

11月11日報道,美國-新西蘭初創公司火箭實驗室(Rocket Labs)成功發射了“電子”號小型火箭,將其首批商業有效載荷——6顆立方星——送入太空。這件事在國外航天專業媒體領域得到了高調宣傳,“電子”號火箭和火箭實驗室公司創始人皮特·貝克占據了Spacenews的新聞頭條,應該算是相當高的禮遇了。這也給我們帶來了這樣的信號:小型運載火箭的市場是客觀存在的。那么,這與中國的商業航天有什么關系呢?
“電子”號是一種起飛重量10.5噸、長17米的小不點火箭。這樣小的火箭,市場空間到底有多大?
小型火箭的優勢,當然是用來發射小衛星。按照歐洲咨詢公司在2017年發布的報告,在2007-2016的十年間,全世界一共發射了890顆質量在500千克以下的小衛星,總入軌質量64噸。而到2026年前,小衛星發射數量會大幅度增長。僅僅考慮Planet公司、數字全球(DigitalGlobe)公司、Spire公司及BlackSky Global公司這幾家對地觀測星座運營商,就有970顆衛星要發射,加上其他機構,對地觀測衛星的發射量可能達到1100顆。通信衛星的發射量更大,到2026年前至少要發射3100顆。再考慮到大量的科學衛星和學生衛星,到2026年全世界可能要發射6200顆小衛星,而發射這些衛星的服務收入將達到145億美元。
10年、145億美元,這么大的市場似乎很容易賺錢。然而小衛星的發射服務有著自己的模式。我們已經知道,小衛星有集群發射、搭載發射和專門發射三種發射方式。前兩種方式所使用的都是大型火箭。獵鷹九號發射銥星就是集群發射;搭載發射的案例更多,印度PLSV火箭在2017年2月一次發射88顆“鴿群”衛星就是例子;專門發射一般就需要使用小型火箭了。
這三種方式從費用和時效性等角度綜合考慮,各有利弊。如果僅僅以單位質量入軌費用來衡量,集群發射是最便宜的,尤其是向某一個軌道面一次性發射大量小衛星的費用最低。搭載發射最貴,往往能達到集群發射的三倍以上,這很大程度上是需要支付小衛星適配器以及相關附加測試試驗的費用,有些適配器本身比它所能容納的衛星還重。例如國外一家立方星適配器企業推出的1U適配器重達1.5千克,所能容納的立方星質量卻只有1~2千克。
用小型火箭專門發射的費用其實并不高,例如長征11號火箭的發射費用只有500萬美元,但完全可以把一顆400千克的小型衛星送入700千米高的太陽同步軌道。對于立方星來說,哪怕很小的火箭也能用來實施集群發射。“電子”火箭這次的發射就是一個例子。
除了星座部署期間的發射,我們還要考慮兩類需求。一類是單星發射,科研機構和教育機構往往會有這樣的需求。另一類是補網發射,當已經部署的星座中有個別衛星失效,就需要少量補充。例如在第一代銥星所發射的95顆衛星當中,有7次、14顆是用比較小型的火箭發射的,每次2顆。其中長征2C火箭承擔了6次,俄羅斯的羅克特火箭承擔了1次。這兩類發射對時效性的要求比較高,最能夠體現小型火箭的優越性。

搭載發射:俄羅斯聯盟號火箭多星搭載發射,最上方為主星,下方藍色“盒子”中為立方星

集群發射:裝載了10顆銥星的獵鷹九號火箭
總體來說,小型火箭的發射服務市場是客觀存在的。雖然小型火箭很難成為小衛星的主要發射手段,但是在少量衛星快速發射這個細分市場上,小型火箭卻可以把大型火箭排除在外。
因為對于衛星客戶來說,火箭發射費用雖然貴了,時間卻更值錢。特別是一些執行短期任務的小衛星,在軌壽命可能還不到一年,甚至只有幾個月。如果需要等上幾個月再發射,就要全面整修,更換掉其中的過期部件,這甚至可能導致整個項目失敗。如果是軍方需求,能不能及時發射完全可能影響戰爭勝負。與其如此,還不如多花點錢,購買立刻就能起飛的快速發射服務。
有相當多創業者看準了這個機會,按照諾斯羅普·格魯曼公司專家卡洛斯·尼德斯特拉瑟(Carlos Niederstrasser)的說法,過去4年內出現的小型火箭研發計劃有101項,其中有34項計劃投入了實質性研發,其中20個在美國,6個在中國,英國和西班牙各有3個。
但這么多火箭,能在市場上站穩腳跟的并不多。按照尼德斯特拉瑟的說法,目前全世界已經投入運營的小型火箭只有6種:諾格自己的“飛馬座”和“金牛座”,中國的長征11、快舟1和快舟2,以及“電子”。
他沒有提及另外三種已經投入使用的小型火箭:“織女星”、長征6和“埃普西隆”。這或許是因為這三種火箭不夠小。歐洲的“織女星”火箭起飛質量高達137噸,長征6和日本“埃普西隆”的起飛質量接近百噸,與發射質量僅有10.5噸的“電子”并不在一個量級上。實際上,“金牛座”的發射質量也達到86噸之多,長征11發射質量大約58噸,快舟1號甲火箭起飛質量大約30噸(快舟二號火箭的起飛質量未公布)。“飛馬座”的發射質量只有18.5噸,但它是一種空射火箭。因此,尼德斯特拉瑟把這些型號和“電子”火箭相提并論并不恰當,此舉只是為了把諾格硬塞進少量具備衛星快速發射能力的企業行列。
然而在實際上,“飛馬座”和“金牛座”因為設計和工藝比較傳統,加上市場定位的問題,“飛馬座”在過去5年只發射了兩次,“金牛座”只有四次。而且這兩種火箭采用傳統的固體推進劑,一定程度上是有毒有害的。“電子”號火箭的液氧煤油推進劑卻完全無毒。
尼德斯特拉瑟的言辭,充分體現了“電子”號火箭在細分市場上的獨特性——在美國用戶現在就能使用的、從地面起飛的火箭中,“電子”號不但是最小的一種,還是反應最快的一種。皮特·貝克本人也強調,“電子”號火箭在單位質量入軌價格上沒有優勢,它只不過能把150千克的載荷送入500千米高的太陽同步軌道,收費490萬美元,每千克費用達到3萬多美元,遠遠超過1千克1萬美元的國際發射服務平均水平。他的取勝之道在于一個“快”字。
“電子”號火箭通過碳纖維殼體、3D打印發動機、鋰電池+電動機燃料泵等新技術的采用,迅速提高發射頻率。要在2018年內達到每月發射一次的能力,2019年提高到每月兩次,最終提高到每72小時發射一次。即使按照每次發射3顆衛星計算,一年可以發射300多顆衛星。目前,“電子”號火箭今后兩年的發射已經排滿,有9個客戶正在等待發射,其中包括了NASA和美國國防部的立方星。值得注意的是火箭實驗室公司和維珍銀河公司投資人布蘭森新組建的“維珍軌道”公司拿到了美國國防部快速響應航天辦公室的發射合同,如果發生局部戰爭,發射任務還會大幅度增長。火箭實驗室公司和維珍銀河公司聯手,恐怕會在小衛星快速發射這個細分市場上造成“贏家通吃”的局面。
就憑那個39歲的新西蘭小子,有可能做到這一點嗎?需要知道的是,當年人們曾經沒有把馬斯克當回事。然而,經過十多年的努力,這個南非來的小子已經奪走了世界上大部分真正的商業發射合同。如果不是部分國家的政府——例如歐洲——對自己的發射服務業做了一定程度的保護,提供財政支持或者要求政府采購的衛星必須用本國火箭發射,太空探索技術公司還會搶走更多的市場份額。
美國在小衛星制造業上具有無可爭議的強勢地位。以小衛星中最為熱門的立方星為例,在全球過去5年發射的立方星中,大多數是美國機構研制的。“電子”號火箭將總部設在美國,就具備了更好的條件來壟斷自己的目標市場——500千米高度以下微小衛星快速發射。
因此“電子”火箭在細分市場上達成贏家通吃的可能性相當高。對尚且沒有進入小火箭發射服務市場的玩家來說,不但要面對已經搶先的“電子”,還要面對財大氣粗的布蘭森和他的“維珍軌道”火箭,獲得份額、站穩腳跟的希望越來越小。實際上,業界已經有人提出,今后幾年將發生一場小型火箭市場的“震動”。
我們中國的民營小型火箭,能在這個市場上有所作為嗎?難道只能看著馬斯克和貝克這樣的人贏家通吃嗎?
我們在這里必須首先樹立一個觀念:
把目光盯著國內市場、政府市場,是沒有出路的。不到國際市場上去闖蕩一下的中國企業,是沒有出息的。
這里有太多案例可以列舉,從華為、東方紅四號、振華港機到各種基礎消費品,闖蕩國際市場帶來的,是更廣闊的胸懷和更強大的競爭力,是高技術民營企業取得成功的必由之路。
進軍國際發射服務業,有一個重大的政治障礙,就是美國對衛星和元器件出口的嚴厲管制。考慮到美國在衛星和元器件制造商的絕對優勢地位,相當多衛星無法運到中國來發射。但是必須認識到,世界上還存在另外一個市場:買不到美國衛星或者不買美國衛星的用戶。這個市場的規模不容忽視,實際上,東方紅四號衛星的國際銷售就為我們展示了一個良好的模式。而近些年來,小衛星技術在全世界的擴散趨勢一直在持續,相當多發展中國家把小衛星、特別是立方星作為本國航天科學、教育和衛星應用的入門課程。中國的民營火箭公司,完全可以努力進軍這個市場。
另外,如果不是因為政治歧視和過高費用,世界上有更多機構會購買小衛星及其服務。也就是說,如果中國衛星制造業能提供更高性價比、更少政治限制的小衛星,國際市場上的實際衛星需求和發射服務需求會比歐洲咨詢公司的預測更多。
那么,如何才能把這樣的市場預期變為現實?
我們在前文中已經給出了幾個中國小型火箭的名字,充分證明了中國人能夠在小型火箭這個領域中走在絕大多數外國人的前面。但這些型號都是國有航天企業的技術成果。考慮到國內繁重的政府和科學衛星發射任務,特別是兩大集團都在籌建低軌道通信衛星星座,中國民營小型火箭在國際市場上還是擁有相當多機會的。另外,國有航天企業在國際市場上容易遭受不公正的政治偏見,民營企業在這個問題上的處境略微寬松一些。
然而,國內民營火箭都還沒有實現成功的軌道飛行。這在國際市場競爭當中是一個明顯的短板。因此,我們還是希望民營火箭公司們在尊重科研生產客觀規律的前提下,動作盡量快一點。

夢想很瘋狂的馬斯克有超高的人氣,2018年2月,他用“獵鷹重型”火箭將自己的愛車送入太空,令全球矚目。
需要知道,全球范圍內打算搞火箭的創業者為數不少,但成功者寥寥。除了自己很有錢的貝索斯、布蘭森,無論馬斯克還是貝克都要依靠資本的力量才能把火箭之路走下去。貝克先后得到了三位投資人的青睞,最終迎來了洛馬公司的持股。洛馬所擁有的渠道資源是非常強大的,這使得“電子”號火箭順利獲得了NASA和美國國防部的采購合同。好的資本并不是把錢打過來就不聞不問了,他們會關注所投資項目的成長,提供更多渠道、關系等方面的資源,幫助項目成功。
因為失去了資本支持而走投無路破產的案例也不少,自從美國這一輪商業航天活動起步,失敗的公司不知凡幾。國內的民營火箭公司雖然都各自拿到了一部分投資,但是和火箭這種事業相比,投資額還是太少了。這在很大程度上是因為出身于體制的創業者們不擅長和資本相處。在一個商業化的環境中,這不能不認為是短板。
當然,“善于相處”這個話題是雙向的。資本也需要發現和善待那些具有核心競爭力和市場潛力,卻不善言辭的創業者們。這也體現出行業投資機構和宇宙人這種項目的彼此間文化和契合度的重要性。
“埋頭苦干”是一個褒義詞,但在商業語境中,它只適合用來褒揚研發或者施工部門。作為商業航天企業,一言不發地搞技術未必適合市場環境。商業航天的市場迄今并沒有得到充分拓展和開發,相當多的需求還沒有被激發出來。因此,無論對小衛星還是發射服務的需求還是有限的。在小型火箭這個領域,那些真正擁有核心競爭力的企業和團隊,應當像馬斯克和貝克一樣,誠實地把自己的夢想告訴資本和潛在的用戶群體,自己希望能打造一個什么樣的產業,能為社會和經濟做些什么,哪怕這樣的夢想聽起來有點瘋狂。其實,有點瘋狂的夢想才更容易打動人。僅靠企業家在學術會議上播放PPT是不夠的,必須要靠大投入,同時,更要靠高水平的航天文化傳播,要靠文化、影視、電子競技、科學教育等全方位的手段來實現。
小型火箭并不是最終目的,把衛星部署到軌道上也不是最終目的。建立良好的產業生態,讓航天技術為社會和消費者提供優質服務,才是商業航天的根本目的。因此,我們還是要從消費端倒推,梳理出對于天基基礎設施和應用體系的需求,因而梳理出對于衛星制造、火箭制造和發射服務、運營服務業的需求,如此才能向資本展示一個有潛力、有價值、值得投入和培育的產業生態。有了終極目標,就有了對中國制造的小衛星的旺盛需求,中國的民營火箭公司就不需要僅僅用發射服務這一種產品去國際市場上單打獨斗,而是可以組團營銷一攬子解決方案,整個產業也才能夠擁有更加清晰的未來圖景。
在我們看來,小衛星和發射服務業最美好的愿景,就是像手機和移動通信產業那樣,用合理的價格、精良的產品,為海量客戶提供隨時在線的優質服務,讓小型火箭和小衛星的發射不再只是一時的新聞。這或將成為中國制造的一張新名片。