对比SpaceX,浅谈中国商业航天的不足之处和未来发展
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2021-03-19
 

商业航天的资本逻辑是什么?曾经有人用一个测算解释过“如果SpaceX的火箭交给NASA来制造,大概需要花费13亿美元,但如果交给马斯克团队只需要花费4亿美元左右。”这就是商业航天的最初目的“降低成本”!也就是在这个逻辑下,才衍生出了商业航天,因为商业的本质就是竞争,有竞争才会形成差异才会实现低成本,也才能促进企业的创新创造价值,SpaceX就是这样应运而生的!

 

SpaceX发射火箭

早期,NASA因为属于政府机构,他们只负责管理和科研工作,全部的经费都由国会承担,其本身并不具备什么盈利能力,也没有生产大型装备的能力。所以NASA如果要发射火箭的话,就需要采购,而当时美国只有波音和洛克希德·马丁两家公司可以生产火箭,这就导致NASA每次都要被这两家公司狠狠的宰上一笔。久而久之,为了打破这种垄断,NASA就开始引入了竞争机制来加以制衡,目的就是为了降低自己的发射成本,也就是在这种商业竞争环境下马斯克的SpaceX和贝索斯的Blue Origin开启了自己的逆袭之路。

 DELTA-V重型火箭波音-洛马的杰作

DELTA-V重型火箭(波音-洛马的杰作)

纵观这几年SpaceX的崛起,他们到底有什么厉害之处呢?

1、扁平管理

在传统的政府机构,需要修改什么数据,调整什么参数都是非常严谨的,要层层上报,然后得到审批之后再进行,但SpaceX的氛围就相对轻松不少,每当工程师打算对火箭的某个参数进行调整的时候,他们可以直接原地进行,不必像过去那样层层上报,获得批准之后再干活儿,这使得他们的研发速度直线上升。

 马斯克

马斯克谈火星

2、大胆尝试

“猎鹰9号”是目前SpaceX星链卫星任务的主要发射火箭,但你可能不敢相信猎鹰9号身上采用了多种“非航天级”的工业元器件,尽管不像航天级设备那样抗低温、抗高热、防辐射,但胜在价格便宜量又足,而且只要运用得当也不影响正常使用,这使得“猎鹰9号”的发射成本一降再降。

3、不怕失败

这也是我认为SpaceX最厉害的地方,他们用写程序方式来制造火箭,一次次发射、一次次失败,炸了烧了解体了没关系继续发射,就好像在测试程序bug一样。事实上他们也确实是在测试,现在最先进的“垂直回收技术”就是在猎鹰9号的前身“蚱蜢”试验火箭上一步步验证中诞生的。

 

SpaceX试验失败

那么对比美国的商业航天发展,我们有哪些劣势需要改进呢?

1、资源利用率不足

航天资源不仅仅只是包括火箭工厂、火箭发动机试车台、发射基地等硬件设施,还包括相应制度、政策法规、技术储备等软件资源。

商业公司想研制一款火箭,前期需要通过政府部门的审批、用专门的工具软件进行火箭设计,中期需要专门的“试车台”来测试火箭发动机的性能指标,后期需要合适的发射基地来发射火箭,并且还需要测控站来控制火箭的飞行姿态,可以说没有这些“航天资源”,就真的比“登天”还难。

 美国商业航天活动政策

美国航天航天活动的政策

但NASA为了扶持商业航天公司却是不遗余力,技术转让、人员帮扶、发射任务合同、发射场使用权等资源都是放开了让其使用。当然了,这主要归功于他们的商业航天发展时间周期较长,毕竟我们才刚刚起步,还需要一步步完善。

2、技术竞争力落后

虽然近年来中国航天发展迅猛,但技术上还是要远远落后于美国的,最直观的就是大推力运载火箭和火箭垂直回收技术。

 猎鹰9号

猎鹰9号火箭

一枚"猎鹰9号"在不考虑回收的情况下可以将22.5吨重的货物送上近地轨道,如果将三枚"猎鹰9号"并联组成"重型猎鹰"火箭,其有效载荷可达63吨。而目前我国最大的"长征五号"的运载能力也只有25吨而已。

至于火箭垂直回收技术,SpaceX更是独树一帜,让发射成本整整降低了一个数量级。而反观我国商业航天企业的火箭就差距明显,目前普遍的运载能力也就300~500公斤,近地轨道勉强还够用,但对未来来说还还远远不够。

 中美商业火箭参数对比

中美商业火箭参数对比2

中美商业火箭参数对比

3、定位体系不明确

除了资源和技术落后之外,中国商业航天还存在自身定位不明的问题,放眼全国的民营航天企业好像不是在造火箭,就是在发卫星,虽然规模看起来挺大,但都是重复性、低水平的建设,导致资源利用率并不高 

反观美国NASA只负责深空探索,卫星发射之类的成熟业务全都交给了商业航天公司来做,这样分工明确,可以大大避免航天资源的浪费。

当然了,这也是现实状况带来的无奈之举,航天技术涉及到很多敏感机密,不能全部开放给民营企业。民营企业得不到技术支持,发展缓慢,客户也不放心将卫星交给民营企业来发射,最后导致国内的大多数商业发射仍然需要依靠国企来完成,如此恶性循环,雪上加霜!

 卫星通信产业链

卫星通信产业链

不过,虽然讲了很多中美航天的差距,也讲了不少制约中国商业航天发展的障碍,但百年来中国早就已经习惯了在这种困境下稳步向前。从2015年开始提出商业航天到现在,我们也取得了不少成就,尤其是我们擅长的卫星发射。

美国之所以被称为全球第一的商业航天强国,主要就是因为美国的在轨卫星占比达到了全球的50%以上,而目前商业航天的主要产业链简单点来说就是卫星制造、卫星发射和卫星相关的通信、导航、遥感等服务。其中卫星通信是最赚钱的,收入相当于卫星制造的20倍。

 遥感卫星数量占比
遥感卫星数量全球占比

这一点我们有充分的市场前景,毕竟目前我国很多地区的移动通信服务还是依靠基站,但无法修建基站的就必须依靠卫星了,所以近几年我们也一直在大力发展自己的移动卫星事业,比如鸿雁、银河、虹云星座的建设,遥感卫星数量更是已经超越了除美国之外所有的竞争对手。最后再加上我们现在掌握的5g、量子通信等技术,配合“十四五”提出的不少发展商业航天的政策扶持,相信未来的太空竞争中,中国商业航天必将成为一个合格的对手。