● 文 |中國長城工業集團有限公司 周媛英

隨著宇航產業終端市場的發展變化,發射服務市場也出現了許多新的變化。進入二十一世紀以來,在國際市場上,與二十世紀六十年代冷戰時期的航天競爭不同,發射服務市場競爭的主體更多從國家之間轉到了企業之間,特別是私營資本主導的企業與軍工巨頭之間的競爭。在中國國內,隨著商業航天概念的興起,一些私人資本和民營資本開始進入發射服務的載體——運載火箭的研制,出現了不少新興小火箭公司,一些客戶對新型小火箭進入市場有了更真實的期待。
作為宇航產業鏈的下端產品,發射服務有其固有特性,發射服務不同于宇航產業鏈的其他產品,也不同于一般的高科技產品,發射服務行業的特性應該得到重視。
1957年10月4日,蘇聯將第一顆人造地球衛星送上太空,拉開了人類征服太空的序幕。1958年美國丘比特-C(Jupiter C)火箭第一次成功地將美國政府的探索者1號(Explorer 1)衛星送入預定軌道,人們開始意識到航天發射可能帶來的經濟利益。1961年4月美國馬丁公司將國際通信衛星組織(INTELSAT)的商業衛星送入軌道,商業發射服務市場的序幕正式拉開。
1980年3月,在歐洲航天局(ESA)的主持下,世界上第一家商業發射服務公司——歐洲阿里安空間公司成立。
二十世紀九十年代中后期,蘇聯解體后,俄羅斯、烏克蘭、中國等國家的火箭相繼進入國際發射服務市場。美俄合作適應了市場的需求,比較成功的合作包括美俄合作的國際發射服務公司(ILS)、美國、俄羅斯、烏克蘭、挪威四國參與合作的海射公司(Sea Launch)、美國宇宙神(Atlas)火箭批量采購俄羅斯RD-180發動機等。
除此之外,中國的長征火箭作為市場的跟隨者,也成功地進入了國際發射服務市場。二十世紀九十年代,長征火箭在相對溫和的環境下完成了對國際發射服務市場的有益補充,這一時期成功進入國際市場的長征火箭包括長征三號火箭(LM-3)、長征二號捆綁式運載火箭(LM-2E)、長征二號丙運載火箭(LM-2C)加上面級和長征三號乙運載火箭(LM-3B)。
與任何市場一樣,在過去幾十年中,國際商業發射服務市場在其上下游市場的牽引和制約下、在各國政府的不斷誘導與參與下、在龐大的軍工集團以及異軍突起的互聯網大咖們的利益角逐中,經歷了跌宕起伏的發展變化。
從供應商的角度看,發射服務市場上有足夠多的火箭,發射服務商面臨著生存危機,但從客戶角度看,他們需要盡可能多的火箭,以滿足發射計劃和價格等方面的需求,因此市場上還會不斷出現新的火箭。
近年來,隨著互聯網的應用和普及,科學試驗和在軌驗證的發射需求有所增加,微小衛星的低軌星群也開始被看好。為適應這部分市場需求,一些私人資本開始注入小火箭公司。雖然以美國和新西蘭合作的電子(Electron)為代表的小火箭已經完成了首飛,但整體講,小火箭的研制并沒有預想的順利,單位質量的發射服務價格沒有達到市場預期。
世界小衛星大會每年在美國猶他州舉行,在過去幾年中,會議的一個熱點議題就是如何使用戶在期望的時間和軌道上得到滿足經費預算的微小衛星發射機會,但2017年此議題的熱度大大減退,一些人開始認為,單就在軌驗證和科學試驗來講,使用印度火箭、航天飛機的發射余量就可以滿足需求,小火箭更多是滿足小衛星低軌星群的發射需求。
經過多年的實踐,人們對發射服務有了較清晰的認識,商業發射服務指采用運載火箭等運載工具將衛星運營公司擁有的商業衛星等有效載荷送入地球外層空間特定的軌道(包括低軌道和高軌道)的高科技業務。從業務性質出發,商業發射服務也被稱為商業航天運輸或空間運輸。
商業發射服務產業鏈由發射服務供應商(發射服務公司)、運載火箭制造商、發射測控公司、衛星制造商和衛星運營商等組成。在商業發射服務產業鏈中,發射服務商根據客戶的要求,要求運載火箭制造商生產符合要求的運載火箭,通過發射及測控支持,將衛星制造商提供的、衛星運營商擁有的衛星送入預定軌道。在這個產業鏈中,商業發射處于底端,商業發射服務基本特點如下。
商業發射服務具有服務的特定特點。運載火箭是發射服務業務得以實現的主要物質載體,但是在發射服務合同執行的全部過程中不發生火箭所有權的轉移。提供發射服務的整個過程包括火箭生產研制、發射測控、試驗、金融、保險安排等。
終端市場的變化制約商業發射服務市場的發展,與產業鏈的上端產品相比,發射服務市場具有更多的被動性和服從性。目前與發射服務直接相連的衛星市場的主要特征包括:①軌位的局限性決定了過去二十年對固定軌位的地球同步轉移軌道(GTO)衛星發射的需求維持在每年二十次上下,隨著技術的發展,這一數字在未來幾年會減少,2017年,世界各國簽訂的GTO商業合同十二顆;②電推進衛星的成功,導致客戶對發射服務價格的期望進一步降低;③高通衛星的應用,導致對發射服務市場需求的預期進一步減少;④小衛星應用市場前景被看好,小衛星發射需求激增,一些大的固定衛星運營商,如國際通信衛星公司(INTELSAT)、歐洲衛星公司(SES)等,開始涉足小衛星星群的運營。
除此之外,發射服務提供商還必須承擔技術風險、出口控制風險、安全風險、發射場計劃協調風險、保險安排、利潤(成本控制)風險。
一直以來,各種風險使發射服務商如履薄冰,國際上最成熟的發射服務商,如歐洲阿里安公司曾多年連續虧損,幾乎到了破產的邊緣。在進入發射服務市場的十幾年期間,美國太空探索技術公司(Space X)的埃隆·馬斯克多次經歷了驚心動魄的起死回生;二十世紀九十年代成立的國際發射服務公司多數經歷過重組;同樣是二十世紀九十年代由美國、俄羅斯、烏克蘭和挪威四方組成的Sea Launch在幾次破產后現在依然未能恢復發射。
新型運載火箭的研制需要巨大的資金投入,當年歐洲航天局為研制阿里安5火箭投入了九十億歐元的研制經費,并且撤銷了已經連續成功發射74次的阿里安4火箭的生產線,以確保阿里安5研制的技術經費等可行。
但發射服務在宇航產業鏈中處于底端,盈利能力非常有限。
根據美國衛星工業協會(SIA)的統計,2016年發射服務的總收入為55億美元,只占整個宇航產業鏈總產值2605億美元的2.1%;2017年發射服務的總收入為46億美元,只占整個宇航業產業鏈總產值2686億美元的1.7%,這一數據在在過去五年中一直停留在2%左右。
根據歐洲咨詢的統計,過去五年發射服務產值只占整個宇航業產值的1%。
由于發射服務載體——運載火箭的戰略特性,世界各國的政府項目和軍事項目發射服務的價格遠高于商業發射服務的價格。任何一個發射服務公司無法只靠商業項目維持自身的可持續發展。
由于商業發射服務市場的價格低于預期,自2000年開始美國洛馬公司的德爾他-4(Delta 4)火箭以及波音公司的宇宙神-5(Atlas 5)火箭多年來鮮有涉足商業發射服務項目,只專注于美國政府和軍事項目。
Space X以商業項目進入發射服務市場,在羽翼豐滿之后,即開始競爭政府和軍方的發射服務項目,同時向波音公司和洛馬公司兩大軍工巨頭發起挑戰。
Space X在其網站上公布的獵鷹-9(Falcon 9)的價格為6200萬美元,2015年Falcon 9發射政府項目的價格為8300萬美元,2017年3月此價格上升到9200萬美元,2017年10月《衛星新聞摘要》(Space News Digest)報道Falcon 9火箭發射軍星哨兵6A(Sentinel-6A)衛星的價格為9700萬美元,但與此火箭性能相當的ULA火箭在2020年的價格達到4.22億美元。
由于衛星項目投資巨大,客戶的最大需求在市場上有足夠多的選擇,以保證在要求的時間完成發射,因此與一般商品不同,商業發射服務市場幾乎無法建立客戶的忠誠度。為了能夠在市場上有更多的選擇,壓低發射服務的價格,國際通信衛星公司(INTELSAT)在海射公司(Sea Launch)破產之前,依然與其簽署了多發采購合同(附帶條件);印度在過去二十年中只選擇歐洲阿里安(Ariane)火箭為其發射,阿里安公司也曾為了保證印度衛星按時發射,曾在雙星發射的合同中只發射了印度的一顆衛星,重新為另外的客戶尋找發射機會,但這些都不能保證印度對阿里安公司的永遠承諾。經過多年的發展,印度成功地研制出了自己的極軌衛星運載火箭(PSLV)和地球同步衛星運載火箭(GSLV),并以搭載發射為起點,成功進入了國際發射服務市場。
運載火箭是航天的重要組成部分,也是一個國家的戰略資源。運載火箭的技術含量高,技術門檻也較高,目前世界上只有少數幾個國家擁有成熟、可靠的運載火箭,且任何一個火箭的研制背后都能看到政府那只無形大手。運載火箭的特性決定了發射服務是一個非完全競爭的市場,受政治環境制約。
中國長征火箭在國際發射服務市場的艱難歷程以及最近三十年美國運載工具的發展進程就是這一特點的完整詮釋。
(1)中國長征火箭在國際發射服務市場的艱難歷程
中國政府1985年宣布長征火箭進入國際商業發射服務市場,經過努力,二十世紀九十年代,長征火箭成功地進入了國際發射服務市場,截至1999年,共發射了二十六顆美制衛星和一顆歐洲衛星。自1999年開始,美國出于其戰略考量,將具有高可靠性且具有價格競爭力的長征火箭排擠在市場之外,特別是美國的《2013年國防授權法》頒布以來,長征火箭基本無緣商業發射服務市場的競爭。
(2)美國運載工具的發展歷程以及政府的主導作用
二十世紀七十年代,美國空軍與NASA展開合作,使用可重復使用的航天飛機為軍方提供發射服務,美國政府寄希望于使用航天飛機替代改進型一次性運載火箭(EELV)。但1986年1月美國“挑戰者”號航天飛機失事以后,里根政府發布了《國家航天發射戰略》,指示軍方采取混合方式,以保證可以有多種進入太空的運載工具,重新確認了EELV火箭在美國太空開發中的作用。
面對來自蘇聯火箭的挑戰、歐洲阿里安火箭的穩定市場地位,特別是基于商業發射服務有限的盈利能力制約,2000年開始,美國兩大主力火箭波音公司的Delta 和洛馬公司的Atlas火箭相繼退出國際商業發射服務市場的競爭,專注美國政府項目和軍事項目。在此期間,美國政府為培育市場,曾要求波音公司和洛馬公司兩家火箭就數十億美元的訂單進行競標,隨后出現了美國司法部對波音公司獲取洛馬公司上萬頁商業機密事件的調查,再隨后美國國防部出面進行調解,直至2005年,波音公司與洛馬公司的火箭業務合并,成立聯合發射聯盟公司(ULA),兩家公司各持有50% 的股份,形成了美國軍方、波音公司、洛馬公司三贏的局面。
真正給美國及國際發射服務市場帶來沖擊的是以美國偶像和鋼鐵俠著稱的埃隆·馬斯克率領的SpaceX公司。SpaceX成立于 2002年, 2010年12月8日Falcon 9 龍飛船完成了第一次成功發射,而在此之前NASA已經確定使用SpaceX的龍飛船替代航天飛機,并由此承受了來自兩個軍工巨頭波音和洛馬的質疑和來自美國國內各方的巨大壓力。
從2005年開始SpaceX公司開始起訴ULA對航天發射的壟斷和對納稅人稅款的浪費,過去十幾年中,ULA和SpaceX兩家公司都分別投入大筆的經費進行游說,兩家公司之間的爭斗一直處于白熱化狀態。
縱觀美國本土火箭的研制發展,可以清晰地看到政府主導美國運載火箭發展的脈絡。美國政府是兩大軍工巨頭波音和洛馬公司Delta 和Atlas火箭研制的強大后盾。私營資本為主體成立的SpaceX公司的成功為美國政府贏得了采購的話語權,同時SpaceX的成功使美國政府輕而易舉地阻止了中國長征火箭進入國際商業發射服務進程。
綜上所述,商業發射服務市場是一個充滿挑戰的市場,每一個發射服務商在市場中必定會受到嚴酷的歷練。
作為中國航天最重要的組成部分之一,中國長征運載火箭的發展見證了中國航天半個世紀的發展。
1985年10月,我國政府對外宣布長征系列運載火箭進入國際商業發射服務市場。經過五年的努力,1990年4月7日長征三號(LM-3)火箭成功地發射了亞洲一號衛星,標志著我國的發射服務正式進入國際市場。中國長城工業集團有限公司(簡稱“長城公司”)作為中國政府授權的唯一的對外發射服務提供商,經過了跌宕起伏三十多年的發展。
在過去三十年多中,長城公司與各個合作伙伴一起努力使長征火箭的商業發射服務取得了令人矚目的成績。截至2018年5月,長征火箭成功完成63次國際商業發射服務,占長征系列火箭發射總次數的23%,其中包括15次搭載發射。
1990年4月7日,長征三號/亞洲一號衛星成功發射,首次證明了中國擁有國際商業衛星的整星發射能力;
1992年8月14日,長征二號捆綁運載火箭/澳普圖斯B1發射成功;
1995年11月28日,長征二號捆綁運載火箭/亞洲二號發射成功;
1995年12月28日,長征二號捆綁運載火箭/埃克斯達-1(EchoStar-1)發射成功;
1992年3月24日,長城公司與當時世界上最大的衛星運營商國際通信衛星組織簽訂了用LM-3B火箭發射INTELSAT 708衛星的發射服務合同;
1997年12月8日起,長二丙改進型火箭/銥星發射進行了7次發射——中國參與了全球第一個低地軌道衛星網絡系統(銥系統)的組網/補網發射;
2001年至2002年由于美國政府拒絕發放美制衛星或含有美國衛星零部件的歐洲衛星使用中國的長征火箭發射,長城公司只能終止了與客戶簽訂的五個商業衛星的發射服務合同;
2005年4月12日,發射服務在經過六年的沉寂之后重返國際商業發射服務舞臺。LM-3B火箭成功地為亞太衛星公司發射了法國泰雷茲阿萊尼亞宇航公司研制的不受美國出口管制的亞太6號(Apstar-VI)衛星,以后又成功發射了七顆這種不受限制的衛星;
在2013年美國頒布《2012年國防授權法》之后,長征火箭重新被排擠出國際發射服務市場;
長城公司以市場為導向,向客戶提供衛星、火箭、 地面實施、金融、保險等一攬子服務。長城公司近年來已經為客戶完成了多個在軌交付項目;
面對市場變化,長城公司在2012年開始對國際客戶系統搭載發射服務,并將這一服務延伸到國內客戶。
客戶在向長城公司明確發射要求后,經過協調,長城公司與客戶簽署發射服務合同,并負責合同的工作。在合同簽署后,長城公司按照相關政府部門的要求,為客戶辦理發射許可、安排第三方責任險,保證發射服務的順利進行。
長城公司已經有30多年的國際商業發射服務經驗,歷經了所有中國對外發射服務的里程碑事件,已經與長征火箭一起成為享有國際聲譽的品牌。長城公司有一只懂風險、懂融資、懂法律、懂規矩的專業發射服務隊伍,有豐富的市場開發和項目執行經驗,熟悉發射服務上下游產品需求和變化,并能按照國際慣例和業務性質開展工作。經過三十年的努力,長城公司已經建立了良好的國內外客戶渠道以及國內相關主管部門渠道,有效保障執行效率。在國內外商業航天加速發展的背景下,在軍民融合的戰略部署下,長城公司有能力和信心為國內國際客戶提供專業的發射服務。