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冷了几年 中国商业航天又热了

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经济观察报 记者 沈怡然 当地时间2024年3月14日早上8时25分,在33台猎鹰发动机的推动下,星舰这一直径9米、总长度121米的庞然大物,在巨大的轰鸣声中,从美国得克萨斯州博卡奇卡的自建发射场起飞,拖着长长的尾焰,冲向天空。

这是星舰的第三次试飞。这支人类历史上体积最大、推力最强的运载火箭,吸引了全球人类的关注——人们总算有兴趣集体关注一件战争之外的事情。在中国互联网上,星舰的发射也曾数次登上热搜榜。

借着热点,一些人恍然发现,2023年SpaceX(美国太空探索技术公司)发射火箭98次,占全球火箭发射次数的44.34%,SpaceX发射质量达1195吨,全球占比80%。更重要的是,2023年这家公司开始盈利了,这意味着商业航天这条路走通了。

在SpaceX研制的星舰接连试飞之时,中国商业航天也迈上了开放的第10个年头。

2024年,中科创星创始合伙人米磊发现商业航天迎来了一批新的投资人,大多数是国字头基金和地方政府的产业基金。米磊在这个领域已坚持10年,先后投资了超过20家企业,涵盖卫星总体、火箭总体、卫星网络运营和卫星应用等产业链上下游环节。

在这之前,这个行业已经冷了好几年。

2014年,中国商业航天市场开放。2016年前后,中国商业航天的新奇故事吸引了资本和市场的瞩目。但很快,随着资本的退潮以及商业航天与传统航天体制频繁地摩擦,这一市场陷入了低迷期。

但最近一段时间,变化开始出现:商业航天公司在火箭发射上陆续迈出关键一步,地方政府的产业基金代替美元基金,源源不断地涌入,而中国版“星链”等庞大计划为商业航天带来了可能的市场空间。

千域空天咨询有限公司创始人蓝天翼说:“当前阶段,中国的商业卫星和商业火箭都已经解决了从零到一的问题,现在正着手解决从一到一百的挑战。”他认为产业已经走到了一个新阶段,接下来,中国的商业航天企业将努力克服批量化生产、供应链重组和成本降低等三大瓶颈,以实现经济效益。

商业航天入场券

据航天科技集团发布的《中国航天科技活动蓝皮书(2023年)》,2024年中国航天预计将有100次发射任务。在多位航天产业人士看来,今年将是中国发射计划最为密集的一年。而在刚刚过去的2023年,多家商业公司成功发射了中大型液体火箭,取得突破性进展,证明了可重复使用火箭发射方案在中国的可行性。

2023年7月,蓝箭航天空间科技股份有限公司(下称“蓝箭航天”)成功发射了全球首枚液氧甲烷运载火箭,该火箭采用了蓝箭航天自主研发的首款大推力液氧甲烷发动机,起飞推力达到268吨。

液体火箭发动机通常包括液氢液氧、偏二甲肼/四氧化二氮、液氧煤油和液氧甲烷四种类型。目前,中国传统航天系统主要采用的是偏二甲肼/四氧化二氮和液氧煤油火箭发动机。相比之下,蓝箭航天选择的液氧甲烷火箭发动机属于一种全新的技术路线。

蓝箭航天历时近7年研发的这款液氧甲烷发动机,起飞推力达到268吨。而美国商业航天公司蓝色起源历时20多年研制的BE-4液氧甲烷发动机,起飞推力为250吨。

2023年11月,北京星际荣耀空间科技股份有限公司(下称“星际荣耀”)成功研制并验证了液氧甲烷可重复使用火箭发动机;此前的2023年4月,北京天兵科技有限公司(下称“天兵科技”)的首枚液体发动机运载火箭成功入轨。

可回收火箭的商业前景广阔,它可以在地球表面和太空之间自由飞行,甚至能长时间在轨道上停留,是实现载人航天、货运航天的关键。但是,这类火箭面临的巨大挑战在于发动机,其通常使用固体火箭发动机和液体火箭发动机,前者技术相对成熟,在中国应用广泛,后者则技术更新,研发门槛更高、周期更长。

液体火箭发动机的优势是可以用来研制可重复使用的低成本运载火箭,具备较强的经济性和环保性,符合商业火箭发展的大方向。

蓝天翼说,企业技术路线主要分为两类,有的选择直接研发液体火箭,属于高举高打模式;有的选择同步研发固体火箭和液体火箭,属于双轮驱动模式。市场上的蓝箭航天、天兵科技属于前者,北京星河动力航天科技股份有限公司(下称“星河动力”)、东方空间(山东)科技有限公司等企业属于后者。

蓝天翼说,商业火箭早期的目标是具备入轨能力。下一步目标是追求经济效益,包括进一步降低火箭的造价和提升发射效率。

天仪研究院创始人兼CEO杨峰说,一旦星舰成功发射,将进一步将火箭发射成本降低至900美元/kg,同时发射运力将达到100吨。这一水平将使大规模组网成为可能。

杨峰说,除了SpaceX较为领先之外,中国的火箭公司和美国其他火箭公司的进展是不相上下的。星河动力自2018年成立以来共发射11次火箭,成功率达到91%。相比之下,美国位列第二的商业火箭公司RocketLab自2006年成立以来共发射44次火箭,成功率也是91%。而RocketLab单次发射火箭的成本是750万美元,星河动力的成本是450万美元。

杨峰说,目前,全球航天平均发射成本在10000美元/kg—20000美元/kg,中国商业火箭的发射成本控制在14000美元/kg以下。2020年数据显示,SpaceX的猎鹰9火箭的发射成本约为2720美元/kg。

低谷与摩擦

中国商业航天起源于2014年,该年11月发布的《国务院关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》(国发〔2014〕60号)提出:“鼓励民间资本参与国家民用空间基础设施建设。”

自2015年起,一批民营企业纷纷涌入航天领域,开始研发、发射小型商业火箭和微小卫星。这些企业的技术、人才大多脱胎于两大航天集团。与此同时,航天科技集团内部也成立了商业火箭的部门。

新成立的商业航天公司主要负责总体设计,然后交由体制内的机构代工,大部分零部件也从体制内采购。最终,它们需要前往中国传统的发射场进行发射,这些发射场也隶属于国家队。

商业公司由于只负责总体设计,其产值远低于体制内单位,同时在一定程度上也无法避免与体制内的总体设计单位形成竞争。因此,航天领域仍然是由国有资本主导、民间资本为辅的格局。

商业航天的发展每迈进一步,都伴随着体制内外的摩擦和较量。在这种较量达到高潮时,曾一度对商业公司形成巨大的阻力和冲击。

一位民营航天头部企业创始人曾对经济观察报称,2017年时,体制内集团突然拒绝了他的火箭发动机采购需求,导致企业无法完成原定的首飞计划,对公司产生巨大影响。

2019年12月,《中共中央国务院关于营造更好发展环境支持民营企业改革发展的意见》发布,未提及航天领域对于进一步开放民营企业准入的政策。

受到种种因素影响,数年间,一些商业航天的投资机构,特别是其中的美元基金撤离,部分公司人员流失,一些人员回流到体制内。整个产业节奏放缓,退到了镁光灯外。一批商业公司经历了艰难时刻。倒逼之下,一些公司决定重寻出路。

蓝箭航天开始自研独立于传统航天系统的、适应商业市场的液体火箭发动机,实现所有关键零部件的全自主掌控。如今,这枚火箭已经在2023年7月成功发射,而且搭载了公司全自研的液氧甲烷火箭发动机。蓝箭航天的办公处和制造基地分布于北京、西安、上海、湖州。

星际荣耀在经历三次发射失利后,终于在2023年11月取得成功。双曲线二号验证火箭在酒泉卫星发射中心进行了垂直回收试验。这枚火箭采用了垂直回收技术,这代表着中国的商业航天拿到了可回收火箭的入门券,与美国的差距进一步缩小。

多位业内人士告诉经济观察报,中国的商业航天产业在2019年—2022年间一度陷入低迷,但自2023年开始,该产业基本摆脱了低谷。

华泰证券研究报告显示,从2015年至2021年,国内运载火箭的商业发射次数共计84次,其中国家队承担发射任务77次,而民营企业的发射任务不到10%。《中国航天科技活动蓝皮书(2023年)》显示,2023年全年共实施67次航天发射任务,数量排名世界第二,其中有26次是商业发射。

新玩家:地方政府和引导基金

政策对商业航天的热情正在增加,特别是地方政府。

2024年政府工作报告首次提及“商业航天”。2024年1月25日,北京市政府办公厅正式发布了《北京市加快商业航天创新发展行动方案(2024-2028年)》,旨在从多个方面推进本地商业卫星和火箭的建设,攻克可重复使用火箭等关键技术难题,加速卫星星座的构建。

2023年10月,上海市政府办公厅也颁布了《上海市促进商业航天发展打造空间信息产业高地行动计划(2023—2025年)》。

此前,安徽省、湖南省、湖北省、海南省、广东省、内蒙古自治区、山东省等地也相继发布了相关文件,力挺商业航天产业的快速发展,加强对相关企业的招商引资,全力部署本地的空天地产业链。

多位航天产业人士对经济观察报称,多省招商局人士表现出对商业航天感兴趣,诸多生产卫星和火箭的公司都在与地方政府洽谈,将相关的生产基地和配套设施落户当地。

2015年起,一批社会资本曾站出来支持商业航天企业,比如红杉资本、高瓴资本、经纬创投等,此后本土以技术为导向的早期资本也开始进入这一领域,比如中科创星、哈工大投资集团等。

米磊说,早期阶段,支持商业航天的资本主要是风险投资基金,现在进入该产业的新一波资本主要来自地方政府的产业基金,这些基金更倾向于中后期投资,其条件大多是在当地设立厂房或办公地址。

米磊说,地方政府应依据自身的资源禀赋来选择是否引入商业航天。首先,当地要有人才聚集能力,最好有相关的航天科研院所;其次,地理位置靠近国内的发射场,可以节省企业的运输成本。

米磊称,航天投资具有特殊性,相比人工智能、云计算等行业,其资产更重,上市周期也更长,每一轮融资的需求都比较大。从客观规律来看,火箭公司前期多次发射失败是一个必然的过程,需要整个社会对创新和失败有很大的包容性和耐心,而不是在有发射失利后就敬而远之,思维的变化是最根本的要求。

中国“星链”点燃市场需求

“星链”是SpaceX商业逻辑中的重要一环,为火箭发射提供了商业需求和资金来源。截至2024年4月,总计规划42000颗的“星链”已经发射了6000颗卫星。按照SpaceX的规划,到2024年年底,其将实现组网12000颗。

中国商业航天的突飞猛进也呼唤着卫星互联网的发展。蓝天翼告诉经济观察报,中国商业卫星市场的格局与国外并无本质区别,都是以卫星运营商的组网需求和订单为牵引,由市场化的卫星和火箭企业参与竞标并完成组网,再由卫星运营商以带宽、流量、图像等形式向用户提供商业服务来获得收入。

如今,中国版“星链”正在加速。

2021年4月,一家新央企中国卫星网络集团有限公司(下称“中国星网”)在河北省雄安新区成立。中国星网曾规划过一个“GW星座”计划,即在2035年之前进行大约12900颗卫星组网。

一位接近该公司人士告诉经济观察报,星网的人员构成来自多家央企,以电信运营商为主。公司的定位是卫星互联网供应链中总包商和运营商的角色,面向国资和民营的商业卫星、商业火箭企业以及产业链上配套企业进行招投标。进入供应商名录的企业,将参与到项目中,并在一定时期内提供卫星的批量化研制和生产服务、火箭的商业运输服务、地面测控等相关配套服务。

上海垣信卫星科技有限公司(下称“垣信卫星”)成立于2018年3月,大股东是上海联合。该公司深度参与了“G60星链”的规划,计划组网12000多颗卫星。天眼查显示,垣信卫星在2024年刚刚完成了67亿元的A轮融资。

银河航天(北京)科技有限公司(下称“银河航天”)已经具备百颗卫星的量产能力。目前在轨卫星已经有十余颗,其中8颗是低轨宽带通信卫星。银河航天的客户包括航天宏图信息技术股份有限公司(688066.SH,下称“航天宏图”)在内的一众企业。

银河航天星座通信系统架构师林广荣告诉经济观察报,公司有两大目标,一是推动商业航天供应链的开放。公司目前已经拥有1000多家供应链企业,而在2018年只有100多家。公司的另一个目标是推进卫星成本下降一个数量级,从千万元级别下降到百万元级别,接近星链的造价水平。

长沙天仪空间科技研究院有限公司(下称“天仪研究院”)在轨卫星已有30余颗,累计有200余个用户与公司签订了商业订单。目前,天仪研究院已具备年产数百颗卫星的能力,并正在建设一座智能卫星工厂。公司已发射中国首批商业SAR遥感卫星,能实现对道路桥梁、水库大坝、地铁沿线、滑坡点(群)、矿山形变、冰川活动等沉降监测和隐患排查。除此之外,天仪研究院还关注在轨验证的星座运营能力,搭建了天地一体化网络的自主运营管理平台,方便用户对入轨的卫星进行自主监测、任务规划和测试管理。

目前,长光卫星、天仪研究院、银河航天等公司都具备百颗卫星的批量化生产能力。杨峰对记者说,如果滴滴公司只运营一百辆网约车,就无法形成规模性产业,同样的道理,如果只有几十、上百颗卫星在轨道运行,也难以形成规模性产业。当前阶段,更多卫星在天上组网才能对地面服务能力形成颠覆性的提升。

米磊说,当前,中国商业卫星的主要应用还是集中在通信、导航、遥感领域,且需求没有达到放量阶段。接下来,中国的商业卫星公司不仅需要研究如何进行批量生产,还需要探索更多的市场需求和最终用户。实际上,不同于作为运输工具的火箭,卫星的难点在于如何尽快实现商业闭环。

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沈怡然经济观察报记者

大科创新闻部记者
关注硬科技领域,包括机器人及人工智能、无人机、虚拟现实(VR/AR)、智能穿戴,以及新材料领域。擅长企业深度报道及上市公司分析报道。发现前沿技术、发展趋势投资价值。

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