SpaceX星舰炸了,但商业航天或将迎来新一页

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SpaceX星舰炸了,但商业航天或将迎来新一页

4月20日北京时间21时33分,SpaceX的重型运载火箭“星舰”(Starship)终于载着超过4500公吨推进剂从得克萨斯州博卡奇卡海滩的星舰基地发射,开始了它的首次轨道级发射。

星舰在全球观众的注目下升空,起飞3分钟后星舰解体爆炸,最大上升高度为39公里。

SpaceX星舰炸了,但商业航天或将迎来新一页随后,SpaceX公司CEO马斯克在推特对此次爆炸作出回应:“在一次令人兴奋的‘星舰’测试发射后,祝贺SpaceX团队!”似乎没有太过失望。

航天器进入预定轨道失败,但这次试飞却对SpaceX具有更深远的意义。如马斯克本人所说,通过此次任务为几个月后的下一次测试发射吸取了教训。 

如论如何,“星舰”的每一次测试之所以能吸引全球的注目,是因为SpaceX随时都可能引发全球商业航天格局的巨变。

“成功的失败”

SpaceX打造了航天全产业链模式,其业务图谱大致能分为四块:1. 商业火箭制造与复用;2. 卫星通信;3. 天地往返旅行;4. 深空探测。 

其中,商业火箭制造和卫星通信是大家最熟悉且占比SpaceX营收最多的两个的业务。在火箭制造业则形成了以“猎鹰系列”(动力垂直回收火箭)、“⻰⻜船”(运载飞船)、“星舰”为核心的布局。

“星舰”是一种完全可重复使用的运输系统,主要由第一级Super Heavy助推器(例如B7)与第二级Starship星际飞船(例如SN24)两级组成,是人类历史上最大、最强的运载火箭。

“超重-星舰”系统为完全可重复使用运载器,其火箭级与飞船级均可回收。其中,“超重”火箭级采用垂直起降技术进行回收。而“星舰”飞船级设计采用升力式与垂直起降相结合的复用方式。

在2022年“星舰”发布会上,公开了最新“二代猛禽发动机”,据说够实现1天3次的高频率发射。当时,马斯克还在发布会上介绍,星舰每次飞行只需几百万美元,甚至最低只需100万美元,就可以将100到150吨有效载荷送上轨道。

如果将星舰的入轨载荷成本按100美元/千克计算,对比航天飞机实际载荷成本22500美元/千克(2011年),SpaceX将成本降低了99.5%。

马斯克志在星辰大海,这也意味着研发之旅注定崎岖坎坷,实际上这也不是“星舰”第一次爆炸。

从2019年开始,SpaceX就制造了多个星舰原型机,用于进行短距离的高空试飞,目的是测试星舰的发射、飞行、操控和着陆能力,以及验证其设计和工艺。

在2020年12月,星舰SN8首次高空试飞,升空12.5公里高度却在落地瞬间爆炸。其后的SN9、SN10、SN11也成为了“烟花”。随后,SpaceX取消了SN12,SN13和SN14的试飞。

一直到2021年5月,SN15原型机完成了10公里高海拔测试,并完好无损地稳稳降落,星舰原型机取得阶段性胜利。在本次的试飞之前,SN15是也星舰的最后一次亚轨道飞行测试。

每一次发射失败等待下一次发射的过程,都充分地诠释了马斯克“成功的失败”(successful failure)的逻辑。

在火箭开发过程中,SpaceX坚持认为,此类事故是收集数据最快、最有效的方式,和互联网快速迭代升级的发展理念一致,而美国航空航天局(NASA)则倾向于反复论证和缓慢、稳妥的测试,而非产品剧烈爆炸。

SpaceX过去机遇这一开发理念获得了斐然的成绩,常有人说,SpaceX打破了以政府机构为主导的航天业格局,希望国内也有自己的SpaceX出现,但SpaceX的路线却并不一定完全适用于中国商业航天企业。

商业航天任重道远

2016年,国家将航天事业军民融合上升为国家战略,鼓励支持和引导民间资本参与商业航天发展。自此,中国航天从一个封闭在体制内的庞然大物,转换到了更开放的、千帆竞发的势态。

目前国内航天领域被分为了民用、军用和商业航天三足鼎立的局面,产业生态以体制内国家队为主,以民营商业航天为辅。

这是因为从许多层面来说,国内商业航天企业对比体制内并没有优势,体制内稳定性更好、规模更大、经费更充足、人才储备更多,并且中国航天从60年代就已经开始发展,到现在有超过60年的历程,而商业航天发展还不到10年。 

而未来,国内也将继续保持以国家队为主的发展策略,民营企业与国家队相互之间形成一种产业链协同,才能够在中国航天大生态里良性、有序的发展。 

航天研发具有的长周期、技术密集、资本密集、高风险、高门槛的特性,中国科学院国家天文台研究员郑永春表示,动辄长达二三十年的航天工程往往历经几代领导人,在中国可以一张蓝图绘到底,反而在欧美民主政体下是很难实现的。

以深空探测领域为例,从80年代以来,美国宇航局经历了老布什政府提出重返月球计划、奥巴马政府改成载人登陆小行星计划、再到现在的拜登政府提出从月球到火星的计划。这种翻烧饼似的政策调整,对行业的长期发展不利。

“航天工程长远规划、分步实施,在中国特色的政治制度下更容易实现。这也是一位美国行星科学界同行与我交流时发出的感慨。”郑永春表示。

不过,目前国内商业航天领域亦有发展不错的企业。据新财富统计,目前国内的商业航天独角兽(估值达到67亿元及以上的未上市企业)共10家,总估值达到1038亿元;其中,估值超过100亿元的有长光卫星、银河航天、蓝箭航天、时空道宇4家,估值刚触及独角兽门槛67亿元的公司有3家,分别是中科宇航、零壹空间、长征火箭。

根据华泰证券的统计数据显示,从2011年至2021年,我国商业航天领域的公布融资事件共341起,融资额合计达243.1亿元,其中仅2021年就超过了64亿元,占比在四分之一以上。华泰证券还预测,今年将成为我国商业航天领域的丰收之年,同时该板块也将是未来几年资本重点关注的投资方向之一。

另一方面,国务院总理李强在今年4月12日在北京市调研了三家独角兽企业发展情况,其中就包括银河航天(北京)网络技术有限公司,对应了商业航天赛道。

银河航天成立于2016年,由猎豹移动联合创始人徐鸣创办,主要专注于通信载荷、核心单机、卫星平台的自主研发与低成本量产。 

在调研银河航天时,李强表示:“卫星网络产业发展方兴未艾,要瞄准国际先进水平,支持相关企业加强关键技术和核心部件研发攻关,持续降低制造成本,加大应用推广力度,进一步推动相关产业协同发展。”

卫星频谱属于全球性资源,无线电频率资源在国际上也是采取“先到先得”的原则。所有卫星系统在投入使用之前,都必须向ITU(国际电信联盟)申报卫星网络的频率和轨道信息资料,要求运营商向国际电信联盟申请一个低轨星座和通信频段后,在两年内发射卫星总量的10%,5年内发射50%,7年后将申请的卫星数量全部发射完毕,如果不能在规定的时间内完成整个星座的建设,则运营商所申请的频段资源将会按发射卫星数量的完成比,进行限制使用。

SpaceX星舰炸了,但商业航天或将迎来新一页

商业卫星网络作为新型空间信息基础设施,服务于国家重大战略,因此“保频占轨”具有重要战略意义,频率轨道之争是行业内绕不开的话题。

在卫星网络领域,SpaceX也有深度布局,2021年 SpaceX向美国联邦通信委员会(FCC)报送的发射方案中显示,将会用“星舰”来发射其二代星链星座(Starlink Gen 2),该方案明确将29996颗卫星部署到轨道高度为328到614公里之间的12条轨道上,并计划在2025年之前发射42000颗卫星,而我国现有在轨卫星为300余颗。

任重而道远,卫星网络仅是航天业的一部分,但也能从中窥见全球航天领域的激烈竞争。对我们来说,民营商业航天与传统航天产业的有机融合,才是从“航天大国”走向“航天强国”的重要支撑。

当然,套用一句老话,航天业的一小步也是人类发展的一大步。

参考文章:

《马斯克的星舰发射真的失败了吗?给中国的航天产业带来什么启示?》https://mp.weixin.qq.com/s/jveYavoPqeRFBXz61ewtHg

《VC掘金太空,投资人不可错过的大航海3.0时代》https://mp.weixin.qq.com/s/bA-cDtSmPfcw_Yqqr6THSA

《1038亿!中国商业航天新势力出炉!谁是中国的SpaceX?》https://mp.weixin.qq.com/s/urVnbz68w3N6Pnvu1cEJ8w

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正文完
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