小公司的大夢(mèng)想

文/遲惑

▲ 在晨曦中等待起飛的阿斯特拉LV0008號(hào)火箭

最近兩年，有一句話比較流行，那就是“先定一個(gè)小目標(biāo)”。對(duì)于航天活動(dòng)來(lái)說(shuō)，“小目標(biāo)”的說(shuō)法似乎也有合理性。畢竟，這是個(gè)投資巨大的行業(yè)，如果能把目標(biāo)定小一點(diǎn)，至少在邁出第一步的時(shí)候，難度可以小一點(diǎn)。然而事實(shí)證明，航天的“小目標(biāo)”實(shí)現(xiàn)起來(lái)一點(diǎn)都不容易。國(guó)外有不少小公司試圖從小火箭起步，向更大的雄心邁進(jìn)，但在前方等待他們的，卻是一條并不平坦的路。

▲ 火箭實(shí)驗(yàn)室公司的電子號(hào)火箭目前已經(jīng)飛行了近20次

▲ 維珍軌道公司的運(yùn)載器一號(hào)火箭和載機(jī)

▲ 阿斯特拉公司2022年2月的發(fā)射遭遇失敗

破裂不掉的泡沫

近年來(lái)，國(guó)際航天市場(chǎng)上有大量的小型運(yùn)載火箭制造商在創(chuàng)業(yè)。在不同的發(fā)展階段，先后出現(xiàn)了幾十種不同的火箭。如果這些火箭都能研制成功，發(fā)射能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了對(duì)小衛(wèi)星市場(chǎng)需求的最樂(lè)觀估計(jì)。所以，在過(guò)去幾年中，行業(yè)人士每年都警告稱，今年將是小型運(yùn)載火箭泡沫破滅的一年。

然而，這個(gè)泡沫不僅沒(méi)有破裂，而且變得更大了。已經(jīng)有阿斯特拉、火箭實(shí)驗(yàn)室和維珍軌道3家公司通過(guò)特殊目的并購(gòu)（SPAC）渠道上市，各自籌集了數(shù)億美元。一家叫做ABL太空系統(tǒng)公司和另一家叫做相對(duì)論太空的企業(yè)，也走在SPAC的路上。

所以，有業(yè)界人士說(shuō)，不要再預(yù)測(cè)2022年將是小型運(yùn)載火箭泡沫破滅的一年了。一些公司正在崛起，正在不斷發(fā)射火箭。比如說(shuō)，火箭實(shí)驗(yàn)室公司的電子號(hào)火箭目前已經(jīng)飛行了近20次，成績(jī)最好。而且這家公司正在努力克服疫情影響，把年度發(fā)射次數(shù)提高上來(lái)。

阿斯特拉公司和維珍軌道公司正在努力實(shí)現(xiàn)定期發(fā)射。這3家公司都面臨著作為上市公司的壓力，也就是公開(kāi)發(fā)布信息，證明他們能實(shí)現(xiàn)上市時(shí)的樂(lè)觀預(yù)測(cè)。到目前為止，這些公司的股價(jià)看起來(lái)并不樂(lè)觀，維珍軌道公司在2021年12月30日上市后的第一周交易中，股價(jià)平滑下降。

▲ ABL公司目前發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭總體和發(fā)射場(chǎng)還沒(méi)有完工。這是他們的發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)，背景是加州飛機(jī)墳場(chǎng)

▲ 相對(duì)論公司的火箭級(jí)段交付試驗(yàn)

▲ 阿斯特拉公司員工和火箭第一級(jí)合影

▲ 相對(duì)論公司的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)正在試車，相對(duì)論公司已進(jìn)入OSP-4有資質(zhì)發(fā)射供應(yīng)商名單

不管怎么說(shuō)，這3家上市公司都有了發(fā)射成功的記錄。那些發(fā)射失敗或者還沒(méi)發(fā)射的公司，壓力就大了。火焰飛行公司的螢火蟲(chóng)火箭在2021年9月的首次發(fā)射失敗，貢獻(xiàn)了年度最慘烈事故照片。

ABL公司和相對(duì)論太空公司計(jì)劃在2022年實(shí)現(xiàn)首飛，但目前發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭總體和發(fā)射場(chǎng)還沒(méi)有完工。

來(lái)自太空軍與NASA的支持

對(duì)于這些致力于研制小火箭的創(chuàng)業(yè)公司，美國(guó)宇航局（NASA）和太空軍都提供了支持。包括阿斯特拉公司在內(nèi)的幾個(gè)小型火箭公司，已經(jīng)在美國(guó)太空軍那里拿到了合同。

2021年8月9日，美國(guó)太空軍軌道服務(wù)計(jì)劃（OSP）辦公室宣布，增加ABL空間系統(tǒng)公司、阿斯特拉空間公司和相對(duì)論太空公司，進(jìn)入OSP-4有資質(zhì)發(fā)射供應(yīng)商名單。

OSP-4是OSP的第四個(gè)階段，是所謂不確定交付/不確定數(shù)量（IDIQ）合同，用于快速獲取發(fā)射服務(wù)。供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)單個(gè)訂單，獲得合同后12～24個(gè)月內(nèi)，將超過(guò)400磅（181千克）的有效載荷發(fā)射到指定軌道。OSP-4階段創(chuàng)建于2019年10月，當(dāng)時(shí)選擇了8家公司：Aevum公司、火焰飛行公司、諾·格公司、火箭實(shí)驗(yàn)室公司、太空探索技術(shù)公司、聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司、VOX太空公司和X-Bow發(fā)射公司。

該項(xiàng)目目前有11家供應(yīng)商，將在未來(lái)9年內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)20項(xiàng)任務(wù)，總合同金額9.86億美元。

美國(guó)宇航局也在積極支持火箭公司創(chuàng)業(yè)。2022年1月26日，美國(guó)宇航局向12家公司提供了合同，從行業(yè)巨頭到尚未發(fā)射第一枚火箭的初創(chuàng)公司，均包含在內(nèi)。這個(gè)合同的背景，是美國(guó)宇航局的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)采購(gòu)專用和共享（VADR）計(jì)劃，主要是提供一些立方體衛(wèi)星和其他小型衛(wèi)星的發(fā)射機(jī)會(huì)。這些衛(wèi)星是所謂“具有較高風(fēng)險(xiǎn)承受能力”的，直白地說(shuō)，就是發(fā)射失敗了也沒(méi)太多損失。

在這12家公司中，有6家公司至少成功地進(jìn)行了一次軌道發(fā)射，包括阿斯特拉公司、諾·格公司、火箭實(shí)驗(yàn)室公司、太空探索技術(shù)公司、聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司和維珍軌道公司；4家公司正在準(zhǔn)備首次發(fā)射，包括ABL太空系統(tǒng)公司、藍(lán)色起源公司、幻影太空公司和相對(duì)論公司。

另外兩家公司自己沒(méi)有火箭，而是發(fā)射代理商。

▲ 火焰飛行公司的阿爾法火箭

火焰飛行公司沒(méi)有拿到合同。不過(guò)這并不是因?yàn)?021年發(fā)射失敗，而是公司的最大股東的老板是個(gè)烏克蘭人。美國(guó)外國(guó)投資委員會(huì)要求它退出火焰飛行公司，免得危害美國(guó)安全。這件事情塵埃落定之前，火焰飛行公司連飛行活動(dòng)都停止了。

小有小的難處

之所以有這么多的小火箭創(chuàng)業(yè)公司出現(xiàn)，是因?yàn)樾⌒突鸺枰难邪l(fā)投資沒(méi)有那么高，生產(chǎn)設(shè)施、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地需求也比較低。

更重要的是，開(kāi)發(fā)小型火箭所需要的人力資源比較少。太空探索技術(shù)公司用在“獵鷹9號(hào)”上的人力已經(jīng)達(dá)到了3000多人，而所有的小火箭公司核心團(tuán)隊(duì)僅保持在百人左右的水平。所以，研發(fā)小火箭并且把它推向市場(chǎng)，聽(tīng)起來(lái)似乎是一件相對(duì)容易的事情。

然而，為什么小火箭公司的創(chuàng)業(yè)也如此艱難，甚至出現(xiàn)了那么多的失敗者呢？問(wèn)題就出現(xiàn)這個(gè)“小”字上，既然公司比較小，那么所能夠爭(zhēng)取到的投資就會(huì)比大公司少得多。向量火箭公司直到破產(chǎn)，所募集來(lái)的投資也不過(guò)幾千萬(wàn)美元。然而，投資人對(duì)小火箭公司的進(jìn)度要求卻一點(diǎn)兒都不比大火箭公司寬松，甚至更加急迫。因?yàn)樵谫Y本看來(lái)，這么小的東西理應(yīng)很快就開(kāi)發(fā)出來(lái)，用不著費(fèi)很大力氣。因此，小火箭公司往往要用更少的錢去面對(duì)更加緊迫的時(shí)間表。對(duì)于技術(shù)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，這可能是一件不太公平的事情。

從市場(chǎng)角度來(lái)講，小火箭實(shí)際上面對(duì)著邊緣化的市場(chǎng)。雖然小衛(wèi)星在最近20多年的時(shí)間里一直是業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)，并且得到各國(guó)政府、大學(xué)乃至商業(yè)公司的追捧，可是小衛(wèi)星并不意味著一定要用小火箭來(lái)發(fā)射。

▲ 火焰飛行公司的老板和他的發(fā)動(dòng)機(jī)

實(shí)際上，用小火箭來(lái)發(fā)射小衛(wèi)星在成本上是不劃算的。比如電子號(hào)火箭的單位發(fā)射成本大約是3萬(wàn)多美元1千克，如果用大型火箭來(lái)發(fā)射，小衛(wèi)星的單星發(fā)射成本可以降低到和大衛(wèi)星差不多的水平。太空探索技術(shù)公司的兩次小衛(wèi)星任務(wù)發(fā)射，每次都發(fā)射了100多顆小衛(wèi)星，單位發(fā)射成本接近1萬(wàn)美元1千克。如果用印度的極地軌道運(yùn)載器火箭來(lái)發(fā)射，那么單位成本就更低了。

▲ 美國(guó)太空探索技術(shù)公司的獵鷹9號(hào)運(yùn)載火箭

▲ 上圖為阿斯特拉可以機(jī)動(dòng)發(fā)射的火箭。在快速響應(yīng)中它具有不可替代的優(yōu)勢(shì)

之所以會(huì)產(chǎn)生這樣的區(qū)別，是因?yàn)榇笮突鸺慕Y(jié)構(gòu)利用效率更高，也就是所謂的運(yùn)載比更高。大型火箭一次可以發(fā)射數(shù)量巨大的衛(wèi)星，而小火箭一次只能發(fā)射幾顆而已。如果用大型火箭來(lái)部署小衛(wèi)星的星座，一次發(fā)射就可以部署一個(gè)完整的軌道面，這是小火箭所不可能做到的。

快速響應(yīng)是優(yōu)勢(shì)

那么小火箭真正的優(yōu)勢(shì)是什么呢？就是快速響應(yīng)發(fā)射。如果有一批小衛(wèi)星，需要在某個(gè)時(shí)間窗口內(nèi)入軌，而且時(shí)間要求很緊，那么小火箭就可以體現(xiàn)出自己的優(yōu)勢(shì)了。這正是美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)所提出的發(fā)射挑戰(zhàn)賽場(chǎng)景，兩個(gè)星期之內(nèi)必須把火箭打上天去。

這樣的應(yīng)急響應(yīng)發(fā)射一般有兩種可能性。

一種是軍事需求，如果發(fā)生了戰(zhàn)爭(zhēng)，有關(guān)方面需要用最短的時(shí)間把足夠數(shù)量的衛(wèi)星發(fā)射到天上去,而大火箭不可能有這么快的響應(yīng)速度。

還有一種需求，就是補(bǔ)網(wǎng)發(fā)射。如果某個(gè)星座當(dāng)中有一些重要的小衛(wèi)星突然發(fā)生故障，不能再繼續(xù)工作了，這時(shí)為了保證星座的持續(xù)運(yùn)行，就可以考慮采購(gòu)小衛(wèi)星的發(fā)射服務(wù)。或許有人會(huì)說(shuō)，馬斯克的獵鷹9號(hào)火箭在2021年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了31次飛行，非常接近每個(gè)禮拜發(fā)射一次了，那么何必又用什么小火箭，臨時(shí)搭載在“獵鷹9號(hào)”上不就行了嗎？要知道，火箭搭載某一種載荷，與卡車多帶一件貨物，區(qū)別是非常大的，需要對(duì)星箭之間的匹配做非常精確的測(cè)算。火箭工程師們一直在追求這樣一種境界，就是實(shí)現(xiàn)載荷與火箭之間匹配的標(biāo)準(zhǔn)化，只要滿足某種標(biāo)準(zhǔn)，想發(fā)射什么載荷就發(fā)射什么載荷，不用考慮太多。然而到目前為止，這還僅僅是一個(gè)理想，并沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)。

另外火箭的任務(wù)往往是一兩年前甚至幾年以前就已經(jīng)排定的，衛(wèi)星的業(yè)主為了這個(gè)發(fā)射機(jī)會(huì)苦苦等待了好幾年。如果沒(méi)有極其緊迫的國(guó)家安全需求和軍事需求，是沒(méi)有理由把其他業(yè)主的衛(wèi)星撤下來(lái)，換上某一顆新衛(wèi)星的。

這種時(shí)候，小火箭的優(yōu)勢(shì)就能發(fā)揮出來(lái)。無(wú)論是阿斯特拉還是電子號(hào)火箭，都在追求兩星期發(fā)射準(zhǔn)備的響應(yīng)速度。“獵鷹9號(hào)”就算是能達(dá)到同樣的響應(yīng)速度，也不能為了一顆小衛(wèi)星就訂購(gòu)一枚大型火箭吧。就算衛(wèi)星業(yè)主財(cái)大氣粗，大型發(fā)射工位的檔期也排不出來(lái)。對(duì)發(fā)射場(chǎng)要求很低的小火箭，特別是阿斯特拉這樣可以機(jī)動(dòng)發(fā)射的火箭，就具有不可替代的優(yōu)勢(shì)了。

看得出來(lái)，這是個(gè)容量很小的市場(chǎng)，容不下太多競(jìng)爭(zhēng)者。如今，西方商業(yè)航天市場(chǎng)上已經(jīng)有多家企業(yè)，后來(lái)者如果沒(méi)有特殊的背景和能量，要實(shí)現(xiàn)自己的大夢(mèng)想還是很難的。