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    打通商业航天堵点 规模化生产与高可靠发射是第一步

      [  中关村在线 原创  ]   作者:新闻快讯

    打通商业航天堵点 规模化生产与高可靠发射是第一步

    天兵科技张家港智能制造基地厂房内部的天龙三号火箭

    商业航天是近期最热门的新兴行业之一。不同于一些存在不确定性的新兴行业,商业航天的短中期前景清晰可见:规模达数万颗卫星的星座将在太空中组建卫星互联网,成为未来通信、计算、感知的重要基建。美国商业航天巨头SpaceX的“星链”星座已发射超1万颗卫星,并已走上盈利道路。

    从卫星制造、发射、组网到卫星应用,商业航天具有万亿元市场规模,但当前其堵点也显而易见:卫星亟待发射,火箭运力严重不足,我国商业火箭公司尚没有一款大运力、低成本、高可靠的火箭。

    临近年末,我国新一代商业火箭即将首发。这批火箭都定位为大型液体可复用火箭,旨在服务卫星互联网组网发射。可复用是降低发射成本的关键技术之一,其进展在行业内外备受关注。不过,上海证券报记者采访专家及业内投资人士了解到,通过回收复用降低成本,并不能通过单次技术突破实现,而是经过持续验证后,通过高频次发射才能实现的结果。对于组网的迫切需求,在循序渐进攻克可复用技术的同时,进行规模化生产、提高火箭可靠性是当下更务实的选择。

    大量卫星亟待发射凸显火箭运力不足

    卫星互联网由部署在低地球轨道(LEO)上的大量卫星组成,被视为国家下一代战略基础设施。除了面向普通用户提供“无处不在”“永不失联”的互联网,通导遥一体化、天地协同计算、国防应急通信等领域都绕不开这张“太空网”。

    近年来,各国均规划了上万颗卫星规模的大型低轨卫星星座,如美国的“星链”、我国的“千帆星座”和“国网星座(GW星座)”。由于轨道和频率均是不可再生且高度稀缺的公共自然资源,国际电信联盟(ITU)制定了“先占先得”的规则,先申报频率并按时发射卫星,才能锁定频率使用权和轨道位置,否则逾期将被回收,面临被他国系统抢占、自身星座无法补网和全球服务断链的风险。

    2024年,“千帆星座”和“国网星座”相继拉开组网序幕。“国网星座”今年以来发射节奏明显提升,曾创下“9天3发”的纪录,目前已完成13组卫星发射。而启动组网更早的“千帆星座”目前仅完成6组共108颗卫星发射,第6批卫星与上一批发射间隔达7个月。相较之下,二者对标的“星链”卫星发射数量已于近期突破1万颗。

    现实的情况是,目前我国低轨卫星星座的发射节奏尚不能称为大规模组网,且面临“占频保轨”的压力——国际电信联盟规定,运营商须在申报7年内发射首颗卫星,9年内发射星座总数量的10%,12年内完成50%,14年内必须100%部署完毕。

    “当前的核心矛盾在于卫星亟待发射,而火箭运力却严重不足。”北京航空航天大学教授龚胜平对上证报记者表示,截至目前,承担两大星座卫星发射任务的火箭包括长征十二号、长征八号甲、长征六号改等“国家队”火箭,但这些火箭还需兼顾国家其他航天任务,排期紧张;与此同时,商业航天公司尚无成熟的大运力火箭可用,导致整体发射进度不及预期。

    今年年初和年中,“千帆星座”曾多次发布火箭服务项目招标,但反复因“供应商报名数量不足三家”而宣告失败。仅有一次由蓝箭航天、天兵科技和中科宇航成功入围候选人,但其计划提供服务的火箭都尚未进行首飞。

    业内共识是,卫星互联网真正的密集组网,会以民商火箭开始承担组网卫星的发射任务为标志。按照组网规模和周期,“国家队”的运力是远远不够的,必须依靠民商火箭充分进入市场。

    单一攻坚可复用技术难解发射堵点

    SpaceX旗下的猎鹰9火箭为“星链”提供了大运力、高频次、低成本的发射。据北京航天长征科技信息研究所统计,2024年猎鹰9火箭发射132次,猎鹰重型火箭发射2次,平均发射间隔仅为2.7天,共将2369个有效载荷送入轨道。从今年的发射情况来看,猎鹰9全年预计发射超160次。

    可复用技术是猎鹰9降低发射成本的关键。猎鹰9是当前全球唯一稳定、高频进行回收复用的火箭,其一子级(助推器)最高复用次数已超30次。近年来,国内商业火箭公司均追随猎鹰9的技术路线打造新一代火箭,如蓝箭航天的朱雀三号、天兵科技的天龙三号、中科宇航的力箭二号等。这些火箭虽然在技术上有一定差异,但“做一款大型液体可复用火箭”是各公司共同的目标。在实现这一目标的过程中,各火箭公司有着不同的节奏。

    成立最早的蓝箭航天选择“一步到位”,不仅最初就锚定大型液体火箭赛道,而且其朱雀三号首发即计划尝试一子级回收。其他新一代火箭虽也计划年内首发,但尚不进行回收试验。部分火箭公司因液体火箭技术难度高,选择先商业化技术更成熟的固体火箭,再研发中大型液体火箭。

    处于我国新一代商业火箭即将密集首发的节点,外界对回收试验抱有较高的期待。不过,龚胜平提示,可回收复用技术的目的是降低发射成本,这并非单次技术突破可以实现。

    “只有快速检修、测发流程、航区调度、备件供应链、数据反馈迭代的闭环跑通,让同一枚助推器连续飞10次、20次,把固定成本摊薄、把周转时间压短,可复用技术才开始真正兑现其价值。”龚胜平说。

    从单次回收到常态化发射还有多远距离?从SpaceX发展的历程来看,猎鹰9火箭2010年首飞,2015年底才首次回收成功,2017年开始将回收的一级复用发射,直到2020年前后实现大规模复用。

    面对国家卫星互联网组网的战略窗口与海量发射需求,业内认为,较之短期内聚焦可复用技术,通过规模化生产、提高火箭可靠性是当下降低成本更务实、更具接近性的方向。

    鸿富资产执行总经理胡顗凯对上证报记者表示,相较SpaceX单独搭建一套火箭、卫星制造体系,我国拥有更成熟完备的工业体系。在商业航天发展浪潮中,火箭、卫星各零部件环节都有大量企业参与,产能足够。依托中国制造体系发挥规模化优势,是本土商业航天公司有效降低成本的另一现实路径。实现规模化制造的前提是,先通过大运力、高可靠发射获得规模化订单,从而形成“高可靠发射—规模化订单—产业链协同降本”的良性循环。

    双轨并行桥接短期需求与中期目标

    对于这批蓄势待发的新一代火箭,胡顗凯认为,首发成功是验证稳定性的第一步。无论是否回收,一款新型号的火箭都要经历3到5次发射任务,才能达到相对稳定的状态。这一点预计在明年可以得到验证。

    “对于初步的回收复用试验来说,市场都抱有一定期待,但也要给火箭公司一定试错的空间。这是商业航天发展的必然规律。”胡顗凯说。

    龚胜平认为,先让“大运力火箭一次成功入轨”这件事跑稳,比“能不能漂亮地收回来”更紧迫。在当前大型星座迫切的组网发射需求下,行业更应关注的指标是新一代火箭的发射频次和成功率。

    在国内已成立数十家商业火箭公司的背景下,对于技术研发和规模生产节奏的把握,或初步划分出市场格局。

    申万投资投资总监独旭认为,明后两年是民营商业火箭的重要机遇期,“国家队”火箭产量还无法快速提升,但市场需求却在飞速扩张。一款民营商业火箭如果能同时满足运力足够大、成本足够低、稳定性和可靠性足够高的条件,就能迅速拿到订单、占有市场。走这一路线的火箭公司可能会最先跑出来,并为进一步迭代技术、大规模生产降本增效积累优势。

    “高可靠发射—规模化订单—产业链协同降本”的良性循环,还将为火箭公司带来现金流和营收利润的增长,并带动产业链获得收益。

    “商业航天是典型的‘三高一长’(高风险、高投入、高回报、长周期)行业,即使科创板第五套标准为商业航天公司打开了资本市场的大门,为其拓宽了融资渠道,但无论是在一级市场还是二级市场,尽早形成造血能力,始终是一条务实的路径,可为公司、产业、投资者和国家带来多赢。”独旭说。

    对于未来五年的行业发展,专家建议,双轨并行桥接短期兼顾与中期目标。

    第一轨聚焦产业规模化(2025至2028年),优先级最高:核心是满足星座组网的迫切需求,通过支持可靠液体火箭的标准化生产,最大化年产量,并利用沿海发射场的快速响应和高频服务,铸就高可靠性、低故障率且供应链自立的坚实基础,确保“一箭多星”发射常态化。

    第二轨并行推进运营化复用(2025至2030年):其要义在于实现经济可靠的火箭复用,从当前的单次验证逐步转向完整的“回收—检测—翻新—复飞”流程,加大对维护厂房、无损检测技术和物流优化的投入,将复用次数从“飞一次”推升至数十次,构建起可持续的产业链路。(记者:刘怡鹤

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