中国民营商业火箭的成长之路不过刚刚开始

来源:36氪 2020-11-21 07:13中投网 A-A+
  北京亦庄,地盛南街9号。
 
  这里有一栋不起眼、但据说“风水不错”的小楼,曾一连出了三家上市公司。好运是这里的回头客,最近传出喜讯的,是同在该楼的星际荣耀,这家民营火箭公司,于今年八月获得近12亿元B轮融资。随后,在两公里外的蓝箭航天,完成了C轮12亿融资人民币;两天后,零壹空间也宣布了融资消息。在2020年这种经济环境下,民营火箭行业能获得如此密集的大规模融资,多少让人意外。上次这个行业如此密集的融资,还是两年前。
 
  春天来了吗?
 
  春天里的洗牌
 
  频繁的融资,得益于又一轮政策红利的释放。在头部公司从业者们看来,卫星互联网纳入新基建后,商业发射市场规模日益增长,但现有火箭运力缺口明显,这是机会。不过,万星计划研究院常务副院长刘语霏持异议。她指出,与往年相比,今年民营火箭行业融资规模更大,融资企业数量却更少。资本明显呈现出向头部公司聚集的趋势,“民营商业航天公司已从资格赛进入淘汰赛,裁判者正是资本”。[1]而对这一轮闯过资本关的民营火箭公司而言,钱虽落袋,却未必能睡个安稳觉——尚处于发育初期的商业火箭市场,民营火箭公司先天不足的问题亟待解决。
 
  民营火箭公司哪里不足?为何不足?一切都要从头讲起——
 
  首先,我国民营火箭市场开放较晚,多数公司都在2015年后成立,整个民营火箭行业也就五岁。2014年11月,国务院发文提出“鼓励民间资本参与国家民用空间基础设施建设……引导民营资本参与卫星导航地面系统建设。”开启了民间资本参与国家民用空间基础设施的大门,拉开了中国商业航天序幕。2015年起,国家发改委、财政部、国防科工局等多部门陆续出台了《经济建设和国防建设融合发展“十三五”规划》[3]《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015~2025年)》[4]《2016中国的航天》白皮书[5]、《中国北斗卫星导航系统》白皮书[6]等政策文件,均对商业航天产业发展表达明确支持态度。
 
  其次,到目前为止,资本和民营火箭公司没有改变中国航天发射市场的格局。
 
  未来宇航研究院发布的《2018中国商业航天产业投融资报告》显示,2018年全球航天发射114次,其中中国39次,发射航天器105个,在这39次发射任务中,与商业行为相关的发射仅13次,占三分之一。在仅占三分之一的商业发射中,一枚民营火箭都没有。这种处境不仅与市场开放程度有关,也与目前民营火箭公司的发展进程有关。一方面,诸多民营火箭公司中,实现固体运载火箭成功发射入轨的,只有星际荣耀(2019年7月发射成功)、星河动力(2020年11月发射成功)两家;另一方面,商业航天领域,首先是国家队,其次才轮到民企“新势力”,而无论是技术、资金还是人才,民营公司目前都难以和国家队抗衡。
 
  发动机之困
 
  火箭制造一度是全世界民企的禁区。
 
  火箭研发的所有流程,大学课本里就有,但大学生也不是一毕业就能做出火箭。民企也一样,他们面临的问题不是破解原理,而是摸索工程技术。“从科学原理到工程之间,需要有一个不断迭代试错的过程。”有业内人士告诉放大灯团队,火箭的技术和资金门槛远比卫星高,能不能承担得起试错的时间成本和资金消耗,是民营火箭公司面临的主要挑战。
 
  即使SpaceX也不例外。
 
  2002年,马斯克成立SpaceX时扬言,要把火箭发射成本降到原来的十分之一,但是随后的十多年里,他都一直在与火箭回收的失败作斗争。2008年,猎鹰火箭第四次发射之前,这位硅谷“钢铁侠”接受采访时几度哽咽,除了火箭一直爆炸到让他“怀疑人生”,童年的偶像尼尔·阿姆斯特朗、尤金·塞尔南也都反对或看衰他。直到2016年4月8日,猎鹰9(Falcon 9)成功实现了海上着陆,才让这一切迎来了转机。[8]
 
  相比马斯克“炸火箭”的烦恼,中国民营火箭公司目前面临的困难,则主要来自“如何制造出适合商业化的发动机”,这也是民营企业一切商业化发射变现的起点。火箭发动机是运载火箭的关键部件,约占运载火箭总成本的30%[9],而根据推进剂不同,火箭发动机又可分为固体发动机与液体发动机。固体发动机具有易实现大推力、可靠性高、发射操作简单、使用维护方便等优点,在各国航天发射中发挥着重要作用;但固体发动机比冲小、工作时间短、推力不易控制,重复启动困难[11]。液体火箭发动机具有比冲高、推力可调、可多次启动等优点;液体火箭发动机则向着提高运载能力、使用寿命、可靠性和适应性的方向发展。
 
  固体火箭的困局
 
  固体运载火箭是民营火箭公司的探索太空的首选,但他们遇到了不少困难。
 
  首先,他们要面对技术和市场都领先的国家队。
 
  航天科技与航天科工集团属国家队,二者旗下都有非常成熟的固体运载火箭产品,无论是在技术成熟度、发射的市场价格,还是响应速度、制造成本,都具有压倒性优势。
 
  国家队固体火箭的代表作是航天科工的快舟系列。公开数据显示,在国际商业发射市场,小型运载发射报价一般为每公斤2.5万至4万美元,而“快舟一号甲”火箭的报价不到2万美元/公斤,“快舟十一号”报价不到1万美元/公斤。除了价格优势,航天科工还从一开始就有着远超民营企业的资本优势。
 
  航天科工集团成立于2016年2月,主攻国内商业卫星发射市场。2017年完成A轮社会融资,募集资金超过12亿元,而当年全国民营火箭+民营卫星公司的融资总额也就亿元人民币左右[1]。到2020年,航天科工已设立12支产业基金,规模达到128亿元,共计投资100余个产业协同项目。
 
  长征系列运载火箭缔造者的中国航天科技集团,也专门成立“龙”系列商业运载火箭品牌来满足国内外商业载荷入轨需求。目前,“龙”系列产品规划为“捷龙”固体商业运载火箭系列和“腾龙”液体商业运载火箭系列两大类。“捷龙”系列中的首个型号——捷龙一号已经在2019年8月17日首飞成功。国家队在固体商业火箭上有诸多技术积累和显著的先发优势,那么民营火箭公司呢?
 
  融资额度暂且不提,技术也存在代际差距。中科院相关行业人士指出,相比在固体火箭领域技术成熟的国家队,目前市面上的民营火箭公司总体方案中,火箭运载能力、运载系数(运载能力/起飞重量)都存在明显差距,发动机性能亦难言突破。
 
  该行业人士指出,民营火箭公司必须需要解决以下问题:
 
  复制体制内落后技术,“攒火箭”,综合性能相当于20世纪50年代水平,运载能力偏小,运载系数不高(不超过0.5%);说服军方、民用市场的难度较大,应用场景狭窄,难盈利。
 
  “我们之前做朱雀一号固体商业火箭的时候,大部分部件甚至连发动机都从外部购买,怎么可能做得更便宜,怎么可能有足够的商业化空间。”蓝箭航天空间科技股份有限公司创始人、CEO张昌武告诉放大灯团队,“这是一个基本的商业逻辑问题。”
 
  那么民营火箭企业的未来在哪里?答案是像猎鹰9一样的液体可复用火箭。也只有在这一目前连国家队都在探索的领域,民营火箭公司才能闯出一条生路。
 
  出路:做液体可复用火箭
 
  整个民营火箭行业都在加紧研究液体火箭。
 
  蓝箭目前的发展重点为液体火箭朱雀二号,民企火箭行业最早实现固体火箭成功入轨的星际荣耀,如今也同样开始押注液体可复用火箭——双曲线2号。值得一提的是,液体火箭先于固体火箭出现,作为后来者的固体火箭本该是更先进的存在。但由于商业火箭希望通过复用火箭的方式降低成本,而液体推进剂,尤其是以液氧煤油和液氧甲烷为代表的液体推进剂,对于以可重复使用为目标的发动机来说具有性能好、成本低廉、资源丰富等优点,是可重复使用运载火箭的较佳选择。
 
  目前全球范围内,最成熟的液体可复用商业火箭是SpaceX开发的。
 
  早在2015年12月21日,SpaceX的猎鹰9就成功完成了一级火箭的回收。根据FAA(美国联邦航空管理局)的最新数据统计,SpaceX在全球商业发射市占率高达52%(按次数统计),按火箭型号来看,猎鹰9是完成商业发射次数最多的箭型[18]。
 
  以猎鹰9当前6200万美元的发射报价测算,在一子级重复使用、二子级不重复使用的情况下,回收复用后的火箭成本约1906万美元,约为初始成本的44%[18]。对于追求费效比和低成本的商业航天公司而言,可以节省近六成资金,可大大降低综合成本。这令国内整个商业航天行业纷纷转向液体可复用火箭技术。但与SpaceX相比,国内火箭民企差距明显。“蓝箭可能还在用马斯克上一代甚至是上上代的技术来制造自己的产品,但是我们也没有快车道可以走,只能从这里一点点的追赶。”蓝箭航天CEO张昌武告诉放大灯团队。
 
  此外,一旦未来SpaceX实现二子级回收,全球商业发射的价格还将进一步下降,届时中国民营火箭企业势必也将面临更为激烈的国际市场竞争。这也就意味着,中国民营火箭企业除了面临国家队的压力外,还至少要在SpaceX实现二子级回收前,完成对于一级液体运载火箭回收的研发和商业化,才有机会在将来的国际市场中保有一席之地。
 
  20吨的运力缺口,谁来补?
 
  即使资本、工程技术一时难以跟进,火箭民企也难抵商业发射背后庞大市场的诱惑,尤其是在2020年4月20日,中国官方正式把卫星互联网纳入基建范畴后,这一市场显得尤为诱人。
 
  中金证券测算,2021年将有20吨的运力缺口。新的卫星组网需求将带来年均28亿美元的市场规模,累计196亿美元,对应年均45次的发射需求。[18]不过民营火箭公司和国家队各自分工明确:国家队还会长期专注深空探测、载人航天、北斗导航等国家工程,民营火箭公司则有望在近年来全球蓬勃发展的中低轨卫星发射市场,解决增量市场的增量需求问题。“民营企业能做的,是在商业航天给国家队提供有力补充。”零壹空间创始人兼CEO舒畅告诉放大灯团队。
 
  急于把握历史进程的商业火箭公司,定位和市场前景也逐渐拨云见日。不过,迫在眉睫的问题是:2021年,20吨的运力缺口谁来补?这块在国家队商业航天和美国SpaceX双重挤压下的沃土,又需要多久才能开出花来?
 
  一切都还是未知数。能确定的是,整个民营商业发射行业都在自己既定的节奏里,前仆后继地为了生存和发展努力。中国民营商业火箭的成长之路,也不过刚刚开始。
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