中国商业航天，“瞄准”SpaceX

　　商业航天竞速：中国企业“瞄准”SpaceX

　　中国新闻周刊记者/周游

　　发于2024.3.4总第1130期《中国新闻周刊》杂志

　　试想在海边，打开手机推送，看着上面实时播报的当地紫外线强度、海温高低、海岸风浪等级等信息，来决定今天要不要做日光浴。这样的场景已不是幻想。不远的未来，婺源哪里开着油菜花，香山哪一棵树的叶子红了，诸如此类的信息都能通过手机端直连卫星的App来获得。

　　这类服务得益于低轨卫星互联网上的遥感卫星。2月3日，来自吉利未来出行星座的11颗卫星，搭载长征二号丙运载火箭进入预定轨道，组成了全球首个商用通信—导航—遥感一体星座的一部分，目前已有20颗卫星在轨。按吉利控股集团计划，该星座今年将完成一期72颗卫星的组网部署，实现全球实时数据通信服务。

　　这还只是冰山一角。今年，来自国家卫星互联网建设计划“星网工程”的部分卫星即将陆续升空，最终计划在10年内形成拥有1.3万颗星的巨型星座。作为卫星的载体，火箭的发射为规模化组网发射做着积极准备。2023年，国内共完成67次火箭发射，仅次于美国，占全球火箭发射次数的30%，其中48发来自中国航天科技集团。与此同时，民营商业航天异军突起，占据13发，商发数量、发射份额、发射成功率等都创下历史新高。

　　商业航天迎来增速的同时，中国企业与美国太空探索技术公司(Space X)的差距并未被忽视。国际宇航科学院院士、中国遥感委员会主席顾行发告诉《中国新闻周刊》，SpaceX在全球商业航天领域开启了低轨卫星互联网的国际竞争局面，其在高效、低成本的海量卫星星座建设、配套业务及市场规模方面依然领跑全球。未来中国需要进一步实现通信—导航—遥感一体化，以及卫星服务的大面积用户覆盖。“商业航天不是基础设施的商业化，而是服务的商业化。”

　　“卷”出成本更低的大火箭

　　在北京亦庄，以荣华南路为核心，西起地泽路东至宏达中路的一片区域，素有“火箭一条街”之称。该区域半径不到两公里，却坐落着中国市场估值最高的几家民营火箭企业。如果以成功发射入轨为指标，截至去年，国内已有5家商业火箭公司达标，分别是星际荣耀、星河动力、蓝箭航天、天兵科技、中科宇航。

　　今年1月11日，“引力一号”遥一商业运载火箭在山东海阳附近海域试飞成功，将搭载的3颗云遥一号气象卫星送入预定轨道。该箭由商业火箭公司东方空间自主研制，创造了全球起飞推力最大固体运载火箭、世界首型全固体捆绑运载火箭等多项纪录。如今，东方空间靠“引力一号”成功跻身第6家达标企业，同排行榜上的几位行业前辈在火箭一条街上“论箭”。

　　“除了蓝箭航天的CEO张昌武是投资人出身，其他几位和我一样都是国家队出身。”对《中国新闻周刊》谈起竞争对手时，布向伟显得了如指掌。他是东方空间联合创始人兼联席CEO、“引力一号”总设计师兼总指挥。2010年硕士毕业后，他进入了中国航天科技集团有限公司第一研究院(以下简称“航天一院”)工作，曾参与长征十一号运载火箭的研制。2020年，其与几位创始人联合成立了东方空间。

　　北京星河动力航天科技股份有限公司(以下简称“星河动力”)董事长刘百奇也在航天一院工作过7年。他告诉《中国新闻周刊》，离开国家队来商业“拓荒”可以称作是时代的召唤。他在2018年创建星河动力时，国家对商业航天已多有支持。2014年，国务院出台《关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》，首次打破民间资本参与商业航天的政策门槛。2015年，国家发改委等部门联合发布《国家民用空间基础设施中长期发展规划》，明确鼓励民营企业发展商业航天，此后中国航天开始由政府主导向市场推动转变，这一年也被称为中国商业航天元年。蓝箭航天、星际荣耀等第一批商业航天企业都在这一时期成立。

　　2020年6月，东方空间成立。三年里，其“卷”出了全球最大固体运载火箭。“引力一号”研制团队共开展了23项大型地面试验，超过1450次试验迭代，其中大部分都在2023年内完成。布向伟称，2023年自己出差的时间加起来超过190天，这个数字还远远比不上一些员工。

　　布向伟回忆，不仅实验需要现场盯，每一次实验发现故障后，都要连夜排故，遍历此前生产的所有环节。“引力一号”自控动力系统试车时，所有的产品都准备好了，在北京测试时没问题，一到海阳发射场的试车台上做点火测试，就发现气密性未达标，这是致命的故障。试车台是流水线式的，团队面临着3～5天之后产品要撤出的压力，因为要换其他企业的产品做测试，所以必须在一天之内把故障解决，包括把产品拿回生产厂家去拆解返工。

　　“卷”似乎成了一种通用的技术迭代模式。布向伟表示，2023年9月底，“引力一号”进入东方航天港后，一直在为发射做准备，主要涉及火箭的总装和合练。合练就是让火箭和发射场的相关设施、包括发射台进行匹配演练。多次合练期间还穿插发射台底部防热等测试工作，进行了多项小技术的快速迭代，从而利用有限的时间和资源将故障风险降到最小。

　　“卷”的过程中也涌现出不少业内共有的问题。目前，企业做产品测试几乎都是各地跑的模式。市场上有很多专业机构，提供振动实验、发动机试车等环节的测试，企业必须选择有资质的机构，让专业人员进行操作。各地的实验设施不一样，例如火箭的静力加载实验，工位不一定能排上，加载能力也不一定适配自家火箭，所以只能反复挑地方。

　　好在国家队的实验资源开放程度很高，民营企业都能去国家队的实验场地做实验。在布向伟看来，商业航天要做的是把一些国家队的成熟技术低成本化。这一过程存在巨大的创新空间。企业要改变国家队固有的协作配套模式，改变火箭用材和工艺等，追求全机械化的全流程操作，降低成本的同时提高可靠性。商业航天特有的快速迭代、开放性和高效管理理念也将反哺国家队。国家队承载了基础研究、国际竞争等任务，而满足市场用户需求是商业航天的第一要务。

　　国际宇航空间运输委员会副主席杨宇光表示，商业航天在整体规模尚小且缺乏经验的情况下，会依赖国家技术和人才的外溢。比如2023年4月，天兵科技发射的“天龙二号”遥一液氧煤油火箭实现了中国液体火箭的成功首飞，其使用了航天六院研制的液发-102发动机。顾行发认为，国家队成员创办民营企业后，市场机制的引入倒逼创新，形成稳步系统发展的国家队和低成本高风险的商业队，二者协同发展，共同降本增效。

　　目前，业内公认，要实现降本增效，企业必须完全或部分走可复用液体大火箭的道路。可复用面临的既有基础科学问题，也有工程技术问题。例如，去年送SpaceX的新型运载火箭“星舰”上天的第二代“猛禽”液氧甲烷发动机，仅1.3米喷口直径能提供200吨级推力。蓝箭航天自研的“天鹊-12” 一级火箭发动机是国内唯一投入使用的液氧甲烷发动机，去年7月送“朱雀二号”上天，其喷口直径1.5米，推力为80吨级。越小的喷口和越大的单机推力意味着能够并联更多发动机、以更经济方式获得更大推力。

　　布向伟认为，国内可以退而求其次，放弃一定的推力面积比，先实现液体箭的回收，然后通过产品快速迭代实现具体指标的赶超。这也是东方空间在研的“引力二号”液氧煤油火箭未来要走的道路。今年1月，东方空间完成近6亿元B轮融资，用于其自研的“原力-85”百吨级液氧煤油发动机研发与生产工作，加速“引力二号”的研制。

　　即使死抠技术细节，火箭发射失败也是兵家常事。星际荣耀的“双曲线一号”在2019年首飞成功后，接连经历了三次复飞失败，箭上卫星全部损失。2023年，星河动力共有7次火箭发射记录，为当年民营企业之首。其中， “谷神星一号”遥十一箭发射失利。此次失利后23天完成错误归零，75天完成复飞。刘百奇称，此前，业内普遍有着发射务必成功的压力，如今，业内外对成败的看法趋于理性，人们认识到一些偶发的失利是难免要交的学费。这使得企业失利后能客观迅速地寻找原因，保持敢打敢冲的劲头。

　　顾行发认为，在市场和政策的加持下，目前国内商业航天已经进入了快速发展阶段，形成了既有独立自主创新又和国际接轨的完整产业链，不存在某一个环节卡脖子的情况。资深航天技术学者黄志澄向《中国新闻周刊》表示，中国商业航天的起步阶段已于2023年结束，今年开始步入成长阶段。

　　北京微纳星空科技有限公司创始人、董事长兼总经理高恩宇是卫星从业者，对这一阶段转变深有感触。他告诉《中国新闻周刊》，去年商业航天首次被中央经济工作会议“点名”后，许多航天人都在朋友圈刷屏庆祝。从“元年”算起，中国商业航天迈入了第九个年头，已经不能再用“拓荒”去形容行业生态了。大部分企业都有了相对成熟的技术方向，接下来的主要任务是实践落地，引入更多技术创新、降本增效、开拓市场。

　　“引力一号”只是打响了2024年商业航天发射的第一枪，各企业今年计划中的发射任务不胜枚举。天兵科技的“天龙三号”被认为是国内首型“猎鹰9号”级别的可复用液体火箭，计划年中首飞，如果成功将大大拉近和SpaceX的距离。各大头部企业在下半年都有发射计划。多位受访者表示，除了首发箭，现役火箭发射密度也将继续增加，全年发射次数大概率将再破纪录。

　　下游应用的万亿市场

　　布向伟表示，国内商业航天在2020年时已有了不少从业者，业内公认行业已初具规模。在此之前，SpaceX的“猎鹰9号”液氧煤油火箭已于2016年实现回收复用，星际荣耀的“双曲线一号”作为国内首枚成功入轨的商业运载火箭已于2019年飞成，这意味着“这件事能做”，接下来就该探索商业模式了。

　　目前，公认的商业航天产业链可简单分为上游制造、中游发射、下游应用与运营。卫星在空中组网，提供大量数据，实现信号的全球覆盖，构建卫星互联网，是当前商业航天最清晰可见的盈利场景。其中，低轨卫星因为绕行周期短、近地面等特征，能够实现数据的快速获取和传输，受到各国重视。SpaceX于2015年公布“星链计划”，计划到2027年前将4.2万颗卫星送入低轨，目前，已经布局了超过5200颗，在全球低轨卫星总量中占比超过50%，组成了人类有史以来规模最大的卫星星座。今年1月，工信部等7部门印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，将布局6G、卫星互联网、手机直连卫星等关键技术纳入新型数字基础设施。

　　高恩宇曾就职于航天一院和航天五院，于2017年创立微纳星空。他回忆，那时市场上已有了一些卫星公司，但自己这样科班出身的前国家队成员还是比较稀缺，所依仗的优势资源只有自己手里的技术和经验。新组建的公司面临着缺钱、少成功案例、没订单的挑战，需要面对“一颗卫星的研发费用得几百万，而公司第一轮才融了1000万”的窘境，钱都得掰手指头花。

　　微纳星空的脱困方案是缓慢迭代滚雪球。在高恩宇看来，许多前国家队创始人都知道技术路线应该怎么做，在前期资金没有那么充足的情况下，只能从小做起，接10公斤左右小卫星的制造任务。经过不断技术迭代，如今微纳星空研制的主流卫星产品达到500公斤级。

　　“双曲线一号”首飞成功后，星际荣耀估值从8亿元跃升至12亿元。布向伟表示，商业火箭公司早期的融资额一般在千万元量级。东方空间的首笔融资为5000万，可见2020年资本相较5年前更愿意向商业航天倾斜。虽然目前国内火箭企业还在追逐盈利拐点，但事实证明商业航天模式可以盈利。去年11月，SpaceX首席执行官埃隆·马斯克在社交平台X上称，当年第一季度SpaceX营业收入为15亿美元，首次实现盈利。马斯克同时预计，“星链”将很快实现正向现金流，并成为SpaceX最大的收入板块。

　　2020年，中国向联合国下属的国际电信联盟(ITU)提交了星座频谱申请，计划发射约1.3万颗低轨卫星，代号GW。2021年，中国卫星网络集团有限公司成立，负责统筹规划GW卫星互联网领域的发展，次年“星网工程”正式立项。除此之外，由上海市政府主导、业内称为“中国版星链”的G60星座，计划发射约1.2万颗低轨卫星。2023年7月，隶属国家队的长征二号丙运载火箭将一颗GW试验卫星成功送入轨道。同年12月，G60首颗商业卫星在上海格思航天卫星数字工厂下线。

　　顾行发向《中国新闻周刊》介绍，卫星应用有三大板块：一是卫星导航和定位，已在生活中广泛应用。二是卫星通信，GW与G60卫星都是通信卫星，“星网工程”建设成熟后，海洋和山区等基站难以触及的地区也能实现通信互联。2023年8月，华为发布新款Mate60 Pro手机，可支持卫星通话。同年10月，SpaceX推出了“星链”直连手机业务。卫星通信很快将惠及大众。三是卫星遥感，天气预报、国土资源调查、地图测绘等，都需求大量遥感数据，但这部分应用还有待进一步挖掘。

　　在刘百奇看来，卫星应用的发展代表着继政策和资本之后，商业航天发展的第三个推动因素已然成熟，也就是市场需求。布向伟称，SpaceX发布“星链计划”后，空间轨道和卫星频段成为必须抢占的资源，这意味着卫星的运载火箭和发射场成为核心需求。杨宇光对《中国新闻周刊》称，中国商业航天发展已具备充分条件，即既有了技术可行性，同时，下游应用领域也有了大规模需求。

　　刘百奇简单算了算账，假设国家发射1万颗卫星，低轨通信卫星目前国内平均造价算3000万元，硬件投入已超千亿元。以业内经验性的“10倍理论”来看，卫星形成的应用市场规模通常是硬件投入的10倍以上，因此下游应用可以轻松实现“万亿级市场规模”。艾媒咨询2022年3月发布的《中国商业航天产业发展趋势专题研究报告》预计，中国商业航天产业规模在2024年将突破2.3万亿元。2023年2月，泰伯智库发布《中国商业航天产业研究报告》称，到2025年这一数字将达2.8万亿元。

　　目前，市场空间未能得到充分释放。顾行发举例称，美国民用遥感数据已没有地面分辨率限制，谷歌地图常用的分辨率为0.27米，最高第22级低于0.07米。而国内民用遥感卫星分辨率限制在0.5米，数据共享等各方面的政策还不完善。因此，在切实维护国家安全的前提下，需建立衔接市场的政策措施。高恩宇认为，考虑到目前商业航天供应链薄弱，上下游供应和服务商仍然以体制内企业为主，数量有限且未得到充分竞争，可以给民用数据一个明确的市场份额定量，逐步放开遥感卫星分辨率限制。

　　“卫星数据向服务的转化还是弱项。”顾行发说。他将现在的产业链规模形容为一个哑铃，两头分别是上游制造和下游应用，中间的服务转化薄弱，限制了下游应用的发展。现在商业航天出圈的更多是火箭、发射台和卫星，这说明发展所需的原料有了，但要完全发挥其商业价值，在以火箭、卫星为代表的基础产业链形成的同时，还应同步构建卫星数据普及等信息增值服务产业链，释放下游市场空间，将哑铃状变为喇叭状。

　　“别叫我‘中国马斯克’”

　　商业航天的“内卷”很大程度上是在追逐需求的步伐。布向伟称，业内认为2026年国内将迎来卫星的高密度发射。对商业航天企业来说，能不能在这一时间点拿出运载能力更强、成本更低的火箭，是最大的考验。因此，各大火箭企业目前都有一种考前“赶作业”的感觉。如果不“卷”，将来在市场上就没有立足之地。

　　位于上海松江的G60产业基地计划在2024年发射并运行至少108颗卫星，提供初步的商业服务，到2027年建成一个参与全球竞争的完整产业链，基地产能为300颗卫星/年。作为“星链”的竞品，G60卫星总数达1.2万颗，覆盖全球的宽带网络需求。加上GW，10年内中国总共要送超过2.5万颗卫星上天，最终形成中国自己的卫星互联网完全体。从已经上天的卫星数量来看，“星网工程”落后于“星链”。

　　此外，根据ITU规定，卫星频率及轨道按照申报顺序获得优先使用权，也就是先到先得。SpaceX已经申请了4.2万颗卫星，据ITU官网数据，地球低轨卫星总容量约6万颗，目前各国申报数量已超7万颗。申报后也非一劳永逸，如果没有在规定时间内完成发射数量要求，则将被视为放弃轨道使用权。也就是说，“星网工程”要实现未来10年内的完全部署，平均每年要至少发射1300颗卫星。多位受访者表示，国内目前的发射能力还有较大差距。

　　为加快推进“星网工程”，海南商业卫星发射场建设于2022年7月开工，这是中国继酒泉、太原、西昌和文昌后建设的第五个发射场，也是全国首个商业航天发射场。目前，一号发射工位已竣工，2024年上半年，海南商业卫星发射场将完成火箭的首次发射，有望在年内实现常态化发射。全部建成后其将具备一年32发的能力。刘百奇指出，如果瞄准未来发射需求，当前的发射容量是不足的，但现在的发射量还没有崛起。发射量和发射需求是同步发展的，未来发射容量不会成为发展的限制因素。

　　其他方面的差距也要正视。高恩宇表示，国内商业航天虽然发展迅猛，但SpaceX动作更快。以液体可复用火箭为例，国内目前成功入轨的箭型还都是一次性消费品，而“猎鹰9号”在2022年全年61次发射与回收中就达到了100%成功率。目前，国内可复用火箭技术还处在初级阶段。2023年12月，星际荣耀的“双曲线二号”验证火箭在中国酒泉卫星发射中心进行了第二次飞行试验，成功完成一个高度340米的“蚱蜢跳”。蓝箭航天的“朱雀三号”VTVL-1可重复使用垂直起降回收火箭也于今年1月完成类似验证。

　　刘百奇用水杯当作箭体演示了回收验证过程。“蚱蜢跳”是验证的第一阶段，指火箭垂直起降，例如目前国内做的百米级垂直起降实验，过程中火箭发动机一直开着，比较缓慢地升空再落地，就像握住手里的水杯让它来回垂直移动一样。第二阶段还是垂直起降，但要打得比较高，就如同把手里的杯子往上抛出去很高，然后再想办法接住它。第三阶段则是完全模拟火箭出入大气层再返回的过程。国内目前还在“手不能离开杯子”的阶段，距离最终目标至少还有两年。而“猎鹰9号”在2016年就完成了第三阶段，这是最明显的差距。在可复用这样的核心关键技术领域，国内与SpaceX的差距可达10年。

　　布向伟指出，SpaceX在其他企业还没有形成能力的时候，已经跑得很远。“星舰”液体燃料箱的薄壁结构设计水平很高，质量系数可以达到4%~6%，国内常规的质量系数为7%，别看就1%，能省下好几吨辎重。杨宇光认为，在降本增效、规模化生产的探索道路上，起决定性作用的还是国家整体的科技与工艺水平。“星舰”采用304不锈钢铸箭体，材料每个国家都有，但能够用如此便宜的材料造出如此巨大且强度过关的整箭，说明SpaceX已经具备了较强的设计加工能力。

　　此外，商业航天的盈利模式还有待进一步研究。黄志澄表示，中国较有实力的民营企业，对开发太空和商业航天领域的投资仍然持观望态度。全球范围内，现在还没有一家民营商业航天企业上市。上市困难意味着盈利困难。SpaceX盈利主要的原因还是有了“星链”的反哺，这也体现了商业闭环的重要性。

　　作为北京市政协委员，刘百奇今年撰写了一份《关于加大对商业航天企业上市融资支持力度的提案》。他表示，要求航天企业这样一个高技术、高投入、高风险、高回报、长周期的行业在短时间形成盈利，才能登陆资本市场，将不利于行业快速发展。企业上市是解决资金问题的有效途径，因此他在提案中呼吁，希望政府进一步出台支持商业航天企业上市的政策。

　　多位受访者称，尽管中国航天对标SpaceX有诸多不足，但也有潜在优势。中国航天拥有多年积累和完整体系，涉及运载火箭、空间站、环登月、卫星互联网等多领域。而SpaceX受制于美国航空航天局(NASA)的订单，很难做到各方面均衡发展。黄志澄指出，虽然中国没有SpaceX这样一骑绝尘的头部企业，但受益于大量企业和积极配合的地方政府，可能演化出独有的发展道路。在他看来，商业航天的参与者有国家队和商业队，需要更高层级的部门来统筹二者的协调融合。

　　2月3日，北京商业航天产业高质量发展大会在亦庄举办，提出到2028年将在亦庄形成商业航天500亿级产业集群。大会正式发布了“北京火箭大街共性科研生产基地项目”，将于今年4月开建，2025年正式投入使用。黄志澄称，从江湖人称的“火箭一条街”到名副其实的“北京火箭大街”，中国走得很快。

　　SpaceX在北京时间2月16日又进行了一项“星链”任务，这次任务将22颗低轨互联网卫星送入了轨道，包含24小时内的三次发射，其中一次是“猎鹰9号”型火箭的第300次飞行。它的一级火箭于发射后8分钟返回地球，垂直着陆在太平洋一艘无人船上。这艘船名字叫“当然我依旧爱你”，取材于英国著名作家伊恩·班克斯的“文明”系列科幻作品中的名作《游戏玩家》，书中高级文明的一艘舰船便叫这个名字。

　　搭载“引力一号”完成海上发射任务的发射船名叫“东方航天港号”。在被问及为什么发射船名如此“直给”时，布向伟笑了。他表示，目前国内各企业的首要目标还是活下去，哪怕是有成果的企业创始人也不愿意讨论谁会成为中国的马斯克，因为SpaceX模式只能对标，不能模仿，企业要探索各自的生存之道。“别叫我‘中国马斯克’，那不是赞美。”布向伟摆摆手说。

　　《中国新闻周刊》2024年第8期

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