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国产商业火箭开始亮相

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从事商业微小卫星开发的天仪研究院团队 

开始告别“PPT火箭”


  称2018年为商业火箭的“爆发年”毫不为过。
  在年初2月和过去不久的5月11日,由科技狂人伊隆·马斯克(Elon Musk)所创立的SpaceX分别发射了其第一枚猎鹰重型(Falcon Heavy)火箭及最新的猎鹰9号Block 5型火箭。前者不但是现役载重能力最高的火箭,也是近半个世纪前美国登月工程以来发射升空的最重型火箭;后者的目标则是能够在着陆后不进行任何维护的情况下继续使用。
  而在中间的4月30日,由亚马逊公司创始人杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)创立的另一家商业航天公司蓝色起源(Blue Origin)也成功发射并回收了新谢泼德(New Shepard)3号火箭,这也是新谢泼德火箭的第八次升空。
  与SpaceX和蓝色起源相比,一个几乎没有任何疑问的现实是,国内的商业火箭公司距离这些国际领先的企业还有很大的差距。“比他们可能至少得晚了5年到10年的时间。”国内从事小型运载火箭研制的创业公司零壹空间CEO舒畅对本刊直言。这样的差距也使得国内商业火箭发射的动向在马斯克与贝佐斯的映衬下显得“低调”了许多。
  5月17日,由零壹空间公司自主研发的OS-X系列火箭首飞箭“重庆两江之星”在西北某基地点火升空,这枚亚轨道火箭在306秒的飞行时间内完成了273km的飞行距离,全程大气层内飞行,最大高度约38.7km,最大速度超过5.7倍音速。虽然不像猎鹰重型火箭那样能“刷爆朋友圈”,倒也传遍了整个中国的商业航天圈子,舒畅强调这也是中国第一枚民营自研商业火箭。
  当然,也有业内人士对此提出了质疑,因为这枚重量仅7.2吨的小火箭只是进行了一次高度在100公里以内的亚轨道飞行测试。“所以要看你怎么定义‘火箭’了。”一位同样身处商业火箭制造领域的人士对本刊说道。
  一个多月之前的4月5日,北京星际荣耀公司研发的首枚固体验证火箭“双曲线一号S”在海南发射升空。这枚重约4.6吨的一级固体亚轨道验证火箭的成功发射也让它在一些报道中获得了“国内第一枚真正意义上的民营火箭”的称号。
  对于这些民营商业火箭的初次亮相,北京航空航天大学通用航空产业研究中心主任高远洋也泼了一盆冷水,在他看来,一两次的发射并不能证明一家火箭公司是否是成功的,“当有客户愿意为你的服务买单的时候,那才是成功的标志”。
  但无论如何,对“第一”的激烈争夺意味着,在这个还处在起步阶段的行业中,在暂时看不到有谁处于领先位置的情况下,更早让自己的产品飞上天就能让这家公司的“被认可度”更高。“不管你吹得有多牛,不管你讲得有多酷炫,你的火箭没有上过天,那你就是一个‘PPT火箭’公司。”已经有了产品上天的舒畅很自信地说道。
  与已经成立快20年的蓝色起源和SpaceX不同,国内的商业火箭公司大都成立于2015、2016年。2014年11月,国务院发布《关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》(60号文),其中明确提出要“鼓励民间资本研制、发射和运营商业遥感卫星,提供市场化、专业化服务”,这标志着商业航天市场民企准入政策的全面放开。
  在那之前的几十年中,中国的航天火箭事业都属于从科学研究或军事目的出发而进行的,并没有更多的商业意图。但随着政策的放开,中国民营的微小卫星企业在2015年开始涌现,目前已有超过20家之多。而受国家政策限制,中国的卫星不允许去美国发射,美国也不允许SpaceX火箭运到中国来发射,因此,民营商业公司有机会去填补商业火箭的市场空白。在那一年,本科毕业于北航的舒畅决心抓住这个机会而创立了零壹空间;更早一点,另一家目前国内重要的商业火箭公司蓝箭空间也在北京成立了。经过了几年时间的寻找资金、建立团队和技术研发的过程,他们终于在今年要迎来产品层面的第一次考验。

技术与市场的双重推力


  毫無疑问,政策的放开是商业火箭产业发展的基础。对于政策层面的转变,研究航空航天产业多年的高远洋将原因总结为“技术可靠性的成熟”与“市场需求的出现”这两条。
  荷兰代尔夫特理工大学航天工程博士毛新愿告诉本刊,目前商业火箭领域的技术大都依靠各国多年的技术积累。“(商业火箭技术)基本都是从之前的技术积累中溢出来的。”毛新愿说道,“比如美国从‘二战’之后开始,再到太空竞赛,积累非常多。”以SpaceX为例,这家公司在今年年初发射的猎鹰重型火箭已经是现役载重能力最高的火箭了,但它的运载能力还比不上美国在1967年发射的土星五号火箭。所以毛新愿告诉本刊,单从技术角度讲,目前的产品需求从技术上都能满足,“因为凡是现阶段能用来商业化的技术一定不是最难的,一定是最成熟的”。目前全球商业航天领域的领跑者SpaceX公司就是以很多从NASA出来的人才为基础,同时又做了不少技术上的创新,这才能让他们确立自己在全球商业航天领域的领先地位。
  中国具有里程碑意义的是2017年12月4日,国务院办公厅印发了《关于推动国防科技工业军民融合深度发展的意见》(后简称《意见》)的文件,《意见》中明确提道:“要推动完善国防科技工业科技成果管理制度……推动降密解密工作,完善国防科技工业知识产权归属和收益分配等政策,推动国防科技工业和民用领域科技成果双向转移转化。”这也被市场看作是我国在推动航天技术“溢出”上的一大利好。
  蓝箭空间CEO张昌武告诉本刊,他们目前拥有超过100位技术研发人员,而这些人此前大部分都在体制内工作,因为“体制内人才的规模太大了,是几十万的数量级”。当政策放开之后,就会有人愿意到商业化环境中工作。现在,他们终于不需要到处去挖人了,“向我们投递简历的人就很多了”。
  在技术能力满足了之后,市场需求的出现则成为商业火箭发展的催化剂,而具体的表现就是商业卫星产业的发展。事实上,作为一种运载工具,火箭本身的价值主要体现在它可以将卫星等物品从地面运到太空中去。以SpaceX为例,除了替国际空间站进行货物补给运输之外,他们的主要业务就是承接各种卫星发射任务。而中国在过去的2017年中總计进行了18次火箭发射,这也意味着从理论上说,中国在2017年所有的卫星都要依靠于这18枚火箭才能上天。张昌武告诉我们,火箭在未来的若干年里面仍然是个强卖方市场,因为到2020年,500公斤以下的微小卫星总共6000多颗需要去发射,而这里面现在已经明确找到发射机会的不到20%。
  当然,从火箭公司的角度,张昌武自然希望需要发射的卫星越多越好,因此这个数据不一定准确。美国SpaceWorks公司在今年年初发布了《2018年微纳卫星市场预测报告》,他们的报告显示,2017年全球有超过300颗微纳卫星发射升空,这项数据相比2016年的发射数量同比增长205个百分点;同时,报告预测,未来5年内全球将发射超过2600颗微纳卫星。而根据过往的经验,一枚火箭能搭载的卫星数量从几颗到几十颗不等,这意味着全球对商业火箭的需求量至少在200枚以上。国内从事卫星物联网开发的九天微星公司就告诉本刊,他们已经为自己明年将要发的四颗卫星定制了一枚商业火箭。

不要和“国家队”竞争,要互补


  谈到航天事业,永远不能忽略的一个角色就是国家的力量。就像有投资人所说的那样,“政策不放开,谁也做不了”。民营商业火箭公司一直需要处理与体制内机构的关系。
  作为国内目前不多的已经有产品上天的商业卫星公司,天仪研究院目前主要的合作伙伴就是火箭领域的“国家队”。天仪研究院已经发射的四颗卫星中,有三颗都是搭载中国运载火箭技术研究院(航天科技一院)研发的长征十一号运载火箭上飞上了太空。天仪研究院创始人兼CEO杨峰觉得,国内火箭供应的选择已经越来越多了。“2016年的时候,火箭是我的瓶颈;到了2018年,我们现在和火箭配合得非常好了。然而面对未来大量组网的发射需求,我们还需要更多、更低成本的火箭。”
  作为一款发射能力与小卫星发射需求十分匹配的小型火箭,“长十一”从研发之初就瞄准了商业卫星市场。“中国常规液体运载火箭国家任务重,迫切需要提供适应小卫星商业发射市场需求的火箭。”长十一型号办主任金鑫曾说道。
  长十一的成功面世只是国内火箭研究机构进行商业化转型的一个缩影。2016年2月,我国固体运载火箭研制生产的主体与技术抓总单位航天科工四院组建了商业化运作的航天科工火箭技术有限公司,其研发的快舟系列运载火箭是中国首个具有快速集成、快速入轨能力的小型固体运载火箭。随后的2016年10月,中国航天科技集团公司也打造了自己旗下的商业火箭发射平台,中国长征火箭有限公司。
  作为传统国家研发体系下孵化的商业公司,科工火箭与长征火箭的技术能力毋庸置疑。航天加工程技术研究院副院长刘雨菲告诉本刊,“如果国家队真正重视开明、开放的合作,并且一切以合理商业模式和业务发展为第一,而不是动不动以‘国家队’‘老大队’自居的话,其实民营企业的优势并不明显”。但在很多业内人士看来,民营商业火箭公司与他们相比仍然有自己的优势,原因就是“国家队”目前在具体运行上,还没有完全进入商业化的轨道。
  中信建投证券发布的商业航天产业报告显示,随着美国SpaceX公司猎鹰9号运载火箭技术的不断成熟及其回收技术的发展,其成本显著降低,对世界各国的运载火箭发射服务商构成了严峻挑战。“目前,我国国际商业发射市场的低成本和高可靠性优势已经不再那么明显,为其他国家提供发射服务的次数显著下降。”
  张昌武告诉本刊,由于过去国家的研制体系是立项制,所以价格从一开始就是定好的,而非根据具体情况得到的成本;同时为了保证火箭的万无一失,各个参与的院所之间分工非常细,大家都保留了大量冗余在里面,所以成本很难降下来。
  事实上,美国的经验已经证明了,在纯粹市场化的领域,民营商业公司有它的优势,比如SpaceX已经成功让NASA将很多原本由NASA自己来做的运输工作交给了SpaceX。投资了蓝箭空间的创想天使基金投资总监张碧薇也给本刊举了一个例子:美国商业卫星公司OenWeb设在佛罗里达的智能化工厂一天就能生产两颗50公斤的卫星,“而我们国家体制内一年可能才做这么多”。
  因此,就像很多业内人士表示的那样,国家队和民营企业各有各的优势,民营企业胜在效率和团队的积极性,而像NASA这样的国家机构在资金与技术上的优势也是民营企业难以匹敌的,他们更适合集中资源做大事。毛新愿就向本刊举了一个例子:SpaceX发一枚火箭大概要6000万美元,而NASA在5月向火星上发射的一个探测器就用掉了9亿美元的研发费用。高远洋对此总结道:“这个产业链还是很大的,没有谁能够满足市场的全部需求,我们需要更多的参与主体进来,大家其实是互补的关系。”
  但不管是国家队还是民营商业公司,不同于共享单车这样更以商业模式见长的创业项目,商业火箭仍然是一个技术密集型的产业。而且,显而易见的是,这也是一个需要耐心发展的产业。“我们预期的投资期限是7~9年。”在天使轮就投资了蓝箭空间的创想天使基金告诉本刊,他们在投资时就预见到了这会是一个长周期的投资项目。从某种意义上讲,7~9年也只是一个保守的数字,要知道贝佐斯创立蓝色起源是在2000年,而SpaceX则成立于2002年。
  “这不仅仅是企业之间的竞争,也是国与国的竞争。”张碧薇同时补充道。联想到最近发生在中美之间有关芯片行业的封杀事件,也有不少航天界人士呼吁有更多的人才和资金进入商业航天领域。“美国一年有50亿美元的资金投入(商业航天领域),我们国内整个加起来可能也就1亿美元。”舒畅说道,“但只要国家允许我们干,支持我们干,我觉得我很有信心,就算不是我们,也会有别的企业能出来。”

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