文|王藝霏 36 氪浙江
中國民營商業航天最硬核、也最難突破的部分,在于火箭和衛星的制造。不過2023 年對于很多民營火箭企業來說,都是“收獲的季節”:1 月,星河動力谷神星一號火箭第五次成功入軌,將5 顆衛星送入預定軌道;4 月,天兵科技天龍二號、星際榮耀雙曲線一號火箭接連發射成功;7 月,藍箭航天朱雀二號火箭發射成功,撥開了籠罩在民營商業火箭企業頭上的迷霧和陰霾。
衛星這一側,以中國衛星網絡集團為首的星座建設正在緊密進行,民營衛星制造和運營企業嚴陣以待、翹首以盼。這當中不乏具備核心技術的衛星產業鏈關鍵環節企業,也已投入產業應用。
不可否認,在中國民營商業航天發展進程中,體制內“國家隊”扮演著“引導者”角色,為技術和商業化“打樣”。然而事實證明,屬于民營商業航天的時代已經漸近,前頭沖刺的民營企業已經開始由“偶爾冒尖”轉向“穩定頭部”。
民營商業航天界達成了一個共識:市場需要怎樣的運力和服務,那么民營商業航天企業就需要打造怎樣的火箭和衛星。不僅如此,民營商業航天還需要厘清商業模式。
航天命題固然宏大,引人前赴后繼;但直面資本訴求,仍需保持冷靜。對運載火箭來說,液體可回收技術何時應用?發射何時能夠觸及成本邊界?對衛星來說,面對大規模需求,定型復制是否足夠?市場需求該如何挖掘?這些問題盡管沒有固定答案,卻值得持續探討。
當下,夠用、夠穩定、夠便宜的軌道級運力仍是奢求。
火箭仍“一箭難求”,衛星共享一枚火箭“組團拼車”的情況頻繁出現,“一箭多星”的記錄逐年刷新。
美國太空探索技術公司(SpaceX)在2021 年1月完成“一箭143 星”發射,創下世界火箭單次發射衛星數量紀錄。“運輸者”(Transporter)系列任務,更是開啟了商業發射的全新維度。據SpaceX 官網數據,到2023 年6 月,運輸者8 號(Transporter-8)已完成第8 次商業拼車發射任務,累計發射了672顆衛星。據《航空知識》報道,“運輸者”服務對不超過50kg 的衛星收費低至275000 美元/顆,超過部分按照5500 美元/kg 收費,對載荷質量明顯小于200kg 的微小衛星來說,顯然十分劃算。
國內,火箭“拼單”進程也逐漸加快。2023年長征二號乙、長征二號丁運載火箭發起拼車,“一箭41 星”突破國內火箭單次發射衛星數量紀錄。受制于技術成熟度,民營商業火箭企業的拼車發射模式還未開始。
未來,要承接愈來愈多的衛星發射需求并一一滿足,由此產生了不同特點、不同型號的火箭路線。
從技術路線來看,火箭可以分為固體火箭和液體火箭,后者的研究方向瞄準可回收、重復利用來降低成本,難度系數也直線上升。
業內普遍認為,商業運載火箭有三大階段:發射入軌、重復使用、批產能力。從我國民營商業火箭公司的發力點來看,藍箭航天、星際榮耀、天兵科技、星河動力、深藍航天等多數頭部火箭企業處于第一階段,正在向第二階段發力。“可以認為,中國商業火箭已經進入到2.0 時代。”朱雀二號發射成功后,藍箭航天CEO 張昌武表示。
一方面,過去近十年,中國民營商業火箭企業渴望通過垂直液體可回收技術“換道超車”,確立核心優勢。時間證明,資本市場達成共識的“試驗階段”已然收獲碩果,液氧煤油、液氧甲烷兩條細分的液體火箭發動機技術路線均實現了質的突破。下一步,更大的、垂直可回收的液體火箭將成為民營火箭企業發力的重點。2023 年5 月,星河動力研制的中大型液體運載火箭智神星一號總裝下線,將于2024 年首飛。“復用版”液體火箭若能成功回收,將進一步縮小我國民營火箭企業與SpaceX 的實力差距。但在世界級難題垂直回收技術面前,攻關道阻且長。
另一方面,面對日漸增加的商業衛星發射需求,重復使用液體火箭“遠水難解近渴”、“星多箭少”困局亟待運力解決,因此,聚焦大型固體商業運載火箭的多個型號也正在籌備研制中,并且存在一定商業化空間。如已經成功實現“一箭26 星”且運載能力為1.5t 的中科宇航力箭一號遙二運載火箭,以及目標推力600t、運載能力6.5t 的東方空間引力一號等,激烈競爭著“全球最大的固體運載火箭”這一桂冠。對大運力的執著,中國商業火箭企業也有。
歸根到底,更強的液體可回收技術、更大的運載能力,都意味著更低的成本。進一步降本增效,又意味著更多的商業化機會。隨著國內民營商業航天競爭愈發細分,火箭企業的商業定位愈發精準,火箭企業不僅需要靠融資能力以支撐發展,也需要建立穩定發射能力,搶先收獲訂單,進一步鞏固商業化優勢,以證明資金回報效率和未來長線發展實力。
如星河動力、東方空間就采取固液并舉路線,后者表示將會在接下來三年研制階段探索液體火箭,在未來實施大規模可回收的重復利用火箭。對部分民營商業火箭企業來說,先固后液、固液并存的路線仍是一個經濟性與創新性并存的路線,并將在未來一定周期內持續。
衛星制造是整個衛星產業鏈的樞紐和基石。組建星座提供服務等業務快速發展,需要高效的、可靠性強的衛星制造能力作為支撐。
目前,全球低軌衛星的資源“坑位”緊張,各國都在加緊布局低軌衛星星座。我國也不例外,已知的就有中國星網、G60 星鏈、千帆星座、超低軌通遙一體星座等大量衛星發射計劃。
基于此,衛星的機械結構、推進系統、熱控系統、電源系統、遙測跟蹤和指令系統、姿軌控系統、載荷系統、天線系統環節相關的各類企業也都迎來新的提振和增加“蛋糕”厚度的巨大機遇。
這其中,擁有核心技術的企業已經開始投身產業化,刷新交付訂單。以大規模衛星組網必備的衛星推進系統為例,衛星電推進制造商遨天科技是國內首個有入軌電推進產品的民營商業航天公司,在軌成功率、市場占有率領先。據遨天科技副總裁陳賽男介紹,截至2023 年7 月,遨天科技所有入軌產品已達27 臺,客戶來自體制內外。“我們產線具備每年為1500 顆商業衛星進行動力配套的能力。”

遨天科技電推進產品
此外,頭部綜合衛星制造商銀河航天已經在7月底發射新一代可堆疊平板衛星——銀河航天靈犀03 星,這是我國首款使用柔性太陽翼的平板堆疊式衛星,用于新一代寬帶通信衛星技術在軌驗證。衛星制造企業正厚積薄發。
當下,衛星制造技術發展迅速,衛星設計模塊化、總線技術制造標準化、組件更趨小型和先進化。一批星座工廠不斷涌現,生產速度和效率不斷提升。從“十年磨一星”的傳統衛星制造到技術創新,批量衛星研制不僅需要定型復制,也需要借鑒工業制造其他賽道的優勢。
目前,不乏大型第三方企業主動回溯上游,躬身入局商業航天。比如吉利旗下的時空道宇衛星超級工廠,結合了汽車產業的工業化、自動化生產模式,依托衛星平臺的模塊化特點,打造了批量化、柔性化、智能化的脈沖生產線,能夠滿足微小衛星研制周期短、技術更新快、功能密度高等行業發展需求。通過建設“吉利未來出行星座”,吉利將構建“天地一體化”高精時空信息系統。

銀河航天靈犀03 星示意圖

時空道宇衛星工廠快速生產示意圖
同時,為了進一步打開衛星市場,衛星制造作為商業航天上游,同樣需要下游應用服務釋放需求。復旦大學光電研究院教授、微小衛星專家陳宏宇博士表示:“現在航天是挺‘卷’的領域。對一個產品來說,它要有更大的市場,做得更好、更有用,還得必須讓更多的人能夠用起來才行。”
某衛星通信制造領域專家也曾表示:“現在衛星制造行業面臨應用面打不開的現狀。”以此類推,整個產業鏈從中游到上游,都存在獲客難、獲利少的狀態。這種情況,亦存在于大型星座建設招投標進程中。
對商業衛星制造企業來說,“虧本降成本”不僅會導致商業模式的變形,也會限制科研創新和投入,導致負循環。為了解決困境,開發市場應用需求勢在必行。
無疑,我國民營商業航天正在經歷高速發展的十年。無論是火箭還是衛星企業,還未出現“絕對頭部”企業,這也就代表著,我國商業航天仍處于開放早期。為同行者“鼓掌叫好”的時代,蘊含著無限機遇。
在衛星互聯網、衛星應用需求大爆發前夜,誰掌握核心技術,誰就能獲得絕對市場份額,用實現盈利證明民營商業航天的可行性。這不僅是每一個商業航天企業為之奮斗的目標,也是這場“衛星互聯網之戰”中,中國隊的強力之音!