xiàn)階段運載火箭主要為固體發(fā)動機火箭和液體發(fā)動機火箭。固體火箭相較液體火箭的最大優(yōu)勢在于可以長期儲存，快速響應(yīng)，在軍用領(lǐng)域意義重大。然而在商用領(lǐng)域，固體火箭燃料被國家嚴(yán)格管控，且價格較貴，另固體火箭載荷環(huán)境差、無法復(fù)用，在商業(yè)航天領(lǐng)域很難發(fā)揮其優(yōu)勢。

液體發(fā)動機則可以通過可回收火箭重復(fù)利用，提升發(fā)射頻率和降低研制成本，進(jìn)而提升發(fā)射價格的行業(yè)競爭力。在液體燃料中，液氧甲烷因其燃燒低積碳、高比沖、且來源廣泛，成本低廉的優(yōu)勢，成為包括SpaceX、Blue Origin、藍(lán)箭航天、星際榮耀、九州云箭等多家公司優(yōu)先考慮和選擇的方案。在國外，已有猛禽、BE-4等著名大推力液體發(fā)動機先例在國內(nèi)，也有民企完成了80噸液氧甲烷發(fā)動機短程點火試車。

就發(fā)射市場趨勢而言，商業(yè)航天發(fā)射衛(wèi)星所處軌道大多為近地軌道（LEO）與太陽同步軌道 (SSO)，以組網(wǎng)發(fā)射微納衛(wèi)星和中小衛(wèi)星星座為主，對于LEO軌道發(fā)射，0.5-1.5噸與5.5-7.5噸這兩個質(zhì)量區(qū)間涵蓋了最多發(fā)射頻次。因此，以中型火箭為研制標(biāo)準(zhǔn)的和部分可承接訂制批量組網(wǎng)訂單的固體小火箭的民營火箭存在著廣闊的增量市場。

然而，與國家隊相比，民營固體小火箭的優(yōu)勢并不明顯。以中國航天科工集團旗下“快舟”系列為例，，其商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射的國際報價為每公斤2.5至4萬美元，而快舟一號甲（KZ-1A）不足兩萬美元，如果是一箭多星價格還有下降空間。初創(chuàng)火箭公司的LEO運載能力500kg的火箭僅能滿足市場上非常少量的需求，這也使得國內(nèi)眾多固體小火箭公司的發(fā)展路線可能趨于競爭紅海。

目前已經(jīng)進(jìn)入到固體火箭研制過程中的民營企業(yè)，也只能硬著頭皮把固體火箭做出來打出去。鑒于2018年多發(fā)固體探空火箭和一枚運載火箭已經(jīng)完成了政策領(lǐng)域內(nèi)投石問路的歷史使命，未來技術(shù)和市場的真正戰(zhàn)場或?qū)⑦M(jìn)入到了液體火箭和自主研發(fā)發(fā)動機領(lǐng)域。伴隨著捷龍固體運載火箭2019年的首發(fā)，這個固體火箭領(lǐng)域的價格“殺手”也會給2019年發(fā)射的民營固體運載火箭增加一個問號，既生瑜、何生亮，有捷龍，民營固體運載火箭立足點在哪里？

民營火箭企業(yè)們的兩大瓶頸

2018年民營火箭消息不斷，2019開始或?qū)⑦M(jìn)入白熱化競爭階段，在此之前還需要突破下面兩大瓶頸。

1、上游議價能力仍待考驗

民營商業(yè)火箭公司的原材料購買能力是決定火箭研制成本的關(guān)鍵因素之一。從這個方面來看，我國的材料提供商多為二級市場上市公司，如寶鈦股份、鋼研高納等，航天科技集團下的上市企業(yè)也在上游環(huán)節(jié)中有著價格優(yōu)勢的地位，而民營火箭公司對零部件生產(chǎn)供應(yīng)商環(huán)節(jié)的議價能力相對一般。

另外，一旦民營火箭進(jìn)入量產(chǎn)階段，保障零組件配套商按時交付可靠的零組件將成為各家火箭公司的關(guān)注重點。也就是說，外部采購也會帶來相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量控制風(fēng)險。

作為全球商業(yè)航天領(lǐng)域的“標(biāo)桿”，Space X降低成本的方式之一便是自建供應(yīng)鏈。截止目前，已經(jīng)有85%的供應(yīng)鏈完成了自建，及獨立生產(chǎn)測試火箭的各個部組件。曾經(jīng)，火箭的航天電子系統(tǒng)造價通常超過1000萬美元，如今，Space X自行研制的運算系統(tǒng)成本僅略高于1萬美元。

在國內(nèi)，第一梯隊的民營火箭公司中僅有藍(lán)箭航天、零壹空間在自建工廠。據(jù)了解，兩家擬通過自建研制保障設(shè)施來縮短供應(yīng)鏈，進(jìn)而降低采購成本。

2、“民營火箭熱”的泡沫化或成問題

航天熱背后，民營航天公司一涌而起。目前來看，中國民營火箭根據(jù)市場估值可以分成兩個梯隊，第一梯隊包括藍(lán)箭、星際榮耀、零壹等幾家公司，目前新一輪的預(yù)期估值均在20億元人民幣以上，第二梯隊包括星途探索、九州云箭、靈動飛天、深藍(lán)航天、翎客航天等公司，目前估值多在2億元人民幣以下。

從全球范圍來看，火箭的熱度一直在上升。Space X在2018年完成的I輪融資，估值已在280億美元以上。相比于2002年A輪的估值已翻了4300倍，相比于2010年F輪的估值已經(jīng)翻了30倍左右。

但是，在“火箭熱”的大好形勢下，民營火箭泡沫化初現(xiàn)，部分沒有產(chǎn)品、技術(shù)“過時”、和同“國家隊”技術(shù)路線同質(zhì)化、甚至PPT公司也受到關(guān)注，光環(huán)背后存在隱憂。

前幾年的大火的“造車新勢力”，也曾陷入泡沫化的困境，最終被資本拋棄。當(dāng)年，游俠汽車展示了一款名為“游俠X”的概念車，與Model S外觀幾乎一樣，連內(nèi)飾和中控系統(tǒng)KITT OS也與特斯拉類似。沒有自主技術(shù)，沒有人才團隊，這家急于求成的公司成為PPT造車的代表，“50個人”、“482天”、“自主研發(fā)底盤”這些原本飽含著汗水和淚水的情懷詞組變成了用于拉投資的籌碼。

這是產(chǎn)業(yè)在上升時難以避免的問題，然而，做任何一個行業(yè)都要懂得行業(yè)的邏輯，航天行業(yè)做的是技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)品的制造，而不是用噱頭去吸金，從業(yè)者必須回歸本源。中國商業(yè)航天的特殊性也決定了其更需要冷靜、有序的發(fā)展，投資者、媒體和普通民眾也需要更加理性地參與或認(rèn)識這一行業(yè)，從而促進(jìn)行業(yè)持續(xù)、健康、有序的發(fā)展。

民營火箭三大趨勢

火箭研制與發(fā)射等上游產(chǎn)業(yè)最后的進(jìn)入將集中在2019年上半年，未來1—2年的商業(yè)航天企業(yè)將會迎來第一次洗牌，而不同戰(zhàn)略的火箭制造商路徑差異體現(xiàn)在發(fā)動機、液燃料、大小，基礎(chǔ)設(shè)施保障等，這些差異也在一定程度上揭示了民營火箭的發(fā)展趨勢。

1、民營基礎(chǔ)設(shè)施能力開始建立

火箭的制造過程涉及發(fā)動機的密集試驗、熱試車等過程，如果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化量產(chǎn)和火箭總裝還需要龐大的設(shè)施空間。就兩類火箭而言，固體發(fā)動機的制造由于燃料風(fēng)險高，一向都由國家把控生產(chǎn)，發(fā)展相對成熟穩(wěn)定；液體發(fā)動機的研發(fā)為了不影響研發(fā)進(jìn)度，則具備自建試車臺的必要性。

我國液體火箭發(fā)動機試驗技術(shù)取得了很大進(jìn)展，基本能滿足現(xiàn)有國家型號研制要求，但與美、德、俄羅斯等航天技術(shù)發(fā)達(dá)國家相比，在基礎(chǔ)設(shè)施上還有很多的不足，國家隊的設(shè)施仍要以超負(fù)荷的狀態(tài)滿足國家任務(wù)試驗需求。

如今，在政策的支持和市場的要求下，完善包括試車臺在內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成為國內(nèi)外民營航天企業(yè)發(fā)展共識。國內(nèi)藍(lán)箭航天在湖州的智能制造基地一期工程已經(jīng)通過竣工驗收并交付使用。這是國內(nèi)首個民營火箭和發(fā)動機生產(chǎn)制造基地，也是目前亞洲最大的民營火箭制造工廠；零壹空間在重慶兩江的工廠也在籌備過程中。近日，據(jù)36氪報道，同屬于“第一梯隊”的民營火箭公司星際榮耀宣布將新融資用于運載火箭研制、液氧甲烷發(fā)動機研制、總裝總測基地建設(shè)和人才隊伍培養(yǎng)等方面。目前看來，第一梯隊的民營航天企業(yè)均在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面有所投入。

2、“液體火箭”打開新思路

上文提到，相對于傳統(tǒng)固體燃料火箭來說，液體火箭有著顯著優(yōu)勢。而在各種推進(jìn)劑組合中，液氧甲烷成為公認(rèn)的最佳選擇。

在液氧甲烷之前，四氧化二氮／偏二甲肼、液氧煤油和液氫液氧這三類液體火箭推進(jìn)劑的發(fā)動機也曾被工程師們廣泛研究。綜合比較來看，四氧化二氮／偏二甲肼雖可在常溫下存儲，但比沖低、價格高且具有揮發(fā)性和毒性；液氧／液氫理論比沖最高，但是液氫價格極高，且密度極低，導(dǎo)致發(fā)動機需要過大的貯箱儲存液氫，增加結(jié)構(gòu)質(zhì)量降低質(zhì)量數(shù)，同時液氫儲存溫度過低（-253°C）增加發(fā)動機設(shè)計難度；液氧／煤油由于結(jié)焦及積碳嚴(yán)重，限制了發(fā)動機燃?xì)獍l(fā)生器的最高溫度，進(jìn)而限制了效率。

液氧／甲烷比沖高于液氧／煤油，不易積碳；工業(yè)級的液化天然氣均可直接使用，可以直接使用，來源廣泛，價格低廉；液氧／甲烷儲存溫度與空間環(huán)境溫度相近，適合空間環(huán)境長時間保存；儲存液氧和甲烷的貯箱體積相近，符合通用化設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)一步降低成本。

液氧煤油、液氧甲烷推進(jìn)劑對比

以我國民營企業(yè)自研的朱雀二號運載火箭搭載的發(fā)動機為例，所用的液氧甲烷推進(jìn)劑甲烷每千克價格約為5元，低于煤油價格約為每千克15元，液氫每千克約為300元。 目前，國外SpaceX、藍(lán)色起源均在研制液氧甲烷發(fā)動機，國內(nèi)也有數(shù)家民營火箭企業(yè)都將液氧甲烷作為主要發(fā)展方向。

3、可回收火箭開辟疆界

現(xiàn)階段，民營火箭公司比拼的主要是研發(fā)和生產(chǎn)能力；未來，如何持續(xù)的降低成本提高可靠性，比拼的將是在可回收重復(fù)使用等方面的研發(fā)能力。重復(fù)使用是降低火箭發(fā)射成本的重要途徑之一，也是目前各國火箭研制的重點領(lǐng)域之一，而動力系統(tǒng)則是決定回收成功與重復(fù)使用的關(guān)鍵因素。

從技術(shù)層面分析，可回收火箭需要發(fā)動機在飛行過程中依次完成多次點火，不斷抵銷掉飛行速度，再回到地面。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，液體發(fā)動機推進(jìn)劑成本低廉，比沖高，推力可控性強，能夠反復(fù)點火，因此液體發(fā)動機是可回收火箭研究的方向。

采用了液體發(fā)動機的Space X獵鷹9號已經(jīng)實現(xiàn)了一級火箭的回收，開啟了可回收火箭的時代。在國內(nèi)，關(guān)于可重復(fù)使用技術(shù)，目前僅有個別民企火箭公司在液體火箭設(shè)計過程中埋入相關(guān)接口，在未來可以增加組件或進(jìn)行修正來進(jìn)行復(fù)用試驗。

結(jié)論：

總的來說，商業(yè)航天的黃金時代即將到來。民營火箭都應(yīng)該腳踏實地，冷靜地看待外界和資本的關(guān)注，針對可能存在的問題和隱患，積極地尋求解決之道。面對行業(yè)發(fā)展的趨勢，也應(yīng)該尋找到自己新的定位，為自己創(chuàng)造更多的生存空間。

參考文獻(xiàn)：

1. 智能相對論《中國民營火箭準(zhǔn)備好了嗎？》

2.36氪研究《解密，商業(yè)火箭制造商路徑差異》

3. 中國經(jīng)濟周刊《中國“馬斯克們”的商業(yè)邏輯——中國商業(yè)航天市場解析》

*以上圖片來源與網(wǎng)絡(luò)

【完】

智能相對論（微信ID:aixdlun）：深挖人工智能這口井，評出咸淡，講出黑白，道出vb深淺。重點關(guān)注領(lǐng)域：AI+醫(yī)療、機器人、智能駕駛、AI+硬件、物聯(lián)網(wǎng)、AI+金融、AI+安全、AR/VR、開發(fā)者以及背后的芯片、算法、人機交互等。

生成海報

免責(zé)聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準(zhǔn)確性及可靠性，但不保證有關(guān)資料的準(zhǔn)確性及可靠性，讀者在使用前請進(jìn)一步核實，并對任何自主決定的行為負(fù)責(zé)。本網(wǎng)站對有關(guān)資料所引致的錯誤、不確或遺漏，概不負(fù)任何法律責(zé)任。任何單位或個人認(rèn)為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識產(chǎn)權(quán)或存在不實內(nèi)容時，應(yīng)及時向本網(wǎng)站提出書面權(quán)利通知或不實情況說明，并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細(xì)侵權(quán)或不實情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后，將會依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實，溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開相關(guān)鏈接。