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风动九霄,中国商业航天进入液体火箭时代

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创头条

元航资本创始合伙人 陈东

1.风起云涌,龙腾虎跃

2023年4月2日,天兵科技研制的“天龙二号”遥一运载火箭在我国酒泉卫星发射中心首飞成功,成为我国商业航天首枚实现入轨的液体运载火箭,打破了全球私营火箭公司液体火箭首飞不成功的魔咒,同时也完成了国产煤基航天煤油的首次实际飞行验证。经由此次成功发射,天兵科技成为率先迈入液体运载火箭的大门的中国民营火箭企业,也引领中国商业航天进入了液体火箭的新发展阶段。

2023年7月12日,蓝箭航天研制的朱雀二号遥二液体火箭由酒泉卫星发射中心发射并成功入轨。此次飞行有效验证了2022年12月首飞失利的“朱雀二号”遥一火箭游机故障的归零成果,“朱雀二号”遥二成为全球首枚成功入轨的液氧甲烷运载火箭,标志着我国在新型低成本运载火箭液体推进剂应用方面取得突破,具有重要象征意义。

2023年5月18日,我国目前唯一通过轻型固体火箭实现了运载火箭商业化批量发射的民营火箭公司星河动力,经由安徽地方媒体发布了其“智神星一号”中大型液体火箭的总装下线仪式。该液体火箭的一子级采用3.35米直径箭体内并联7台发动机的动力组合,使得该火箭具有垂直回收可重复使用的基础物理架构,这是我国首枚完成总装并以实物形式公开亮相的具有可重复使用能力的中大型液体火箭。星河动力在火箭总装下线仪式上同时公布了“智神星一号”后续60余项的大型试验计划、明年年中首飞的时间节点以及重复使用50次的设计目标。

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图1. 中国商业航天正在进入液体火箭时代

除了上述三家企业之外,我国多家商业航天企业在液体火箭总体设计、液体火箭发动机研发、液体火箭推进剂贮箱制造等领域均取得可喜进展,呈现出商业液体火箭“大鹏一日同风起,扶摇直上九万里”的群体突破态势,多种迹象表明中国商业航天正在进入液体火箭时代。

笔者于2020年7月在投融资网络媒体上发表了两万字的长文《乘风破浪的中国SpaceX们:我国民营火箭公司巡礼》,全面梳理了起步阶段的中国民营火箭公司,三年来各火箭公司基本按照上文的预测轨迹发展,也出现了新的黑马。本文作为上文的续篇,依据公开资料总结评述我国民营火箭公司的最新发展态势,肯定取得的成绩,更主要的是深刻剖析存在的问题,没有批评赞美则没有意义,以期共同探寻我国民营商业火箭事业的健康发展之路。

2.从“讲故事”、“争第一”到回归商业本质

2014年11月国务院第60号文提出“鼓励民间资本参与国家空间基础设施建设”,2015年11月国家发改委等部门联合发布了《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015—2025年)》,明确鼓励民营企业发展商业航天,2015年被认为是中国商业航天元年。在国家政策的支持下以及国外SpaceX公司等成功案例的激励下,从2015年到2020年我国陆续出现了蓝箭航天(2015.6)、零壹空间(2015.8)、星际荣耀(2016.10)、深蓝航天(2016.11)、星河动力(2018.2)、天兵科技(2019.4)、箭元科技(2019.11)、东方空间(2020.6)等中国民营商业火箭公司。除此之外,还有央企航天科技和航天科工的商业火箭公司“长征火箭”和“科工火箭”以及来自航天科技的创始团队与中国科学院组成的混合所有制企业中科宇航(2018.12),中国商业火箭公司的数量在国际上首屈一指。

2015年蓝箭航天与零壹空间成立,2016年星际荣耀与深蓝航天成立,这些最早成立的一批民营火箭公司到目前已经历时8年左右,8年时间对于许多其它行业已经可以使一家优秀的初创公司成长壮大乃至走上IPO资本市场,商业火箭虽然有其高门槛和长周期的特点,但是8年已经是一家初创火箭公司可以交出第一份答卷的时间。

如果审视我国民营商业火箭企业的发展现状,我们无须讳言8年来我国不少民营商业航天企业递交的答卷并不算亮丽,距离公众和资本的期待还有距离。按照成立的时间顺序观察成立于2015年和2016年、已经运行了7到8年的几家民营火箭公司,我们可以看到:

蓝箭航天在8年时间内建立了较为完整的液体火箭总体设计、发动机研制体系以及科研生产基础设施,在火箭之外的其它领域也多有布局,不久前首次实现了液体火箭的成功入轨。但以公众对头部企业更高的期望来看,8年实现入轨的漫长时间本来可以再缩短一些,此前四年的固、液火箭连续两次失手反映出公司内部决策、研发和运营需要改进之处颇多,即使刚入轨成功的“朱雀二号”要成为一型真正具有商业竞争力的液体火箭还有许多工作要做。

零壹空间在2019年3月经历了一次完成度很低的小型固体火箭的入轨发射失败之后,火箭研制团体解体,目前公司作为一个商业航天零部件供应商而存在。

星际荣耀在2019年7月成为中国首家实现火箭成功入轨的民营火箭公司后获得了巨大的荣誉,但随后四年经历了其“双曲线一号”小型固体火箭连续3发失败的至暗时刻;研制多年的液体火箭“双曲线二号”规模过小,缺乏面向低轨宽带卫星互联网星座建设的运载能力,也面临着需要调整的问题。

深蓝航天自2016年11月注册成立以来,主要完成了配备单台小推力液体火箭发动机和简易箭体的小火箭百米级和公里级的垂直着陆试验以及20吨小推力液氧煤油发动机的整机试车,该公司距离实现全尺寸液体火箭的成功入轨还需要奋力前进。

相对于较早成立的民营火箭公司,稍晚成立的几家民营火箭公司反而走在了行业前列。

天兵科技2019年4月成立后专注于液体火箭的研发,公司成立之初提出了颠覆全行业的“HCP单组元推进剂”液体火箭方案并获得了天使轮投资,但在公司获得了完整的液氧煤油发动机研发团队后迅速转向了更现实的液氧煤油技术路线,并以极快的速度推出了民营企业首台高压补燃循环中小推力液氧煤油发动机并完成了百吨级大推力液氧煤油发动机的全系统试车。为了确保“天龙二号”液体火箭的首飞成功,公司从“液体火箭动力国家队”航天科技集团六院购买了六院面向商业航天开发的液氧煤油发动机装配于“天龙二号”一子级并取得了发射的成功,天兵科技成为了第一家实现液体火箭成功发射的中国民营火箭公司,其更大规模的“天龙三号”大型液体火箭正在研制中。

星河动力自2018年2月成立以来坚持彻底的商业化、市场化思维,制定了“固液并举”的技术路线,产品谱系完整,其“小固+中液”的产品配置在民营火箭公司中独树一帜,轻小型低成本固体火箭主打现有微纳卫星的零散发射市场,可以从现存市场快速获得现金流;中大型可重复使用液体火箭面向未来卫星互联网星座组网发射市场并兼顾现有中型卫星的发射市场,实现公司的发展壮大。小型固体火箭“谷神星一号”已经取得六发全胜的优异成绩,综合星河动力在巴黎航展的最新披露及公司公众号等公开信息,公司的小型固体火箭今年下半年将发射8-10发,明年预计订单20发,最终实现每年40发的高密度常态化发射,另外公司面向防务市场的固体超音速巡航靶标也已完成研制并投入批产。据概略估算星河动力仅依靠上述两种固体火箭产品线近期即可产生10亿元量级的年收入,成为首家实现运载火箭批量生产、发射及商业闭环的中国民营火箭公司。

星河动力在液体火箭领域同样处于行业前列,“智神星一号”是国内首型跨越PPT阶段以实物形式公开展示的中大型可重复使用液体火箭,公司自研的全套液体动力系统已经齐套,包括50吨可变推力液氧煤油发动机和液体辅助姿控动力系统,回收算法方面突破了基于序列凸优化的垂直回收制导控制技术。“智神星一号”预计于2024年年中首飞,2025-2026年实现垂直回收。星河动力是目前罕见的能够满足科创版对拟上市商业火箭企业基本要求的民营公司,即“连续发射成功、具有规模化收入的行业独角兽”,公司于2022年11月完成股改,有望成为率先登陆资本市场的中国民营火箭公司。

我们在中国民营火箭公司出现8年后的今天再来观察,有的公司勇立潮头,有的平稳发展,也有的走了弯路甚至归于沉寂,造成民营火箭公司这种发展落差的原因有多种,包括团队从业经验、技术水平、外部资源、融资能力等方面的差异,最根本的恐怕还是在于创始团队的指导思想,搞商业航天,是否具有坚定的商业化、市场化思维,是否把火箭产品真正能够适应市场需求并产生效益放在首位。如果偏离上述思路,则会在企业发展的决策中动作失稳,迷失方向,甚至要走弯路。

中国民营火箭公司在起步阶段完全依靠融资来生存,在获得天使轮投资前通过“讲故事”来谋求投资机构的青睐,获得首笔投资后,一些初创民营火箭公司希望通过尽快发射、尽快入轨,争夺各种定语下的“第一”来博取舆论和投资人的关注,达到拉升估值、获取持续投资的目的。在一定时期内“争第一”成为一些公司制定产品研发规划的首要决策依据,但是要追求“快”就难以顾及“稳”和“实”,导致急功近利,产品缺乏商业价值,有的发射活动沦为表演而不是产品迭代的必需,最后反而欲速则不达,相关案例在中国民营火箭的8年发展史中并不罕见。

早在2018年的4、5月间,零壹和星际荣耀就上演过民营航天的单级亚轨道固体小火箭的首飞争夺战,现在回头看这些行为如过眼云烟,毫无意义。

星际荣耀2019年7月争得第一个入轨荣誉的“双曲线一号”遥一火箭实际商业运载能力有限,入轨成功后公司随即对遥一火箭的构型、动力、控制诸方面进行了大改,最终遥二火箭重量增加35%,高度增加20%,遥二相对于遥一几乎成了一型全新的火箭,这也是导致其后续发射三连败的重要原因。如果公司在火箭的设计之初不那么急迫,而是从火箭的商业本质出发来规划和设计产品完全可以避免上述返工和弯路。

蓝箭航天以其公司规模、研发实力、基础设施和融资能力被公认为行业头部企业之一。我们回顾一下蓝箭8年的发展历程可以看到,如果公司过去的几个关键步伐走得更稳健更扎实,今天的蓝箭完全可以有更好的发展局面。

蓝箭的“朱雀一号”小型固体火箭显然是一枚在“争第一”思路下的“短平快”产品,在冲击民营公司首个入轨火箭桂冠的紧迫时间约束下和全套外购动力和控制平台的限制下,蓝箭很难对该火箭进行深入研究和测试,“朱雀一号”在2018年10月的首飞失败也在情理之中。

2018年7月蓝箭对外公布了“朱雀二号”中型液体火箭的设计方案,该火箭采用新型液氧甲烷推进剂,但从运力和构型上完全参照了我国“长征二号丙/丁”中型常温液体火箭,采用成熟火箭的方案有利于尽快实现入轨和降低研制风险,但模仿70年代启动研发的老式火箭也带来了两个问题。首先,“朱雀二号”与“长征二号”同样的一子级4台发动机并联的构型无法满足火箭垂直回收7-9发并联的技术要求;其次,“朱雀二号”采用与“长征二号”相同的“游动发动机(游机)”的二子级姿控方案,带来了二子级动力系统复杂度高、结构重量大的缺点,“朱雀二号”遥一火箭发射失利恰恰是因为游机出现故障。

据蓝箭公众号报道,蓝箭目前已决定放弃游机方案,从“朱雀二号”遥四火箭开始改用“摆动喷管二级发动机加RCS姿控”(TQ15A+YQ10组合)的现代主流控制方案并立即起到减重400公斤的显著效果。 “朱雀二号”遥二、遥三火箭仍然采用游机方案,遥二火箭已经复飞成功,但采用新的姿控方案的遥四的发射又将等同于一次新火箭的首飞,如果遥四成功,“朱雀二号”的成熟将在遥五、遥六两发成功后实现。可见当初为了加快研制进度、快速实现入轨而选用的老式成熟火箭方案反而使“朱雀二号”走向成熟付出的研制成本和时间成本较高。

“朱雀二号”的游机姿控方案已改,但其一子级四发的布局难以更改,蓝箭现役67吨海平面推力液氧甲烷发动机体积偏大,在“朱雀二号”3.35米直径箭体内只能装下4台,如果要满足垂直回收要求的7-9发并联的构型只能在更大直径的箭体内实现,应该会在“朱雀二号”之后的3.8米或者4.2米直径的大型液体火箭上实施。关于可重复使用液体火箭,蓝箭的官方表态是“已经启动了可重复使用火箭的项目,期望于2025年取得大的进展”。

如果谈到民营商业火箭公司的商业和市场意识,就不能不再次提到星河动力。星河动力创始团队在航天科研、生产、管理第一线的多年历练使得他们对商业航天的技术和市场有独到而深刻的理解,创办公司后走出了一条极为务实、商业和市场思维极为坚定的发展之路。五年前公司成立之初制定的“小型固体火箭加中大型可重复使用液体火箭并行发展,液体火箭走务实液氧煤油路线”的规划已经初步结出硕果,基本没有走弯路。星河动力存在的缺点恐怕还是在发展道路上谨慎有余而魄力不足,如果能够抓住早期商业航天大发展的有利时机快速扩大公司规模、吸引更多高端人才加入,公司及产品应该会有更快更好的发展。

星河动力创业之初就从市场需求出发定义了“谷神星一号”小型固体火箭和“智神星一号”中大型可重复使用液体火箭的基本性能和运力,然后根据顶层设计自上而下提出对动力的需求,并开展彻底的自主研发及充分试验。两型火箭的所有固体火箭发动机、液体火箭发动机及液体轨姿控辅助动力系统全部根据火箭总体的需求自主设计研发,没有从供应链购买现成货架产品,自研的火箭动力完全按照总体设计的需求研发,从根本上保证了火箭的综合性能。        

在“谷神星一号”轻型固体火箭的研制中,星河动力创造了“100人、1亿元、2年9个月”实现火箭入轨的世界航天史上的惊人纪录,“谷神星一号”对微小型卫星发射市场精准的匹配、优异的性能、六战全胜的成绩已经对现有小卫星客户产生了虹吸效应,目前订单充足,已经产生可观现金流并逐步显现出规模效应。

在“智神星一号”液体火箭的规划设计中,团队根据研制中大型可重复使用液体火箭的市场需求,在当前我国液体火箭部组件供应链能够成熟提供的3.35米直径贮箱箭体的约束下,规划和研制出了体积和推力适中、可以在3.35米直径箭体内并联安装7台的50吨可变推力液氧煤油发动机。“智神星一号”两级半构型火箭的低轨运力达7吨,700公里SSO轨道运力近4吨,“智神星一号”是目前中国民营火箭公司唯一基于成熟3.35米箭体并且起飞推力在300吨以上的中大型可重复使用液体火箭,按研制进度将成为我国最早批次首飞的可重复使用液体火箭之一。

正如我国“长征二号丙/丁”这类中型液体火箭是实际发射数量和需求量最大的液体火箭,民营火箭企业基于3.35米直径箭体的中大型可重复使用液体火箭及其扩展型可以兼顾现有的卫星发射市场和未来卫星互联网星座的批量发射需求,是一种进可攻退可守,具有较高的市场适应能力和较低的市场风险的火箭产品;同时其3.35米直径箭体贮箱制造供应链成熟,火箭规模和技术跨度适中,技术风险比研制大型液体火箭更加可控。

我国商业发射市场是个多样化的市场,每个公司的资源禀赋和对市场的理解不同,天兵科技聚焦于液体火箭的研发,尤其看好大型液体火箭的市场。以往我国大型液体火箭主要用于承担国家重大航天任务,发射数量比较少,但“星网”工程的出现加大了对大型液体火箭的需求。

天兵科技不久前通过“天龙二号”实现了中国民营公司液体火箭的首次成功入轨,“天龙二号”遥一火箭是一枚两级半中小型不可复用液体火箭,2吨的低轨运力相当于“长征二号丙/丁”中型火箭的一半,SSO运力则与之相当。通过“天龙二号”的研制,天兵科技获得了首家实现液体火箭入轨民企的头衔,锻炼了技术团队,走完了液体火箭研制和发射的全流程,为后续更大规模液体火箭的研发打下了基础。

天兵科技正在全力研制“天龙三号”大型可重复使用液体火箭并计划在2024年5月实现首飞。如果天龙三号研制成功,将是一个震撼全行业的里程碑式事件。“天龙三号”从外形尺寸、火箭构型、起飞重量、起飞推力、运载能力各方面完全对标SpaceX“猎鹰9号”大型液体火箭,“天龙三号”的不回收近地轨道运载能力达到17吨,与“猎鹰9号”的回收近地轨道运载能力相同。对比国家队在研的“长征10号甲”载人登月火箭的无助推单芯级两级构型火箭,“长征10号甲”单芯级火箭在5米直径的箭体内安装7台130吨推力的液氧煤油发动机,“天龙三号”在3.8米直径箭体内安装7台110吨推力的液氧煤油发动机,二者的起飞推力和运载能力略有差别但基本处于同一量级,而 “天龙三号”的研制进度和首飞时间要快于后者。天兵科技“天龙三号”大型液体火箭是中国民营商业航天向世界运载火箭先进水平的一次勇敢出击,也是面向国家队先进水平的一次看齐。

当然初创阶段的民营火箭企业研制大型液体火箭也面临着巨大的技术和市场风险,天兵科技研发团队刚刚实现了2吨低轨运力的中小型液体火箭的成功首飞,一年之后就要实现17吨低轨运力的大型液体火箭的首飞,技术跨度很大,面临的技术风险也很大。在市场方面,大型液体火箭的市场相对比较狭窄,民营企业大型液体火箭也面临着对单一客户、单一市场的依赖风险。但是天兵是一家善于创造奇迹的公司,包括实现了民营液体火箭的首家入轨,在两年多的短时间内就研制出了两款高难度、高性能的液氧煤油发动机等。天兵管理层已经在多个场合宣布了“天龙三号”的研发计划及2024年5月的首飞节点,显示出了他们对该项目的充分把握和信心。

随着我国低轨宽带卫星互联网项目“星网”工程网络构型的明朗化,特别是一期工程规划的卫星重量较大,运行轨道较高,除了天兵科技外,多家商业火箭公司也加快了大型液体运载火箭的研发,有的甚至调整了原有液体火箭产品的研制路线图,意图在于对“星网”卫星提供一箭多星整轨的发射服务,中国商业液体火箭有加速走向大型化的趋势。

中科宇航在中型固体火箭“力箭一号”后规划了“力箭二号”中小型不可复用液体火箭和“力箭三号”大型可重复使用液体火箭。中科宇航近期在航展上表示将跳过“力箭二号”直接研制3.8米直径的“力箭三号”大型液体火箭。但中科宇航在武汉商业航天论坛上又最新公布了一款相对保守的基于3.35米箭体的CBC捆绑式液氧煤油火箭的方案,700km SSO运力为5吨。中科宇航团队出身于固体火箭领域,此次调整可能是根据公司的液体火箭研发实力和配套资源的限制以及风险控制考虑所做的折衷方案,计划2025年首飞。

星际荣耀已决定将研制多年的“双曲线二号”小型液氧甲烷火箭改为垂直回收试验箭,正式产品直接研制“双曲线三号”大型液氧甲烷火箭。“双曲线三号”在4.2米箭体内并联9台百吨推力液氧甲烷发动机,500km SSO运力10.4吨(不回收)/6.2吨(复用),计划2025年首飞。

东方空间的大型捆绑式固体火箭“引力一号”预计2023年年底首飞,“引力一号”之后的“引力二号”采用液体芯级+固体助推的两级半构型,芯一级采用7台自研80吨级推力液氧煤油发动机,加上固推后合计起飞推力900吨,500km SSO运力10.9吨,计划2025年首飞,更大型的CBC捆绑式火箭“引力三号”将于2030年首飞。

箭元科技是较晚入局的民营火箭公司,通过选用商业发动机公司的准成熟发动机来争取时间、快速构建自己的火箭产品,采用了新颖的“不锈钢箭体加海上溅落回收”的技术方案。箭元科技首款产品“元行者一号”在4.2米直径的不锈钢箭体内并联9台九州云箭公司提供的70吨推力液氧甲烷发动机,1100公里轨道的运载能力达6吨,预计2025年年底实施海上溅落回收首飞。

上述几款中国商业火箭公司提出的大型可重复使用液体火箭从技术指标看都属于世界级的大型火箭产品,中国大型商业液体火箭万马奔腾的繁荣前景令人振奋,但中国商业火箭企业总体上还处于早期阶段并且力量分散,我们对于大型可重复使用液体火箭的研制难度、技术跨度、市场风险和资金需求要有清醒的认知,要以务实的态度做好后续论证与研制工作。

星河动力行事风格一贯稳健,其正式公布的高运力火箭方案依然是基于可控的3.35米箭体火箭,待“智神星一号”技术状态稳定后,在“智神星一号”芯级上捆绑两个“智神星一号”一子级构成CBC构型的捆绑式火箭,低轨运力可达15吨,计划2026年首飞。星河动力没有正式公布更大箭体直径的液体火箭的研制计划,但在“海南商用发射场”介绍其发射工位适配性的文件中出现了星河动力3.8米箭体直径、猎鹰9号级别的大型液体火箭的图片和型号,显然这个型号的优先级并不高,在“智神星一号”中大型可重复使用液体火箭成熟后,星河动力更大规模的液体火箭的到来就是一件低技术风险、水到渠成的事。

本节回顾了我国民营商业火箭事业创立8年以来的风雨历程和梳理了当前民营商业液体火箭发展的最新进展,可以看到中国民营商业火箭事业取得了令人鼓舞的成就,也有前进道路上的挫折和教训。可以明确的是,如今的中国民营商业火箭事业早已过了当年草莽初创的阶段,从业者应该放弃早期“讲故事”、“争第一”的思维和行为模式,把思想和行动真正回归到追求商业火箭的商业本质上来。在中国民营商业火箭事业创立多年并逐步进入“交答卷”阶段的今天,“讲故事”、“争第一”已经没有了获利空间,现在判断商业火箭公司价值和优劣的决定权已经由投资人的偏好让渡给了最客观、最公正的市场标准。切实研制出满足发射市场的需求并能产生经济效益的火箭产品,为客户提供高可靠、低成本、高频次进入太空的天地运输工具,尽快实现业务模式的商业闭环是所有商业火箭公司的唯一生存和发展之路。

3.奋勇攀登商业液体火箭的技术制高点

中美两国都公布并已启动实施了各自超过万颗的巨型卫星互联网星座计划,面对人类航天史上前所未有的海量卫星发射需求,使用传统高成本一次性火箭从产能、造价、发射密度等方面都难以适应今后巨型卫星互联网星座的组网需求,现有卫星发射市场也对降低进入空间的成本提出了迫切要求,因此可重复使用功能已经成为当前在研和新研制液体火箭的必选项。从商业竞争角度看,可重复使用液体火箭以其低廉的发射价格和高密度的发射能力对于一次性火箭将呈现出降维打击的效果,因此无论从技术角度还是从商业角度看,可重复使用液体火箭都是中国商业火箭公司必须全力攀登的火箭技术制高点。

3.1 可重复使用液体火箭的硬件结构

多年来世界各航天大国进行了多种可重复使用天地往返航天器的探索,目前唯一成功、成熟、经过大规模实际工程验证的就是美国太空探索公司(SpaceX)开创并成功实践的垂直起飞垂直着陆(VTVL)液体火箭重复使用技术,具体技术成果就是“猎鹰9号”火箭及其扩展型“猎鹰重型”火箭。截至到2023年6月,SpaceX公司已经通过“猎鹰9号”火箭的80余次发射将超过4700颗“星链”卫星送入预定轨道。“猎鹰9号”是两级液氧煤油液体火箭,可以实现火箭一子级的垂直着陆重复使用。“猎鹰9号”火箭目前已产生两枚复用过16次的火箭,总计成功回收次数超过200次。

要实现液体火箭的垂直着陆重复使用首先要在火箭的硬件组成上满足技术要求,包括具有栅格舵、着陆支架、可多次启动和深度变推的发动机,特别是发动机的数量和布置方式要满足垂直回收的要求,其次要在火箭的飞行控制软件算法上全面演进。

一枚典型的液体火箭加注完推进剂后推进剂的重量占火箭总重量的90%左右,当火箭将卫星送入轨道后,其推进剂接近消耗完毕,火箭失去发射前80%左右的重量,加上一二级分离后只有一子级返回,一子级的重量只有火箭起飞前总重的十几分之一甚至二十分之一,当火箭一子级垂直返回地面时,火箭的反推缓冲推力要和一子级的重力基本相当。安装在火箭一子级底部的液体火箭发动机组合既要能够为火箭的起飞提供巨大的推力,又要能够为火箭一子级返回着陆时提供足够小的反推缓冲推力,这是一个很大的矛盾,SpaceX“猎鹰9号”火箭采用的9台发动机并联的动力配置方案巧妙地解决了这一难题。

“猎鹰9号”火箭在火箭一子级3.66米箭体内并联安装9台发动机,其中一台安装于火箭尾段底面的圆心,与火箭轴线重合,其余8台发动机围绕中心发动机沿火箭尾段底面圆周对称安装。火箭起飞时9台发动机全部工作,提供足够大的起飞推力;火箭一子级降落时只启动中间一台发动机提供反推缓冲动力,一举将反推推力削减为起飞时的1/9,同时反推发动机本身具有约50%的节流变推力能力,可将着陆反推推力进一步缩减为起飞推力的十几分之一,与一子级很轻的重量相匹配,再配合栅格舵、着陆支架、飞行控制软硬件即可实现火箭的垂直着陆。

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图2.可垂直回收火箭的硬件组成及发动机布局对比图

我国国有及民营火箭企业已经公布的可重复使用液体火箭方案均采用7台或9台发动机并联方案,例如航天一院“长征10号”载人登月火箭芯级及助推器采用在5米箭体内并联7台130吨推力发动机的配置,星河动力“智神星一号”中大型液体火箭采用在3.35米箭体内并联7台50吨推力发动机的配置,天兵科技“天龙三号”大型液体火箭采用在3.8米箭体内并联7台110吨推力发动机的配置,星际荣耀“双曲线二号”小型液体火箭采用在3.35米箭体内并联9台12吨推力发动机的配置。相比之下,已经首飞过的天兵科技“天龙二号”3台发动机的配置和蓝箭“朱雀二号”4台发动机的配置都无法支持火箭的垂直着陆,即使垂直降落时只开一台发动机也无法起到足够的推力削减作用,而且着陆反推发动机不在中心位置,推力偏离火箭轴线会造成过大偏心力矩导致火箭倾覆。

3.2 可重复使用液体火箭的导航制导算法及软件的研发

当液体火箭具备了垂直回收的基础硬件架构之后,需要攻克的另一个难点就是火箭返回和垂直着陆的飞行控制/制导的算法软件。可回收液体火箭的一子级一般在卡门线附近与二级分离后启动垂直回收流程,经过调姿段、动力飞回段、滑行段、动力再入段和着陆下降段等五个阶段,经历严苛的热、力环境考验,通过火箭软硬件协同的高精度控制以预定的速度和姿态返回陆上或海上回收点。

火箭返回和垂直回收的飞行导航/制导逻辑与火箭常规入轨发射控制逻辑差异很大。火箭常规入轨发射的导航/制导依据事先规划好的路径,由GNSS卫星/惯导组合感知火箭与预定位置、速度、姿态的误差,通过负反馈跟踪制导方式控制火箭沿预定路径飞行,火箭按照时序依次完成程序转弯、级间分离、抛整流罩、星箭分离等动作。而可复用火箭的返回和垂直回收的飞行剖面复杂,飞行阶段众多,传统运载火箭采用的开环或跟踪制导等方法无法满足垂直软着陆精密制导的需求。火箭返回和垂直回收的路径无法像火箭常规入轨发射那样事先精确规划,特别是在着陆下降段需要使用火箭的实时在线路径规划方法,需要依据火箭当时的位置、高度、速度、姿态和环境参数实时规划火箭着陆返回的最优路径,近年来凸优化方法成为解决在线轨迹规划最优制导数学问题的优选方法,得到各国航天学术和工程界的重视。

我国航天界虽然还未完成可重复使用液体火箭的入轨发射及垂直回收的全流程工程实践,但已经对相关理论做了多年储备,多家公司完成了地面近距离的火箭垂直着陆“蚱蜢跳”试验,特别是中国航天技术团队已经成功完成过与火箭垂直着陆有一定相似性的、高难度的无人航天器在月球和火星的软着陆,积累了丰富的经验。液体火箭的垂直回收导航制导算法对我国航天界已经不存在难以克服的理论和科学障碍,剩下的只是一个工程实现问题,相信我国国有和民营航天企业在未来几年一定能够将火箭的垂直回收重复使用在中国大地上变为现实。

3.3商业可重复使用液体火箭的推进剂之选

我国第一代长征液体火箭,包括长征二号、三号、四号系列火箭均采用四氧化二氮/偏二甲肼常温液体推进剂,但该推进剂有毒且价格较贵,面临退役压力。我国新一代长征火箭,包括长征五号、六号、七号、八号、十号均采用绿色环保的液氧煤油推进剂作为起飞级推进剂,上面级采用高比冲液氢液氧推进剂或液氧煤油推进剂。长征九号方案几经变化,非正式会议上的资料显示最新长征九号方案与SpaceX“超重-星舰”非常相似,采用液氧甲烷动力,也有液氧煤油的备份动力。

我国民营商业液体运载火箭的推进剂显然最适宜选择绿色环保且具有成本优势的液氧甲烷和液氧煤油两种推进剂。我国较早成立的民营火箭公司蓝箭航天、星际荣耀选择了新颖的液氧甲烷方案,后成立的几家商业火箭公司星河动力、天兵科技、中科宇航、东方空间、深蓝航天等大多选择了更成熟、更低风险的液氧煤油路线,两种选择都是各有优势和特点,都是值得中国商业航天去努力实践的技术路线。

液态甲烷作为一种潜在的低温烃类火箭燃料早在二战前后就已出现,我国航天工业部门在上世纪80年代也对甲烷进行过全面测试和评估,但长期以来甲烷在各国航天领域没有得到实际应用,主要原因是甲烷的特色并不突出,其性能的长板不够长,总体性能较为中庸。理论和实践表明当火箭的起飞级推进剂具有高密度比冲、上面级推进剂具有高(质量)比冲的条件下火箭具有最佳性能。甲烷的密度比冲比不上煤油,比冲又比液氢低很多,甲烷在火箭性能至上的年代没有能够像高密度比冲的煤油、高比冲的液氢那样得到广泛应用,即使四氧化二氮/偏二甲肼这样的有毒常温推进剂也因其突出的常温勤务优势在军用领域和多国第一代液体运载火箭中得到长期应用。

进入到商业航天时代后,人们认为甲烷的中庸性能从另一个角度看也可理解为性能均衡。甲烷因其来源广泛,价格低廉,燃烧不易产生积碳结焦有利于火箭重复使用,具备在火星上原位制备甲烷的可能性等优点重新得到了航天界的关注,特别是SpaceX公司率先决定在其面向火星登陆应用的“星舰”上使用液氧甲烷推进剂后产生了示范效应,促进了液氧甲烷在火箭领域的应用。

液态甲烷与航天煤油相比主要缺点在于其密度比冲比较低,甲烷与煤油的理论比冲相近,甲烷的理论比冲只比煤油高3%(3595m/s vs.3489m/s),但其密度大约只有煤油的一半(426kg/m3 vs.833kg/m3),导致液氧甲烷组合的密度比冲比液氧煤油低大约20%,也比肼类常温推进剂低。密度比冲指单位体积的推进剂所产生的冲量,密度比冲低意味者产生同等冲量需要的推进剂的体积更大,即火箭推进剂贮箱体积更大、推进剂供应系统尺寸和结构重量更大,在同等设计水平、同等运力、同等箭体直径下甲烷火箭通常比煤油火箭和常温火箭都要高大、细长。如图3所示,液氧甲烷火箭“朱雀二号”比它的参考对象、同等运力的“长征二号丁”常温火箭高8.5米,“朱雀二号”更是比500km 太阳同步轨道运力同为1.5吨的“天龙二号”液氧煤油火箭高16.7米之多,后者的高度只有前者的2/3,意味着后者箭体的制造成本只有前者的2/3。

同时液态甲烷是沸点-162℃的低温燃料,液氧也是沸点-183℃的低温氧化剂,液氧甲烷火箭属双低温火箭,全箭贮箱都需要增加绝热保温层,而常温火箭和液氧煤油半常温火箭的贮箱不需要绝热保温层或者只需为氧箱增加。上面两个因素导致液氧甲烷火箭硬件制造成本比液氧煤油火箭和常温推进剂火箭更高,体积和重量更大,长细比、干质比、箭体力学性能均受不利影响。

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图3.不同密度比冲的推进剂对同等运力火箭体积高度的影响

从推进剂经济性上考虑,液氧甲烷和液氧煤油都是价格低廉的火箭推进剂,批量采购的液态甲烷(LNG)和新型煤基航天煤油的价格都是每吨数千元,冬季取暖高峰期液态甲烷(LNG)的每吨价格可能会上浮到万元,总的来说两种推进剂成本都不超过典型大中型液体火箭发射总价的5%。

由于商业航天发展之前甲烷在各国航天都没有得到应用,民企选择液氧甲烷路线还面临着科研试验及发射基础设施缺乏的问题,甚至还需要民营火箭企业投巨资自建液氧甲烷发射工位。初创阶段的民营火箭估值相对较低,股权融资成本较高,将数亿资金沉淀于初期使用频率并不高的专用发射工位并不划算,但国家航天之前又没有建设甲烷火箭发射工位,选择液氧甲烷路线的民营企业只能自建。

甲烷燃烧不易产生积碳结焦是该燃料的一大亮点,但能不能成为一种核心优势还要看具体的应用场景。在航天煤油这一侧,富氧补燃循环的液氧煤油发动机不存在积碳问题,燃气发生器循环液氧煤油发动机也可以通过合理的设计规避或减轻积碳和结焦。液氧煤油是国家选定的新一代主流火箭推进剂,国家投入了专门力量不断优化航天煤油的性能,中国独创的煤基航天煤油经过深度加氢纯化,对发动机涡轮泵和再生冷却系统能够提供良好保护,比石油基航天煤油更不易产生积碳结焦。从工程应用角度观察,美国SpaceX“猎鹰9号” 液氧煤油火箭超过200次的成功回收及高密度发射的大规模工程实践已经充分证明了液氧煤油推进剂与可重复使用火箭的良好适配性。

综上,在当前近地空间的常规应用场景下,液氧甲烷火箭的制造成本要高于液氧煤油火箭和常温推进剂火箭,商业液体火箭的液氧煤油路线更具低成本和低风险的优势;在未来登陆火星、深空探测或者地球表面洲际地对地航班化火箭运输等场景下,液氧甲烷路线更有想象空间。

液体火箭发动机的比冲除了和所采用的推进剂的理论比冲有关之外,还和发动机的工程设计,特别是与发动机采用的动力循环方式有密切关系。在泵压式液体火箭发动机的燃气发生器循环、高压补燃循环、全流量补燃循环三种主要动力循环方式中,比冲指标后者比前者依次增加8%-10%,研制难度也依次大幅度增加。

SpaceX的269吨推力新版“猛禽”液氧甲烷发动机和和中国航天科技集团六院为新版长征九号火箭研制的200吨推力液氧甲烷发动机均是具有最高比冲性能,也具有最高研制难度的“全流量补燃循环”液氧甲烷火箭发动机,能够在一定程度上弥补液氧甲烷推进剂低密度比冲的缺点。我国民营火箭和发动机企业目前研制的多型液氧甲烷发动机全部都是研制难度较低,比冲性能也较低的“燃气发生器循环”(开式循环)液氧甲烷发动机,这是符合初创公司发展阶段的合理选择,待公司发展壮大之后,“全流量补燃循环”液氧甲烷发动机应该成为中国民营火箭公司努力攀登的下一个动力技术制高点。

当前中国商业火箭公司采用液氧甲烷方案还是液氧煤油方案是一种只有选择没有对错的决策,两种推进剂各有千秋、难分伯仲,最终火箭产品的市场表现更多取决于各公司的工程实现能力。正如我们不会关心自己的快递是用柴油车还是汽油车送到家里的,火箭的客户也不会关心火箭使用的燃料,他们只关心火箭的价格、可靠性、履约能力等。面对“星网”的万颗卫星发射市场和现有常规卫星的可观市场,中国商业火箭公司只有坚持商业思维,快速研制出符合市场需求、具有强大商业竞争力的火箭产品才能脱颖而出、发展壮大。

3.4商业液体火箭时代下的固体火箭与液体火箭

“天下武功,唯快不破”,固体火箭具有研制周期短、发射准备时间短的优势,成为多家中国商业火箭企业成立后选择研制的首个火箭类型,固体火箭也是在中国多样化发射市场中广受欢迎的火箭类型。

在全球及中国发射市场中,大中型液体火箭无疑是主流产品,国外也仅有美国“米诺陶”、欧洲“织女星”、日本“艾普斯龙”等为数不多的固体火箭产品,但近年随着卫星应用热点向低轨微小卫星星座的迁移,出现了大量单星重量在几公斤、十几公斤到几十公斤的窄带物联网星座、低成本遥感星座、气象小卫星星座、导航增强星座等,它们用大中型液体火箭发射并不合适,在这类需要快速履约、快捷发射的低轨小卫星构成的细分发射市场中,运力适中、总价较低的中小型固体火箭仍有大量的机会。

在我国国有、混合所有制和民营的多家商业火箭公司中,星河动力、科工火箭、星际荣耀公司选择运力数百公斤的小型固体火箭开局,长征火箭、中科宇航、东方空间选择研制SSO运力超过1吨甚至数吨的大中型固体火箭。

长征火箭、中科宇航、东方空间三家公司的创始团队系出同源,都曾在航天科技集团防务产品部门积累了固体火箭研制和供应链协同的丰富经验,其固体火箭研制的规模和起点比较高,长征火箭和中科宇航的“捷龙三号”和“力箭一号”都是起飞推力200吨,SSO运力1.5吨的大中型固体火箭,东方空间的“引力一号”甚至是起飞推力600吨,SSO运力约5吨的捆绑式大型固体火箭,科工火箭也凭借航天科工在固体火箭上的雄厚实力研制出了“快舟十一”中型固体火箭。

固体火箭与液体火箭的各自发动机及推进剂合计都占全箭体积的80%-90%,是火箭的主体部分。固体火箭与液体火箭的最大不同在于发动机及推进剂,导航制导部分基本相同。

固体火箭发动机通过将固体氧化剂和燃料混合在一起填充在燃烧室内,再加上喷管组件和点火装置而构成,燃烧室就是火箭的钢制或复合材料外壳。可见固体火箭发动机结构非常简单,它最昂贵的部分反而是固体火箭推进剂。固体发动机可靠性高,固体推进剂可以在箭体内长期存储,随时具备发射能力,发射时不需要像液体火箭那样现场加注大量液体推进剂和需要复杂的勤务设施。

固体火箭发动机结构简单,并不意味着它的研制难度低,特别是大推力固体火箭发动机的研制难度非常高。我们说固体火箭研制周期短,是因为国有固体火箭发动机供应链的成熟和开放为商业固体火箭的研制扫清了最大障碍,例如航天科技集团四院2019年研制成功的直径2.6米、推力200吨的整体式固体发动机保障了“捷龙三号”和“力箭一号”固体火箭的成功,对于星河动力这种自主设计研发固体发动机的民企,四院也为其提供了专业的装药服务。

相对于结构简单的固体火箭发动机,液体火箭发动机是一套高度复杂的机械系统,有高速旋转的涡轮泵、精密的再生冷却燃烧室及喷管和复杂的推进剂加压输送管线,研制难度大,研制周期长,系统复杂,造价昂贵,所以液体火箭发动机是液体火箭最值得回收利用的高价值部件。固体火箭发动机点火后无法调节推力、无法二次点火,燃烧结束后只剩下简单的壳体,所以固体火箭难以回收并且也没有回收的价值。

液体火箭发动机虽然复杂和昂贵,但液体火箭推进剂非常便宜;固体火箭发动机虽然构造简单,但固体火箭推进剂非常昂贵,典型的丁羟三组元固体推进剂每吨的价格是液氧煤油推进剂价格的几十倍,并且固体推进剂的比冲也远低于液体推进剂。可以这样说,液体火箭除了推进剂便宜别的都贵,固体火箭除了推进剂贵别的都便宜。

当我们研制更大型的液体火箭时,小推力与大推力液体发动机的系统构成基本相同,机械加工制造成本并不随推力提高而线性增长,70吨推力发动机与10吨推力发动机相比,推力提升7倍,制造成本仅增加1/3左右。大型液体火箭需要扩充的最大物料是便宜的液体推进剂,规模越大,廉价液体推进剂带来的成本效益越明显,火箭载荷的发射单价越低。如果研制大型固体火箭,也要堆积更大规模的固体推进剂,等于放大了固体推进剂昂贵的缺点,越大规模的固体火箭固体推进剂带来火箭总价的飙升效应越明显。而小型固体火箭推进剂装填量少,总价不高,同时保持有固体火箭“小快灵”的专车优势;而小型液体火箭整体规模小,液体火箭发动机等高价值机械硬件在总价里的占比高,装载廉价液体推进剂较少,火箭总价难以压下来。以星河动力“谷神星一号”小型固体火箭与美国/新西兰火箭实验室公司当红的“电子号”小型液氧煤油火箭相比,“谷神星一号”运力比“电子号”高50%(300kg vs. 200kg @500km SSO),整箭价格却低于“电子号”(3500万人民币 vs. 600万美元),小型固体火箭的性价比明显优于小型液体火箭。

由此看来,“液体火箭往大做,固体火箭往小做”是最符合技术和经济效益的选择。

中国的商业发射市场是一个多样化的发射市场,覆盖的卫星和其它航天器包括几公斤到几十公斤的窄带物联网卫星、小型气象卫星等多种微纳卫星、百公斤级的高分遥感卫星、数百公斤的宽带互联网卫星、吨级的高轨通讯卫星和数吨级的货运飞船等。在未来两三年后中国商业火箭公司的可重复使用大中型液体火箭成熟后,小型固体火箭对于微纳卫星发射市场仍具有优良的适配性,将继续在这一细分市场扮演着活跃的角色。大中型固体火箭的运力区间与大中型液体火箭有重叠,将会在市场上发生激烈碰撞,可重复使用液体火箭的单位重量载荷的发射价格可以做到大中型固体火箭的1/3甚至更低,可以预见可重复使用液体火箭将占据这一运力区间的市场优势,大中型固体火箭可能在应急发射等少数场景保有订单。对于“星网”等低轨宽带互联网星座一箭多星整轨的发射任务,大型液体火箭无疑是最佳选择。

3.5 蓬勃发展的商业液体火箭配套产业链

液体运载火箭是一件庞大复杂的系统工程产品,一发火箭由十几万个零部件组成,可以说是复杂程度最高的现代工业产品之一。液体火箭的几大子系统包括液体火箭发动机、推进剂贮箱、飞行控制系统、测控系统和载荷等,上述每个子系统又都是复杂的专业技术产品,不可能由一家商业火箭公司包揽完成。一个几百人、上千人的民营火箭公司之所以能最终研制出高精尖的火箭产品,是因为它们身后有一个庞大产业链的支撑。这些民营火箭公司的角色相当于航天科技集团、航天科工集团的各大总体设计部,民营火箭公司负责火箭的总体设计和最后火箭的总装总测及发射,即抓两头放中间,中间的分系统设备及火箭主体的制造都由供应链提供。

在中国商业火箭公司成立的早期,供应链大都来自国有航天的原有供应链,但国有航天供应链企业承担着繁重的国家航天任务,有时难以在工期、价格、定制化生产等方面满足商业火箭企业的需求,在产品试制初期提供少量样品尚可,一旦民企火箭产品进入批量生产原有航天供应链可能难以满足产能需求。商业火箭总体对分系统具有强烈的带动作用,近年出现了一批民营火箭分系统供应商,产品涉及火箭整流罩、推进剂贮箱、发动机、金属3D打印部件、碳纤维复合材料部件、测控及通讯系统、飞控及惯导设备等,如及时雨般补足了中国商业火箭供应链系统,也为国有航天供应链提供了补充与备份。

如果我们观察一枚液体火箭的结构组成,会发现“液体推进剂贮箱”构成了液体火箭箭体结构的主体,火箭推进剂贮箱占全箭体积80%左右、重量60%以上,成本占全箭的大约25%。贮箱除了作为液体容器实现推进剂的贮存、增压输送等功能,也是箭体的主要承力结构。液体火箭贮箱是商业液体火箭中最关键、最大型的上游供应链产品,也是工艺过程复杂,技术和工程门槛高,技术和人才稀缺的一个领域,中国长征系列液体火箭的贮箱仅有航天科技集团一院和八院下属的两个工厂可以制造,目前我国可以成熟制造并经过实际飞行验证的火箭芯级贮箱只有3.35米直径和5米直径两种规格。

北京九天行歌航天科技有限公司正是一家致力于液体火箭贮箱制造的民营企业,由航天制造领域的资深专家和工艺大师创建,成立于2019年,在元航资本数千万天使轮投资的孵化培育下得到快速发展。近年在烟台海阳市的大力支持下,九天行歌在“海阳东方航天港”建设了规模宏大的液体火箭贮箱制造基地,占地230余亩,总投资8亿元 ,项目已进入2023年山东省重大项目名单。

2023年3月九天行歌海阳火箭贮箱项目一期工程投产,标志着九天行歌第一阶段核心业务跨入了正式的生产阶段,九天行歌已形成了火箭结构及贮箱设计、工艺和制造的完整交付能力。总装车间采用多项先进制造和信息化技术,包括大型立式搅拌摩擦焊、相控阵无损检测、柔性高效贮箱测试技术等;复合材料事业部主要完成公司火箭结构低温绝热材料的研制和低成本生产和应用。公司的研保能力建设覆盖典型2.25米、3.35米、3.8米、4.2米直径火箭至5米、10米级直径大型运载火箭研制,不仅可以服务商业火箭的研制,也具备服务国家载人登月、登火大型/重型火箭研制的条件。

九天行歌正在布局研发复合材料贮箱及箭体技术、高温碳碳材料技术、大直径火箭制造技术等新一代火箭制造技术,将公司打造成为航空航天高端装备制造的前沿技术和产业基地。

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图4. 九天行歌火箭贮箱立式焊接及测试车间

航天是个庞大的系统工程,在火箭发射阶段和卫星在轨运行阶段,航天测控扮演着不可或缺的关键作用。在商业航天出现之前,我国只有西安卫星测控中心拥有火箭和卫星的测控职能,西安卫星测控中心隶属于军队序列,他们承担着繁重的国家航天测控任务,同时部队单位也存在着服务商业活动的政策和机制限制,因此商业航天初起之际,与火箭、卫星配套商业测控一度处于空白状态,市场对低成本商业化航天测控产生了强烈需求,在这一需求的牵引下,2016年之后陆续诞生了多家以北京航天驭星科技有限公司为代表的民营航天测控公司。

航天驭星自2016年成立以来,专注于火箭发射测控及商业卫星在轨运管,并不断补全其全球化在轨服务网络,目前驭星已经建成了我国最大的商业航天测控网,在国内的北京、哈尔冰、武汉、郑州、喀什、中卫、厦门、三亚等地建设了覆盖全境的15个测控站点,在国外的中亚、东南亚、欧洲、非洲、南美、南太平洋建设了7个测控站点。目前已经能够提供包括火箭及卫星测运控、遥感卫星定标、航天器碰撞预警等在内的覆盖航天器全生命周期的全域服务。

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图5.  航天驭星新疆精河测控站外景

随着商业航天全产业链的不断成熟,航天驭星的业务体量也迎来了爆发式增长,市场占有率连续多年在国内处于领先地位,收入稳定增长,IPO资本化预期愈发明确。目前,航天驭星已经有偿服务了近280多发、多颗火箭及卫星,主要客户包含传统国有航天单位、头部商业航天公司及高校及研究机构等。航天驭星提供的在轨运管服务案例中,不乏涉及一箭多星早期轨道段服务、遥感卫星编队飞行、轨道控制、碰撞预警规避等复杂任务。2022年,航天驭星的测控数传服务数量达到了近6万轨次,相较2021年的2万多轨次有了显著提升。

航天驭星正在持续加强全球化地面站网建设与布局,加大针对航天器在轨运管关键技术及地面系统关键装备方面研发的资金投入,在星座智能化运管、空间态势感知及碰撞预警、星地一体化通信装备、卫星数据通信安全等领域持续发力。在中国商业航天进入液体火箭时代后,在万颗低轨宽带卫星互联网星座即将开始建设之际,航天驭星等民营测控企业在服务前所未有的可重复使用液体火箭高密度发射及多个大型、巨型星座运管的场景下,必将发挥出越来越关键的作用,业务获得更大规模的成长。

4.结语

中国的民营商业火箭事业已经走过了波澜壮阔、极不平凡的8年,中国民营商业火箭8年的发展历程,已经深度融入了国家建设科技强国、航天天国,实施创新驱动战略,实现高水平科技自立自强的澎湃发展潮流。8年来,行业里既有成功的喜悦,也有失败的落寞,但无论成功还是失败都促使了全行业创业者们走向成熟,脱去早期的浮躁,把思想和行动真正回归到追求商业运载火箭的商业本质上来,最终面向市场需求研制出具有强大市场竞争力的火箭产品。

目前中国商业火箭的投融资领域已经出现了事实上的“头部效应”,资金和人才加紧向几个已经成功入轨的头部企业聚集,但商业火箭是一个长周期赛道,当前中国商业火箭企业除了在轻型固体火箭领域已经实现了批量化商业发射,在液体火箭方面只是刚刚实现了两次标志性的火箭首飞,距离实现液体火箭的商业化批量发射还有一个相当长的产品迭代和演进的过程,正如古语所说“早成者未必有成,晚达者未必不达”,进度稍落后的企业甚至新进入局的企业依然有很多机会。依据现在的发展态势,中国民营商业火箭企业一定能支撑起中国商业航天的一片天,与国有航天形成良好的协同与补充关系,并成为国家可以信赖的一只备份航天力量。

2023年7月于北京

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