在浩瀚的宇宙探索征途中,商業(yè)火箭正逐漸成為連接地球與星辰大海的橋梁。一個名為“50x50”的深度探索欄目,正以全球視野聚焦于前沿科技領域的創(chuàng)新力量,每期深入一個細分技術(shù)賽道,挖掘最具顛覆潛力的創(chuàng)業(yè)公司。本文將帶您走進商業(yè)火箭這一激動人心的領域,探索其背后的技術(shù)創(chuàng)新與市場潛力。
提及商業(yè)火箭,不得不提的是其本質(zhì)——物流行業(yè)的新形態(tài)。商業(yè)火箭的貨主需求主要來自衛(wèi)星,其中最為矚目的當屬美國太空技術(shù)公司SpaceX推出的“星鏈”項目。該項目計劃部署4.2萬顆衛(wèi)星,為全球提供高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務,自2019年啟動以來,已發(fā)射超7000顆衛(wèi)星,平均每年發(fā)射數(shù)量驚人。
面對這場全球低軌道衛(wèi)星爭霸戰(zhàn),中國也迎頭趕上。2023年前后,中國啟動了“千帆星座”、“GW星座”和“鴻鵠-3”三個與“星鏈”相抗衡的星座計劃。然而,盡管目標部署衛(wèi)星總數(shù)高達3.8萬顆,但截至當前,已發(fā)射數(shù)量僅剛剛超過100顆,年均發(fā)射數(shù)量遠低于美國。這一差距背后,隱藏著巨大的市場空間和運力需求。
據(jù)測算,若單星重量按500kg、發(fā)射價格按4萬元/kg估計,該增量市場可達7600億,年均發(fā)射次數(shù)將達到約500次。隨著衛(wèi)星5~7年壽命的更新迭代,補網(wǎng)需求將持續(xù)帶來市場機遇。然而,當前的運力現(xiàn)狀卻極為有限,龐大的運力需求與有限的運力之間形成了鮮明的對比。
在美國市場,SpaceX憑借其技術(shù)優(yōu)勢和市場壟斷地位,獨占了99%的衛(wèi)星發(fā)射市場份額。而在國內(nèi)市場,由于市場剛剛興起且各家公司的技術(shù)起點相近,因此短期內(nèi)不會出現(xiàn)類似SpaceX的壟斷型企業(yè)。這為各家火箭公司提供了充滿想象力且公平的市場機會。
在商業(yè)火箭領域,貨主對火箭公司的訴求主要集中在運量、運輸過程可靠性、運力排期靈活性和運輸成本四個方面。其中,運輸成本是當前全行業(yè)最關(guān)心且亟待優(yōu)化的維度。商業(yè)火箭的終局是解決可重復使用和高成本問題,未來哪家公司的成本更低,誰就能取得最終的勝利。
SpaceX之所以能在商業(yè)航天賽道引領變革,關(guān)鍵在于其成功降低了火箭運輸成本至1500美元/公斤,并向著100美元/公斤的目標進發(fā)。相比之下,美國其他商業(yè)火箭公司的發(fā)射成本仍在2萬美元/公斤左右,而我國的商業(yè)火箭公司運輸成本仍遠高于6萬元人民幣/公斤的水平。
SpaceX實現(xiàn)成本降低的秘訣在于其技術(shù)創(chuàng)新。首先,通過提升火箭運力至100噸以上,大幅降低了單位重量的運輸成本;其次,采用不銹鋼卷成箭體、更高效的蒙皮桁條取代傳統(tǒng)鋁合金火箭工藝,成本直降10倍;再者,使用“筷子夾火箭”回收模式,將火箭的重復利用效率做到了史無前例。極高的發(fā)射頻次形成的規(guī)模效應和其他因素共同促成了SpaceX在行業(yè)里的成本革命。
在國內(nèi)市場,一家技術(shù)路線全面對標SpaceX星艦產(chǎn)品的創(chuàng)業(yè)公司——宇石空間,正備受矚目。該公司由唐文博士創(chuàng)辦,剛剛完成了數(shù)千萬元的天使輪融資。宇石空間擁有全國首個實現(xiàn)不銹鋼火箭技術(shù)路線的整建制團隊,創(chuàng)始人兼CEO唐文博士擁有豐富的液體火箭動力及結(jié)構(gòu)工作經(jīng)驗。
近日,唐文博士接受了鈦媒體創(chuàng)投家的對話邀請,就宇石空間的技術(shù)路線選擇以及中國商業(yè)火箭行業(yè)的發(fā)展趨勢與全球競爭力等問題進行了深度溝通。唐文博士表示,不銹鋼火箭憑借其材料性能優(yōu)勢,在回收過程中能夠消耗更少的能量、擁有更強的運載能力,并且在未來二子級回收工作中可以極大地減少保護鋁合金材料的防熱層成本。
唐文博士還解釋了為何選擇液氧甲烷作為動力方案以及“筷子夾火箭”回收模式的優(yōu)勢。液氧甲烷發(fā)動機解決了液氧煤油發(fā)動機容易結(jié)焦和積碳的問題,更適合火箭的重復使用。而“筷子夾火箭”回收模式在運力、制造成本和復用速度方面都具有明顯優(yōu)勢。
在談到制約商業(yè)火箭行業(yè)發(fā)展的普遍性問題時,唐文博士指出,價格高和產(chǎn)能低是當前行業(yè)面臨的兩大困境。價格高主要表現(xiàn)為運輸成本降不下來,而產(chǎn)能低則表現(xiàn)為火箭工藝和技術(shù)限制了每年的火箭產(chǎn)量和發(fā)射數(shù)量。他強調(diào),創(chuàng)新是提升產(chǎn)能的關(guān)鍵途徑之一,宇石空間所堅持的不銹鋼箭體路線正是這種創(chuàng)新的體現(xiàn)。
對于中美在商業(yè)火箭上的差距是否不可追趕的問題,唐文博士表示樂觀。他認為,在商業(yè)火箭領域,中國一定會趕上美國。SpaceX已經(jīng)驗證了商業(yè)火箭的發(fā)展路徑,實際上已將火箭發(fā)射的相關(guān)技術(shù)問題轉(zhuǎn)化為一個工程問題。而中國擁有強大的工業(yè)制造能力,當找到能夠發(fā)揮這一能力的戰(zhàn)略方向時,“后發(fā)優(yōu)勢”將非常明顯。
宇石空間計劃在2027年上半年實現(xiàn)自制火箭的首飛,并希望首飛火箭的價格能做到3萬元/公斤以下。目前,該公司已經(jīng)接到了首飛客戶的訴求,希望將一個探測器送上探索火星的軌道。隨著火箭二級不銹鋼薄壁共底貯箱的下線,宇石空間距離首飛任務又近了一步。