

SpaceX憑藉可複用火箭,將全球商業發射市場帶入“白菜價”時代。而中國商業航天企業仍在一次性發射的泥潭中掙扎,中國製造一直引以為傲的成本優勢受到挑戰。這背後不僅是技術創新應用的差距,更是航天工業體系轉型效率的較量。當低軌軌道資源僅剩不足10%,留給我們的時間不多了,中國商業航天必須從四個維度發起成本革命。

當前階段商業航天能不能發展起來,關鍵在成本。SpaceX之所以能夠打通整個商業閉環,核心就在於其成本優勢,這主要得益於可重複使用火箭的成功研製,而可重複火箭的成功又源於供應鏈效率。
我們從前面工業化、市場化、軍民融合等專題的系列分析,已經可以得出一個結論:SpaceX走過的這條路線,其實就是透過大規模終端需求驅動航天系統真正實現工業化,這也是航天技術走向成熟的標誌。對國內而言,這其中的關鍵基礎工作,是將原有的航天工業體系從服務小規模軍事、科研需求,向可同時滿足大規模民用需求轉型。
航天工業體系是指涵蓋了航天全產業鏈的生產、研發、製造、運營和服務的綜合體系。航天工業體系轉型的矛盾點,主要就在於小規模軍事、科研需求與大規模民用市場需求對航天工業產能、成本、效率的要求不同。
產能、成本、效率三者之間相互關聯,其中最大的矛盾還是成本,因為商業航天服務於大規模民用市場,以技術應用為主,目標是要盈利的,不可能和服務於軍事、科研需求的傳統航天一樣不計成本追求技術尖端。降低成本能夠釋放更多資源用於產能和效率的最佳化提升,增強市場競爭力,並進一步推動需求增長,形成良性迴圈。所以,只要抓住成本這個關鍵主要矛盾,產能和效率問題也將迎刃而解。
但是否解決了火箭的可複用我們就能實現相對於SpaceX的成本優勢?以及,降本是否只有研發可複用火箭這一條路徑?
在回答這兩個問題之前,必須要意識到,技術和市場是在發展變化的,一方面,對手在以更快的速度往前跑,低軌軌道資源正在快速消失,留給我們的時間有限;另一方面,在頂層設計缺失的情況下,尚無法確定我們需要多久才能跟上SpaceX歷經22年、且目前持續在迭代的可複用火箭技術道路。
因此,全面認識商業航天成本的多重影響因素,從中找到當前及未來所有可能的彎道超車方案,從成本這個角度再次驗證我們的戰略方向是否正確,就顯得尤為重要。
供應鏈效率影響全產業鏈成本。
目前分析SpaceX供應鏈管理特徵的文章,比較多的會提到垂直整合、供應商管理、扁平化組織架構、3D列印技術應用等方面。
從國內業界反應的情況看,我國原有服務於傳統航天的供應鏈還未能形成對商業航天的服務能力,雖然質量有保障,但在效率和成本上達不到商業航天的需要。脫胎於傳統航天的國有商業航天企業有較大優勢複用原有的供應鏈,但會受制於其服務能力。民營商業航天企業依靠各自力量自建的供應鏈質量效果差,標準和質量體系處於散亂狀態。
這就意味著,國有商業航天與民營商業航天之間、民營商業航天企業互相之間,從技術標準到基礎部件產線是完全割裂的。
供應鏈是航天工業體系中的關鍵環節,涉及從原材料採購、零部件製造、產品組裝到最終交付的全過程。供應鏈的效率和穩定性直接影響整個工業體系的執行效率和成本。商業航天供應鏈的不完善,對國有商業航天和民營商業航天都是極大的阻礙。
所以,我們在供應鏈效率上的主要問題不在戰術而在戰略層,需要技術與市場高效連線,形成專業化、市場化的產業結構,更需要軍民融合戰略的落地統籌。這是一個全域性性的系統工程,簡單“一放了之”,混蓋子,或者僅僅擴建幾個智慧工廠、投資一批產業園,無法解決根本問題。
這就要求承擔產業協調角色的相關機構,能務實地牽頭面向商業航天全鏈路做梳理工作,以及主要負責的經濟部門,著重發力落實航天工業體系的軍民融合。相信這會比搞單邊特色服務將各類經濟體分散孤立、各自為戰有用得多。
拋開頂層統籌是否能快速跟上不談,站在商業航天企業或企業集團層面,在產業鏈的任何環節,面向所處環節的全流程、全週期活動(包括立項、審批、監管在內)進行工業化改造,這其中就蘊含著大量提效降本的機會。在這個維度上,SpaceX的垂直一體化模式、供應商管理、組織架構管理方法論,以及先進技術的應用是有其借鑑意義的。馬斯克將生產軟體的方式引入到特斯拉生產線,利用特斯拉生產線的成功經驗改造火箭、衛星生產線,強勢推動FAA審批提效……已經很清晰地給我們指明瞭方向。

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軍民融合特區試點:在長三角/大灣區設立商業航天供應鏈創新中心,打通軍標與民標互認通道。
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關鍵部件國產化聯盟:建立液氧甲烷發動機、相控陣天線等20類核心部件的共享生產線。
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數字化改造:借鑑SpaceX“用造手機的方式造火箭”,2025年前實現80%以上供應鏈環節數字化管控。

第二戰場:
火箭回收技術能夠極大降低發射環節成本。
在星座建設中,發射環節成本一般能佔到總成本的50%左右,火箭複用是降低發射成本、實現航天運輸服務規模化的必經之路。可複用火箭設計方案決策上,需要平衡效能、成本、重量和可複用性等多方面因素。技術路線上,發動機是核心,其中液體發動機更適合可複用需求;在不同燃料型別的液體發動機中,液氧甲烷發動機憑藉其綜合優勢,目前被認為是最適合實現可複用的。
實現火箭回收同樣也是一個系統工程,難度還不只是火箭研製的部分,同時要求在回收流程、重複使用評估標準、安全監管等管理層面形成協同。要求的還是傳統航天與商業航天形成合力,技術和市場之間能夠高效對接,以市場需要為目標組織工程實現。目前市場的需求十分迫切,但問題是,傳統航天有豐厚的技術積累沒動力,商業航天有動力但缺少技術積累,所以需要在政策機制上提供兩端對接的機會、激勵與保障,這才是市場化機制的核心。
SpaceX的火箭回收技術,吸取了NASA太空梭的經驗和教訓,NASA透過多項合同為SpaceX提供了關鍵的資金支援、技術傳承、聯合創新、設施共享和監管協同。NASA對SpaceX的技術支援包括了開放技術資料、派駐技術人員、轉讓專利等。可以說,SpaceX的技術底座完全是來自於NASA,馬斯克團隊的作用更多是上層應用,類似於“航天科技研發工程師+產品經理”的合作模式。這也是NASA形成其美國空天領域超級介面地位的典型範式。
正是這種傳統航天與商業航天之間的緊密合作,共同完成了美國可複用火箭的工程實現。
我國的CASA、中科院等機構與NASA性質都完全不同,很難生搬硬套。在市場化機制缺失的情況下,從原來傳統航天體系向外拓展商業航天業務、在國有航天系統內協同是最有效的辦法,只是需要在商業航天板塊突破傳統航天管理慣性的制約。在市場化機制完善的情況下,各類商業航天企業才有可能充分利用我國航天技術積累,形成類似“NASA+SpaceX”這樣的合作模式,各類商業航天企業發揮各自優勢,批次實現火箭回收就只是個時間問題。
實際落地上,目前橫亙在我們面前的是如何跨越液體火箭發動機研發設計、實驗驗證、全箭總裝測試、配套基礎設施建設這個週期。SpaceX精準聚焦液體甲烷發動機這條可複用技術路線,從2002年啟動梅林發動機研製,到獵鷹九號首次成功回收火箭一級用了13年,目前在可複用火箭上的積累已經長達22年多,並且這是一家在戰略戰術上將東大研究透了的企業,基本沒走過彎路。
我國民營商業航天企業雖然都在複製SpaceX的技術路線,但受限於國內競爭大於合作的環境、資源保障條件和資本市場耐心,多半還是選擇先從技術比較成熟的固體發動機入手,快速取得成果後向難度更高的液體發動機過渡。這一定程度上對有限的資源形成重複性消耗,浪費了直接追趕已經驗證過的技術路線的時間。可見,在我國商業航天發展上,分散的力量和因素遠大於集中,舉國體制優勢未能體現。

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技術路線:集中資源突破液氧甲烷發動機,2026年前完成百次連續點火驗證。
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政策創新:建立可複用火箭專項保險基金,對首飛成功的液氧甲烷火箭給予1億元風險補償。
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場景倒逼:聯合電商巨頭,簽訂2028年前發射3000顆物流監測衛星的訂單,用市場需求牽引技術迭代。

通導遙一體化能夠極大降低星座建設綜合成本。
衛星通訊、導航、遙感一體化不僅能夠降低星座建設綜合成本,還有助於增強各系統服務效能,對於加速當前相對落後的衛星網際網路商業化程序、提高軌道資源和地面基礎設施利用率有著重要意義。
在工程實現上,涉及不同系統硬體設施、軟體協議、頻段及訊號的相容問題,對衛星平臺設計方案、衛星網路架構、多源資料處理能力、系統安全與抗干擾能力等也提出了更高要求。是當前國際空天資訊產業競爭熱點,各主要航天國家都在加速突破。
SpaceX的升級版衛星網際網路——“星盾”就是通導遙一體,據網路訊息“星盾”已於2024年5月正式投入執行。
我國兩院院士、國家最高科學技術獎得主、武漢大學李德仁教授早在2006年就向國家自然基金委員會提出了通導遙一體的天地網際網路基礎理論與技術研究建議,很可惜直到2013年相關機構才開始啟動研究計劃,2022年武漢大學與山東煙臺合作共建“東方慧眼”星座計劃,該星座計劃正是基於李德仁院士團隊的研究成果,發展速度很快,但規模還很小,影響力有限。
從目前看,我國通、導、遙的相關科研力量和運營體系依然是相互獨立,各自發展。

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頂層設計:成立空天資訊一體化辦公室,統籌航天科技/科工、北斗辦、遙感衛星中心等機構。
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終端革命:開發手機直連衛星模組,支援雙向語音通話+影片傳輸,用10億級消費電子市場攤薄研發成本。
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資料變現:搭建太空資料交易平臺,將遙感資料定價從萬元/景降至百元級,啟用農業、物流等民用市場。

商業航天的綜合成本底線是由整個基礎工業體系、經濟結構決定的。
前三個方面我們都需要追趕。但從長期發展以及商業航天全域性而言,一旦在前三個方面打平,起決定因素的就是我們最擅長的第四部分。這也是我們在各個工業行業擁有強大競爭力的根本所在。在商業航天領域,我們對美國喪失成本優勢,這種情況根本不應該發生。
我們擁有全球獨一無二的完整工業體系,在工業生產和貿易成本上本身就有巨大優勢,這也是其他國家在很長時間都無法追趕的。所以,前三個方向我們甚至無須做到和SpaceX一樣的程度,就能將成本與之拉平。
SpaceX的成本起點比我們高,美國去工業化、務虛的經濟結構造成工業基礎設施老化,技術人才存在大量缺口且人工成本高昂,基礎工業完全空心化,如果戰略上站到同一起跑線,比拼成本無論如何SpaceX不可能佔優勢。目前的競爭格局,只是因為我們戰略應對滯後,讓SpaceX打了個時間差。

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基礎設施:在海南文昌建設商業航天超級工廠,整合3D列印、機器人焊接等工藝,目標年產50發中型火箭。
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人才破圈:啟動“航天工程師+網際網路產品經理”雙軌培養計劃,用網際網路思維重構研發流程。
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金融槓桿:設立2000億商業航天產業基金,對實現軌道級發射的企業給予發射成本30%補貼。

2024年發射資料對比:

根據國際電聯規則,申報的衛星需在6年內完成50%部署。這意味著SpaceX的5.2萬顆申報衛星需在2030年前發射2.6萬顆——平均每天要發射8顆衛星(截至2024年底已發射在軌7632顆)。而中國若想守住申報的2.3萬顆資源,2025年起僅商業航天部分每天至少要發射5顆以上。
2025:建成海南超級工廠,液體火箭產能突破30發/年
2026:實現80噸液氧甲烷發動機百次試車,可複用火箭首飛
2027:通導遙一體化星座在軌衛星突破1000顆
2028:商業發射成本降至1萬元/公斤(當前約2.5萬元)
2030:在軌衛星總數超1萬顆,奪取20%低軌資源
留給中國商業航天的時間不是5年,而是未來18個月——2025年底前若不能實現日均1次發射,低軌戰場將徹底失去翻盤機會。
這場成本革命,註定是工業化能力與制度創新的終極對決。
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本文轉載自“數字時代全景窗”,原標題《商業航天彎道超車:破解成本困局的四大關鍵戰役》。
為分享前沿資訊及有價值的觀點,太空與網路微信公眾號轉載此文,並經過編輯。
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