大型、重型和超重型
——商業發射服務的未來是地月經濟

+李剛

發射服務創業者面臨著資金少、產能低的困境，用小型火箭來作為入門級業務，是具有合理性的。但這并不應當成為創業者們的最終目標。用小型火箭來證明自己的能力，爭取資本的支持來開發大型、重型火箭，進入主流市場，才是正確的考慮。

SpaceX設想在月球上建立月球基地，作為星際航行的前哨站。星艦飛船將承擔運輸使命。

2021年1月，美國維珍軌道公司計劃發射運載器一號火箭將9顆小衛星送入地球軌道。

如果成功，意味著世界上將有8種已成功飛行過的商業化的小型運載火箭。同時，尚有一些小型運載火箭正在研制當中，市場似乎呈現出相當繁榮的景象。但，這樣“繁榮的景象”背后的真相如何呢？

小型火箭市場前景分析

小型火箭的興起，與兩個因素密不可分：作戰快速響應航天（ORS）和微小衛星。其中，微小衛星并不一定需要主流的大型運載火箭來發射，也因此而不一定需要使用主力發射工位和測控系統。使用小型運載火箭，微小衛星可以擁有更多地發射機會。作戰快速響應航天則是美國為了滿足軍事C4ISR需求而提出的理念，試圖把航天支援從戰略級別下沉到戰術級別，為了滿足具體戰區的需求而快速發射衛星、投入使用。

正是這兩個概念，使小型火箭一直處在市場邊緣。

作為發射服務的創業企業，把小型火箭作為進入市場的第一個里程碑，是無可厚非的。畢竟，相當多創業團隊依靠從體制內走出的工程技術人員，需要一個型號來整合內部運行流程、驗證管理機制和團隊能力。但是也需要充分認識到，小型火箭和小衛星快速發射是一個邊緣化的市場，從長期來看，它無法支撐多家企業同時盈利。

首先，可以通過討論微小衛星的發射服務市場來做一定的判斷。

隨著小衛星平臺的標準化和搭載服務的不斷成熟，特別是主力大型運載火箭發射頻率的提高，缺少發射機會正在逐步成為歷史。獵鷹九號在2020年已經實現了20余次發射，計劃于2020年底首飛的長征八號正在努力實現每年20到30次發射的服務能力，國內的商業火箭企業北京中科宇航探索技術有限公司，瞄準的也是這個頻繁飛行的方向。這樣的頻率已經能夠覆蓋絕大多數小衛星用戶的發射需求。

各類立方星的星箭接口和部署器正在逐步標準化，大型運載火箭的“公交化”是很有希望實現。獵鷹九號計劃于2021年1月，將140多顆衛星送入軌道。這就讓“拼車化”甚至“專車化”的小型運載火箭市場進一步被壓縮?？梢哉f，只有在一些時間敏感型的市場上，包括緊急補網發射、針對短暫自然現象的科學探索、為滿足時間節點需求的窄窗口發射等，小型火箭才能表現出比較強的競爭力。

ORS的需求則受到美國軍事政策的強烈影響。它提出的時候正值“反恐戰爭”高潮。近幾年，雖然美國國防部下屬的高級研究計劃局、航天發展局一直維持著對快速反應小型火箭的投資，但是所投入的經費和需求前景都是非常有限的。

美國太空創業者比格羅（左）向政府官員講解月球商業運營計劃。

目前全球共有六家小型商業發射服務商已經進入正式運營或試運營，分別是美國的諾斯羅普-格魯曼公司創新部（“飛馬座”空射火箭），中國的中國長征火箭有限公司（長征十一號和捷龍一號）、航天科工火箭技術有限公司（快舟一號甲）、北京星際榮耀科技有限責任公司（雙曲線一號）、星河動力（北京）空間科技有限公司（谷神星一號），新西蘭火箭實驗室有限公司（電子號，有些媒體也把這家公司歸于美國）。另有一些企業正在火箭研制的過程當中。這樣多的供應商集中在一個前景有限的市場上，意味著很難取得足夠的營業收入和利潤，來支撐研發及產能擴張。經過一段時間的市場競爭，世界上很可能根據“ITAR①ITAR：即美國的“ 國際武器交易規則”。1999年起，除非美國總統特批，美國政府禁止美國制造及含有受ITAR控制的部件的衛星，用中國火箭發射。之內”和“ITAR之外”，形成兩個小型火箭市場，各自容納極少量企業。

可以看出，發射服務創業者面臨著資金少、產能低的困境，用小型火箭來作為入門級業務，是具有合理性的。但這并不應當成為創業者們的最終目標。用小型火箭來證明自己的能力，爭取資本的支持來開發大型、重型火箭，進入主流市場，才是正確的考慮。

地月空間經濟是發射服務的藍海

航天發射服務的市場，與整個商業航天市場的發展是分不開的。如今的商業航天市場以政府采購和消費型衛星服務為主要的最終需求，牽引著發射服務的發展。衛星服務在地球軌道上開展，主要運行在靜止軌道、傾斜同步軌道、中圓軌道、太陽同步軌道和低軌道上。其中又以靜止軌道、太陽同步軌道和低軌道的發射最為頻繁。

然而，這只是眼下的發射服務市場。具有前瞻性的商業航天人士已經把目光投向了更加廣闊的空間，也就是：地月空間經濟區。這為發射服務企業展現了全新的藍海市場。

早在2019年10月30日，中國航天科技集團公司科技委主任包為民在2019年CALT論壇上發表報告時就表示：未來中國地月空間的經濟總產值潛力巨大。中國必須發展出高可靠、低成本、航班化的進出空間運輸系統研究，力爭在2030年完成基礎問題研究，突破關鍵技術；在2040年建成高可靠、低成本、航班化的航天運輸系統，到2050年左右建成地月空間經濟區。

從陸地、空氣空間、海洋的產業發展歷史來看，人員頻繁往來和大宗貨物的運輸，將極大地推動這個具體空間內的運輸工具發展。人類在陸地上已經生存了數十萬年，有據可查的輪式交通工具發展已經超過5000年，至今依然方興未艾。地月空間經濟區的發展，空間太陽能電站、月球基地的建設和運行，小行星礦產的開發，將成為未來發射服務的主要服務對象。

小行星采礦概念插畫

根據包為民院士的預測，2050年后地月空間經濟的規模將達到10萬億美元以上。如果按照2019年發射服務業在航天產業中的產值占比（2.24%），2050年的發射服務市場收入將達到2235億美元以上。這里還沒有考慮到更復雜的業態，例如月球表面上升、小行星表面上升、空間擺渡等等。

僅僅考慮天基太陽能電站這一項內容，部署在地球靜止軌道上的電站質量達到萬噸級。我們假設地球同步轉移軌道和靜止軌道之間采用核動力或者太陽能電推進渡船來轉運，那么使用獵鷹九號火箭，要發射1200次以上，才能把一萬噸載荷送入地球同步轉移軌道；使用重型獵鷹火箭，要發射380次。按照獵鷹九號單次發射6200萬美元的收費標準，一個天基太陽能電站創造的發射服務產值就將達到746億美元以上。超過了2010～2020年全球發射服務營收的總和。即使獵鷹九號發射價格能降低到2800萬美元的理想值，總發射服務產值也將達到337億美元。

中國已經宣布，要在2060年達到碳中和。在具體的節能減排措施中，有很大可能包括天基太陽能。這就要求在2050年前后建成相當數量和規模的天基太陽能電站。這對發射服務的需求非?，F實和緊迫，市場潛力也非常巨大。

當今的小型火箭一般服務于太陽同步軌道和低軌道發射需求，有關企業給出的火箭指標中，高度最大的是700千米太陽同步軌道，載荷能力在數百千克。要想服務于地月經濟，必須有發射能力更強的火箭，要能夠將載荷從地球軌道送往月球軌道、小行星軌道，載荷重量至少以噸計算，甚至要達到幾十噸。也就是說，發射服務企業必須研制大型（長征八號等級）、重型（長征五號或者重型獵鷹等級）甚至超重型火箭（長征九號等級），才能參與地月經濟的開發，否則將在邊緣化市場上徘徊。而且，大型及以上運載火箭的航班化，將為小衛星搭載提供更頻繁、更低價的服務機會，蠶食甚至消滅小型火箭的市場空間。

如果按照前文當中的預測，發射服務企業還有20年的時間來研制服務于地月空間經濟區的航天運輸系統，從地球表面起飛的發射能力應當不小于長征八號運載火箭。到目前為止，已經實現了大型和重型火箭飛行的商業航天企業只有美國的太空探索技術公司。提出想法的包括藍色起源公司（“新格倫”火箭）和北京中科宇航探索技術有限公司。后兩者的技術積累較為扎實，飛行時間表較為可信。在2030年前后即有較大可能進入主力發射服務市場?？紤]到大型以上火箭的研制難度和周期。對其他企業來說，要在2040年前后進入主流發射服務市場，時間已經非常緊迫。

對資本來說，時間窗口可能更加狹窄。為了扶持一個能夠在2040年前后進入商業發射服務前三甲的企業——至少是國內前三甲——需要在近三年內識別并且確認有發展潛力的創業企業，加以扶持，依次完成各主要節點，實現日?；臉I務發射。同時，資本還有必要搭建更大范圍的地月經濟產業生態，為發射服務企業創造產能出口，實現產業生態的自我維持和發展。而這，將是今后20年時間里，商業發射服務市場最重要的努力方向。