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新太空新角逐:SpaceX之后看中国民营火箭新势力

2018-07-04
关键词: SpaceX 火箭 研发 卫星

最近一两天,民营火箭领域发生了一喜一悲的两件事情。

“喜”的是我国民营火箭企业“星际荣耀”,完成了自己的A轮融资;“悲”的是日本民营火箭企业“星际科技”,发射火箭再度失败,4秒后因失去动力坠毁。

而凌驾两者之上的是“钢铁侠”马斯克的SpaceX,再一次“不出意料的”完成了用猎鹰九号向国际空间站运载物资的任务。

论民营火箭企业实力:美国第一梯队,中国紧跟其后

SpaceX、蓝色起源、星际荣耀、星际科技……这些名字均与民营火箭挂钩。

若从技术实力、商业化能力等多方面进行综合评判,SpaceX、蓝色起源等美国企业当属第一梯队。从20世纪末始,美国的民营火箭市场就逐渐起步,先后涌现了波音、洛克希德·马丁、SpaceX、蓝色起源等民营企业,造出了大力神IV、德尔塔系列运载火箭、猎鹰九号等代表性运载火箭。

而在我国,民营火箭市场的起步发展以2014年为分水岭。在这之前,运载火箭技术和发射事宜由国家机构掌握,打造了举世闻名的神舟系列火箭。到了2014年,国家相继颁布了《促进军民融合式发展的指导意见》、《关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》等文件,以此促进军民融合,鼓励民营企业进入商业航天领域。彼时,波音、洛克希德·马丁等美国民营企业已经实现商业化落地数年时间,承接了不少美国政府、NASA的运输火箭订单。

在这之后,诸如零壹空间、星际荣耀等民营企业相继成立,并先后于今年成功完成了自研火箭的首次发射,展现了民营火箭企业的技术实力。

在美国与中国之外,英法、俄罗斯、日本和印度等国家虽然在商业航天领域也有探索,但多是由国家领导。其中,“星际科技”为日本民营火箭企业,其产品的首次发射于去年7月进行,然而,直到今年,其发射依旧没有成功,可见民营企业自研发射火箭的难度。

太空战略、科研探索……外太空已成国家竞赛新高地

从人类第一颗卫星的发射到第一次登月,再到“好奇者号”的火星登陆……这些都是人类的成就,而每一成功的背后都有着人类的欢呼声。

从国家层面来看,科技、军事等实力储备是衡量一个国家实力的主要指标,这一认证关乎着国际地位和话语权。也因此,我国于20世纪50年代就开始了航天事业,继而有了东方红一号、长征系列火箭等引以为豪的成就。

不过,值得注意的是,随着航天事业的发展与进步,其背后所代表的意义也越发重要,涵盖了科学研究、国家安全等诸多层面。

比如科研,以科学研究和太空资源开发为主要职责的国际空间站就是一个典型案例,目前,其已经成为了外太空科学研究的一个“代名词”。另外,印度也计划发射火箭搭载月球探测器,以探测月球南部,试图分析月表是否存在所谓“无废料核能”的氦-3,未来甚至实地开采……由此可见,外太空存在着极大的科研价值,这是各个国家所不愿意放弃的。

然而,在科研过程中,诸如物资补助等行为需要运载火箭频繁往来于地球与外太空,这是高成本火箭所不能承担的,从而也为SpaceX等致力于低成本火箭研发的民营企业提供了机遇。

与此同时,除了承担科学研究等无危害行为,外太空的“军事属性”也正逐步加强。就在3月份,美国总统特朗普发表了最新的《美国国家太空战略》,阐述了发展太空探索事业的3大目的——产业经济、尖端技术和国家安全。其中,在“国家安全”这一层面,特朗普提到了几点:

任何对我方在太空的核心利益构成威胁或者伤害的,都将遭到美国在选定的时间,在选定的地点,对选定的领域,以选定的方式进行的有力回击;

国家太空战略意识到,我们的竞争对手已经把太空变成了战场;

美国期望太空永葆和平,但是也做好了迎接和战胜任何挑战的准备;

美国将会设法阻止、反击并击败在太空领域对美国及其盟友的威胁。

在特朗普看来,外太空俨然成为了地球之外的新战场。在国家安全的保卫和抵抗中,卫星设备等基础设施将能够提供不小的战力协助。而在当前和未来,这些基础设备的发射多是民营火箭企业的订单。

据公开数据显示,到2020年,我国航天市场将达到8000亿人民币,其中三分之二的订单来自于商业客户,比如企业或者消费者,而非政府机构。这些订单由谁承担?多数将被“中国版SpaceX”拿下。

从目前的情况来看,航天事业已经不仅仅是国家政府层面的一种角力,其中的一部分压力已经下放到了民营企业身上,由他们负责中低成本的火箭发射事宜。

中国民营航天事业成果初现,商业化却是一个大难题

因为承担着国家航天事业的重责,民营企业理所当然的也受到了诸多行业的关注。目前,我国民营火箭企业已取得的成绩包括:

2017年1月,蓝箭航天与丹麦Gomspace公司签订火箭发射服务协议,是国内民营商业航天企业承接的第一笔国际市场商业火箭发射服务的订单;

2018年4月,星际荣耀发射了名为“双曲线一号S”的商业火箭;5月,顺利完成了自主研发的15吨级液氧甲烷火箭发动机燃气发生器点火试验验证;

2018年5月,零壹空间宣布,自主研发商业火箭“重庆两江之星”发射成功;

……

我国民营火箭企业中,多数都是2015年及之后成立的,能够取得现在的成绩,已经是相当不错了。

不过,航天事业已经成为国家的一个战略高地,商业航天也是未来趋势所在。如此一来,当前的成绩还不够。

在空气动力学家、航天技术专家黄志澄眼中,我国的民营火箭才刚刚起步,和长征系列火箭相比,就如高中生和博士生比赛,差距很大。从技术层面来看,的确,星际荣耀和零壹空间这两家民营企业成功完成了自研火箭产品的首次发射,但是这真的就够了吗?

举一个例子,比如关键设备之一的低温液体火箭发动机。相比于固体火箭发动机的工作时间短、加速度大导致推力不易控制、重复起动困难等问题,液体火箭发动机能够较好的解决这些问题,更有利于载人飞行。

当前,这一技术主要掌握在SpaceX、蓝色起源等公司手中,且已经运用的相当成熟。相比之下,我国的民营企业几乎还处于研发阶段,比如前面提到的星际荣耀和蓝箭航天等。

与此同时,我们也需要注意的是,火箭的发射成功并不代表商业化的落地。

零壹空间创始人兼CEO舒畅认为,眼下国内的商业航天创业公司还处在讲故事阶段,民营火箭等发射成功并不代表着商业场景的最终落地。“商业航天企业的成功在于将民营火箭等技术用于创造经济效益,服务人们当下的生活。比如卫星组网解决WIF覆盖、火箭研发技术民用化。”

不能够盈利,一切都是空谈。

对比来看,以SpaceX为例,除了NASA等政府订单之外,它还承接了Facebook等企业订单和孟加拉国等国家订单。仅美国市场,我们能够看见卫星、测控、发射场等基础设施已经相当完善,且有的背后是商业公司在运营。相比之下,我国的火箭发射依旧以国家任务为主,而相关基础设置的建设也还不够完善。

正如中科院微小卫星创新研究院微纳卫星研究所副所长曹金所说,我国针对商业航天的运行监管机制还不够完善。商业火箭载入服务是系统工程,涉及火箭研制、发射实施、地面监控、残骸回收和陨落保障等诸多复杂环节,亟待进一步规范。

商业航天的运行监管机制还没建立,对于投入大、周期长、回报慢的民营火箭企业来说,它们又该如何获得商业客户、找到可落地的商业化场景?

关键技术还在研发、商业航天运行监管机制还未完善……还有这么多挑战需要解决,我国初有成果的民营火箭企业还需要继续努力。

最后

当前,SpaceX、蓝色起源等已经不满足于物资运送、卫星运输等任务,他们正在为更大的目标最准备——载人航天,且相关进程已经到了最后测试阶段。

相比之下,我国的民营航天事业还处于起步阶段,从技术到基础设施,再到商业化场景搭建,这些都是当前需要开始着手准备的东西。而为了证明自己的实力,他们需要的不仅仅是发射成功,而是商业化订单的接收和完成。(作者:韩璐)