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中國(guó)民營(yíng)火箭公司,實(shí)力到底相當(dāng)于SpaceX幾成?

 小飛俠cawdbof0 2022-12-04 發(fā)布于北京

來(lái)源:太空那些事兒
作者:太空事兒君

前言

星空浩瀚無(wú)比,奮斗永無(wú)止境。

自2014年開(kāi)始,我們國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)了《國(guó)務(wù)院關(guān)于創(chuàng)新重點(diǎn)領(lǐng)域投融資機(jī)制鼓勵(lì)社會(huì)投資的指導(dǎo)意見(jiàn)》等系列政策,為國(guó)內(nèi)民商航天發(fā)展打開(kāi)了綠燈并持續(xù)注入“推進(jìn)劑”。此后僅僅在運(yùn)載火箭領(lǐng)域,我們國(guó)家就涌現(xiàn)出藍(lán)箭航天、零壹空間、星際榮耀、星河動(dòng)力、中科宇航等一大批民營(yíng)或混合所有制企業(yè)(為方便討論,本文均將它們歸入“民商航天”范疇)并實(shí)現(xiàn)了入軌發(fā)射。作為傳統(tǒng)航天的重要補(bǔ)充力量,民商企業(yè)在建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)的歷程中,必將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水平,發(fā)展體現(xiàn)我國(guó)特色、展現(xiàn)中國(guó)實(shí)力、充滿生機(jī)活力的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)業(yè)界共識(shí),而以2002年成立的SpaceX為代表的美國(guó)新興民商航天企業(yè),無(wú)疑是廣受關(guān)注的研究參考對(duì)象。

經(jīng)過(guò)10年探索,我國(guó)民商航天企業(yè)發(fā)展到了什么水平?我們還有哪些短板需要努力補(bǔ)齊,并力爭(zhēng)超越?今天筆者就嘗試通過(guò)中美數(shù)據(jù)對(duì)比,回答這些問(wèn)題。

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1中美民商火箭企業(yè)實(shí)力對(duì)比   


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民商航天最主要任務(wù)是滿足商業(yè)客戶需求,包括運(yùn)力、發(fā)射時(shí)間、入軌精度、成本、服務(wù)種類等方面,它們共同構(gòu)成了發(fā)射服務(wù)交付能力?;赟paceX等國(guó)外頭部企業(yè)經(jīng)驗(yàn),這一能力又由企業(yè)的動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)能、火箭總裝產(chǎn)能、測(cè)試能力、發(fā)射場(chǎng)可用性、火箭載荷、成功入軌頻次以及產(chǎn)品線豐富程度等方面決定,因此通過(guò)對(duì)不同企業(yè)各方面表現(xiàn)打分,加總后可以對(duì)發(fā)射服務(wù)交付能力進(jìn)行比較。

本文以2022年全球民商航天企業(yè)領(lǐng)頭羊SpaceX為標(biāo)桿,其以上各項(xiàng)方面均賦5分;另選取部分中美其它民營(yíng)航天企業(yè)(中國(guó)企業(yè)均為頭部民商火箭公司),以及2010年的SpaceX(以下簡(jiǎn)稱SpaceX 2010。之所以設(shè)定這個(gè)選項(xiàng)是因?yàn)?010年SpaceX正好成立8年,與2022年的中國(guó)民商企業(yè)歷程相當(dāng),可用于對(duì)比發(fā)展速度),依各自各領(lǐng)域相對(duì)于如今SpaceX的實(shí)力對(duì)應(yīng)賦分,得出下表:

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中美部分民商火箭企業(yè)對(duì)比。藍(lán)色:美國(guó)企業(yè);橙色:中國(guó)企業(yè)

以下是打分的詳細(xì)說(shuō)明。無(wú)需參考這部分內(nèi)容的讀者可以直接跳轉(zhuǎn)至第2部分:數(shù)據(jù)解讀與建議。

發(fā)動(dòng)機(jī):SpaceX和Rocket Lab目前均已生產(chǎn)數(shù)百臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),具備大量批產(chǎn)能力,5分;SpaceX 2010生產(chǎn)了足夠兩枚獵鷹9v1.0版火箭使用的梅林1C發(fā)動(dòng)機(jī),外加用于地面測(cè)試的產(chǎn)品,總數(shù)約小幾十臺(tái),3分;我國(guó)藍(lán)箭航天2022年已經(jīng)生產(chǎn)約40臺(tái)推力80噸級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī),3分;其它企業(yè)僅生產(chǎn)少量液體發(fā)動(dòng)機(jī)用于測(cè)試,或外包其它企業(yè)代為制造液體或固體發(fā)動(dòng)機(jī),1分。

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火箭總裝:SpaceX和Rocket Lab目前均已生產(chǎn)過(guò)不低于兩位數(shù)的火箭,5分;SpaceX 2010只制造過(guò)兩枚獵鷹9以及5枚較簡(jiǎn)單的獵鷹1火箭,3分;藍(lán)箭航天、星河動(dòng)力、星際榮耀目前均已經(jīng)開(kāi)始小批量制造火箭,3分;中科宇航暫未披露首飛箭之后的產(chǎn)品生產(chǎn)信息,1分。

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試車臺(tái):SpaceX、Rocket Lab、藍(lán)箭航天和SpaceX 2010均已有設(shè)施齊備的大型試車臺(tái)投入使用,年累計(jì)試車時(shí)間可達(dá)萬(wàn)秒以上,5分;星河動(dòng)力自有試車臺(tái)即將竣工,3分;其它企業(yè)暫未看到自有試車臺(tái)報(bào)道,以租用設(shè)施為主,1分。

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自有工位:SpaceX、Rocket Lab、藍(lán)箭航天、中科宇航和SpaceX 2010均已擁有自營(yíng)火箭工位,發(fā)射自由度相對(duì)較高,5分;其它企業(yè)目前租用工位,1分。

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單箭運(yùn)力:SpaceX獵鷹9號(hào)火箭最新版本低軌最大運(yùn)力超過(guò)20噸,已經(jīng)接近重型火箭水平,5分;SpaceX 2010的獵鷹9號(hào)v1.0版本火箭低軌運(yùn)力約8噸,屬于中型火箭,3分;藍(lán)箭航天朱雀二號(hào)火箭低軌運(yùn)力6噸,中科宇航的力箭一號(hào)低軌運(yùn)力也達(dá)到數(shù)噸級(jí)別,兩者都屬于中型運(yùn)載火箭,3分;其余企業(yè)火箭運(yùn)力在1噸以下,1分。

發(fā)射頻次:SpaceX每年發(fā)射超過(guò)10次,5分;Rocket Lab和星河動(dòng)力年成功發(fā)射次數(shù)位于3 - 10次區(qū)間,3分;SpaceX 2010進(jìn)行了兩次發(fā)射,1分;星際榮耀和中科宇航各進(jìn)行過(guò)一次成功發(fā)射,1分;藍(lán)箭航天截至目前暫未實(shí)現(xiàn)入軌,其首枚液體火箭朱雀二號(hào)預(yù)計(jì)年內(nèi)發(fā)射,暫不計(jì)分。

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產(chǎn)品線:SpaceX可以提供火箭、衛(wèi)星、飛船、空間站人員和物資輪換等產(chǎn)品和服務(wù),5分;Rocket Lab除提供火箭發(fā)射服務(wù)以外,也推出了多用途上面級(jí)、衛(wèi)星平臺(tái)等產(chǎn)品,3分;SpaceX 2010可以提供發(fā)射和飛船兩種服務(wù),3分;其它企業(yè)目前僅提供火箭發(fā)射服務(wù),1分。

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2數(shù)據(jù)解讀,以及對(duì)我國(guó)企業(yè)和行業(yè)的建議 


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首先再次貼出得分表以便參考:

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參考SpaceX 2010的得分,可以看出我國(guó)民商火箭行業(yè)自2014年以來(lái)實(shí)現(xiàn)了不亞于國(guó)際龍頭企業(yè)的發(fā)展速度,表明我國(guó)商業(yè)航天發(fā)展良好,決策正確,政策有效。實(shí)際上,我國(guó)也是除美國(guó)以外,目前唯一實(shí)現(xiàn)民商航天全面發(fā)展的國(guó)家。

但同時(shí)也應(yīng)該看到,如果都以2022年當(dāng)前情況進(jìn)行對(duì)比,我國(guó)目前得分最高的藍(lán)箭航天,成績(jī)相當(dāng)于SpaceX的6成或者Rocket Lab的7成左右。這說(shuō)明我國(guó)民商火箭企業(yè)雖然正在發(fā)展壯大,但目前實(shí)力與領(lǐng)跑者仍有明顯距離

我國(guó)民營(yíng)火箭企業(yè)與美國(guó)同行的主要差距,一方面來(lái)自生產(chǎn)、測(cè)試和發(fā)射基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)薄弱。SpaceX的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)證明,將研發(fā)、生產(chǎn)、測(cè)試和發(fā)射整個(gè)能力鏈條掌控在自己手中是控制成本、確保測(cè)試和交付進(jìn)度的關(guān)鍵,而我國(guó)民商火箭企業(yè)當(dāng)中,目前只有藍(lán)箭一家建立了比較完整的能力鏈條。在當(dāng)前發(fā)射頻率不高的商業(yè)航天起步階段,能力鏈條帶來(lái)的結(jié)果差異尚不明顯,但隨著國(guó)內(nèi)外商業(yè)航天市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)逐漸激烈,類似互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)“大魚(yú)吃小魚(yú)、快魚(yú)吃慢魚(yú)”的局面一旦出現(xiàn),能力鏈條將成為企業(yè)生存發(fā)展的關(guān)鍵,我國(guó)企業(yè)必須勇于投入,抓緊補(bǔ)上基礎(chǔ)設(shè)施的短板。

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低軌運(yùn)力達(dá)到60噸的SpaceX重型獵鷹火箭點(diǎn)火升空,該火箭也是全球現(xiàn)役產(chǎn)品的運(yùn)力王者之一。SpaceX對(duì)各國(guó)商業(yè)航天企業(yè)都形成了巨大壓力。

中美民商航天企業(yè)差距的另一大來(lái)源是發(fā)射頻率和產(chǎn)品線豐富程度。它們一方面取決于企業(yè)自身技術(shù)實(shí)力,一方面取決于市場(chǎng)開(kāi)發(fā)程度。

受國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、科技和工業(yè)基礎(chǔ)的影響,中美航天在技術(shù)上的距離是客觀存在的,民商航天如此,國(guó)家航天也如此。技術(shù)研發(fā)是踏實(shí)嚴(yán)肅的工作,沒(méi)有捷徑可走。唯有苦練內(nèi)功,腳踏實(shí)地攻關(guān)技術(shù)、培養(yǎng)人才,方有可能迎頭趕上。

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托馬斯穆勒,SpaceX 20年前創(chuàng)始員工之一,入職前已經(jīng)作為總師全程經(jīng)歷過(guò)推力300噸級(jí)液體發(fā)動(dòng)機(jī)研制,而我國(guó)全國(guó)至今沒(méi)有類似履歷的專家。

技術(shù)之外,我們國(guó)家航天市場(chǎng)也是有待進(jìn)一步耕耘的藍(lán)海。航天活動(dòng)理應(yīng)與國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān),我國(guó)GDP相當(dāng)于美國(guó)80%,而全年發(fā)射航天器總重量?jī)H相當(dāng)于后者1/3,尚不成對(duì)應(yīng)比例。

拓展市場(chǎng)需要商業(yè)航天企業(yè)進(jìn)一步發(fā)揮主觀能動(dòng)性。我國(guó)在國(guó)土管理、自動(dòng)駕駛、通信、物聯(lián)網(wǎng)、碳排放監(jiān)管等領(lǐng)域都將對(duì)基于衛(wèi)星的服務(wù)提出更多需求,航天仍需要與更多機(jī)構(gòu)更多行業(yè)結(jié)合,為國(guó)民經(jīng)濟(jì)做出更大貢獻(xiàn);另一方面,國(guó)家也應(yīng)當(dāng)在監(jiān)管、扶持等方面針對(duì)民商航天特點(diǎn)進(jìn)行靈活細(xì)化,例如是否可參考美國(guó)模式,采取“目標(biāo)引領(lǐng)+關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)考核分期撥款”等兼顧扶持和風(fēng)控的方式,向民企業(yè)開(kāi)放國(guó)家任務(wù);對(duì)于民商企業(yè),在確保安全前提下,適當(dāng)放松對(duì)試驗(yàn)審批、成功率的要求,以利產(chǎn)品迭代,等等。商業(yè)航天是將國(guó)家投入大量資源獲得的航天技術(shù)轉(zhuǎn)化成社會(huì)生產(chǎn)力和人民財(cái)富的重要渠道,其成長(zhǎng)壯大須多方努力與配合。

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SpaceX龍飛船是美國(guó)目前唯一實(shí)用載人天地往返工具。其誕生過(guò)程中,NASA就通過(guò)“目標(biāo)引領(lǐng)+關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)考核分期撥款”將開(kāi)發(fā)周期和成本都控制在非常理想的范圍內(nèi)。

把航天從可望不可及的高科技變成人們?nèi)粘I畹囊徊糠?,是時(shí)代賦予我們這代航天人的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。得益于多年扎實(shí)技術(shù)積累以及國(guó)家和社會(huì)的大力扶持,我國(guó)有幸成為極少數(shù)商業(yè)航天全面發(fā)展的國(guó)家之一,但我們依然有能力、有潛力更進(jìn)一步開(kāi)發(fā)太空資源,以更優(yōu)秀的表現(xiàn)為人類福祉做出更大貢獻(xiàn)。

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