地球知識局

文字 | 緋紅之豬

校對 | 朝乾 編輯 | e

12月3日，藍箭航天的朱雀三號運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空。朱雀三號實現(xiàn)了首飛入軌，但比較遺憾的是一級火箭未能成功回收。

（圖：藍箭航天）▼

據(jù)報道，朱雀三號的一級火箭著陸前發(fā)動機點火出現(xiàn)異常，導(dǎo)致失控墜毀于回收場坪附近。盡管如此，也已經(jīng)算是取得了不小的成功。

早在今年10月24日，馬斯克就在社交媒體發(fā)文，稱中國的朱雀三號有望超過自家獵鷹9號。當(dāng)然，馬老板也不忘找補一下，表示自己正在搞的“星艦”屬于另一個級別。

要知道，能被馬老板夸，尤其是能跟SpaceX的當(dāng)家花旦獵鷹9號火箭相提并論，說明朱雀三號是很有點東西的。和SpaceX相似，其背后的藍箭航天，是一家中國的民營航天企業(yè)。

去年9月，朱雀三號完成了十公里級垂直起降飛行任務(wù)（俗稱“蚱蜢跳”）。一枚試驗箭經(jīng)歷了空中發(fā)動機停車——二次點火過程，穩(wěn)定落在距離發(fā)射工位3.2公里外的著陸場坪。

（圖：藍箭航天）▼

這幾年，我國的商業(yè)航天還真是一幅勃勃生機、萬物競發(fā)的場面。既然已經(jīng)有了“國家隊”，我國為啥還要大力搞商業(yè)航天呢？

跑馬圈地得抓緊

一個最根本的原因是，單靠“國家隊”的發(fā)射速度與成本，遠遠無法滿足現(xiàn)階段我國在衛(wèi)星發(fā)射領(lǐng)域的海量需求。

這里簡要介紹兩個商業(yè)航空領(lǐng)域的熱門概念：“近地軌道空間”、“低軌衛(wèi)星星座”。

近地軌道空間，是指的是距地面200~2000公里的軌道，距離地球比較近，所以發(fā)射條件比較輕松、成本比較低。同時，近地軌道衛(wèi)星還具備軌道速度快、周期短等特性。

簡單說，就是衛(wèi)星離地球更近、看得更清楚、通信速度更快。如此優(yōu)質(zhì)的空間資源，各國自然紛紛下場猛搶，尤其是美國。

近地軌道上的國際空間站

（橫屏，圖：Wikipedia）▼

而低軌衛(wèi)星星座，就是發(fā)射一大系列小衛(wèi)星，組成衛(wèi)星群，覆蓋地球表面足夠廣大的區(qū)域，實現(xiàn)彼此間通信互聯(lián)。馬斯克的“星鏈”就是目前進度最快的低軌衛(wèi)星星座，累計已發(fā)射超1萬顆衛(wèi)星。

“星鏈”可以在沒有通信基站的地方提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)，比如美國有些地廣人稀的“大農(nóng)村”，至今都還沒“村通網(wǎng)”，當(dāng)?shù)鼐用窬涂梢越诲X裝個終端設(shè)備，解決最基本的上網(wǎng)需求。

俄烏戰(zhàn)場上，烏克蘭正是憑借“星鏈”，在基礎(chǔ)通信設(shè)施被摧毀的情況下，保持戰(zhàn)場通訊，沒變成為“瞎子”，甚至還靠著“星鏈”實現(xiàn)類似于“滴滴打人”的業(yè)務(wù)。

發(fā)射星鏈（圖：Space X）▼

問題在于，近地軌道空間能夠容納的衛(wèi)星數(shù)量是有限的。有觀點認為，只能容納6~8萬顆左右。而美國SpaceX一家提出的計劃就有4.2萬顆，亞馬遜的“柯伊伯計劃”也有3200顆。

國際上對近地軌道空間的使用權(quán)，采用的是“先登先占”的規(guī)則。也就是說，如果我們不快點“跑馬圈地”，就會被美歐等先發(fā)國家吃干抹凈。

除了近地軌道空間有限，得抓緊送衛(wèi)星上天，衛(wèi)星的無線通信頻段也得搶。“星鏈”憑借先發(fā)優(yōu)勢，已經(jīng)占了Ku、Ka、E在內(nèi)的無線電黃金頻段。之所以叫“黃金頻段”，是因為這幾個頻率傳輸速率高、抗干擾能力強。

全球主管頻段這一塊的，是國際電信聯(lián)盟（ITU）。ITU規(guī)定，衛(wèi)星通信系統(tǒng)運營商需申報要用的頻段，而且不是光申報就完事了，還有一柄叫做“七年有效期”的利劍懸在運營商頭上。

簡答說，就是為了避免“占著那啥不那啥”的情況，ITU規(guī)定運營商必須在2年內(nèi)部署10%、5年內(nèi)50%、7年內(nèi)完成100%衛(wèi)星發(fā)射，否則就會在刪減后者申報的頻段。

可以說，我國對低軌衛(wèi)星星座的迫切需求，讓民營航天這個硬科技領(lǐng)域成為新的風(fēng)口。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)也被我國納入到“新基建”的范疇，近年來不斷發(fā)布相關(guān)政策推進。

然而，還有一座大山橫亙在民營航天面前，那就是巨大的發(fā)射成本。

大衛(wèi)與歌利亞之戰(zhàn)

當(dāng)前，我國已有好幾個低軌衛(wèi)星星座正在搞，進度比較快的是千帆、GW（國網(wǎng)）和鴻鵠三號這三家。

問題是，千帆預(yù)計2030年之前要發(fā)射1.5萬顆衛(wèi)星，但目前只發(fā)射了648顆，距離進度落后相當(dāng)多，必須要盡快提升發(fā)射速度。

另外兩家也是面臨同樣的問題，GW星座預(yù)計發(fā)射1.3萬顆，鴻鵠三號是1萬顆。目前不能說是一點進度沒有，那也是相當(dāng)落后，未來幾年得快馬加鞭了。

簡單算下，千帆星座的1.5萬顆衛(wèi)星按“1箭18星”的發(fā)射效率，要在2030年之前完成，攏共得發(fā)射834次。問題是，我國2024年全年發(fā)射次數(shù)是68次，光靠“國家隊”顯然是不夠的。

我國低軌衛(wèi)星星座發(fā)展速度上不去，另一個重要原因就是發(fā)射成本太高了。有一種說法，國內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射的費用是15萬元/公斤，一顆衛(wèi)星要是500公斤的話，單次發(fā)射費用就得7500萬元，沒準(zhǔn)比衛(wèi)星本身的制造成本還高。

而朱雀三號由于可回收，能把發(fā)射成本打下來，目標(biāo)是降到每公斤2萬元，低于獵鷹9號的3千美元/公斤。

朱雀三號的體型，感受一下

（圖：藍箭航天）▼

面對這種發(fā)射量特別大的低軌衛(wèi)星星座，就必須極致降成本，否則全面商業(yè)化運營就會面臨巨大壓力。SpaceX之所以能成功，一個重要原因就是把發(fā)射價格降到了前所未有的程度。

用《硅谷鋼鐵俠》一書的比喻方式來說，過去人們造火箭，造出來的跟法拉利那么好，但到地方了就把法拉利給扔了；實際上，一輛本田雅閣就能完成類似的任務(wù)，要是下一次出門還開這輛車，成本就能大大降低。

《硅谷鋼鐵俠》中，就記載了一些用價格低廉的民用零部件，代替昂貴的航天級別零部件，達成同樣效果卻大大降低成本的故事。

停放在機庫的獵鷹重型火箭

（橫屏，圖：SpaceX）▼

SpaceX的另一個特點就是自制率非常高，自己就完成了80~90%的制造工作，包括火箭、發(fā)動機、電子設(shè)備和其他零部件。

這似乎有點違背“哈耶克的大手”，在大家潛意識里，都覺得外包是降本增效的重要手段。再說很多中小企業(yè)一個小零件做幾十年，自己要從零開始，不見得有人家做得那么好。

然而，SpaceX的工程師們卻發(fā)現(xiàn)了其中的“華點”：外包企業(yè)肯定是要掙錢的，就必須向?qū)Ψ街Ц额~外的利潤，壓價太狠也會把對方嚇跑；還有就是在自制的過程中，工程師能發(fā)現(xiàn)設(shè)備可精簡的地方，能降低火箭整體的重量與制造成本。

自制率高還有一個好處，就是不用擔(dān)心被供應(yīng)商因各種原因“鴿了”，無法按時交貨，發(fā)射節(jié)奏還是牢牢掌握在自己手里好。

一些SpaceX的宣傳照片

（圖：SpaceX）▼

2024年，SpaceX總共發(fā)射了138次，其中134次是獵鷹9號和重型獵鷹。北京時間11月1日，一發(fā)“自用29手的”獵鷹9號把28顆衛(wèi)星送上了天，衛(wèi)星入軌總數(shù)累計已超過1萬顆。

23年全年，SpaceX發(fā)射質(zhì)量合計1195噸，全球占比高達80%。如果“星艦”也搞定了，投入到商業(yè)運營，SpaceX這個數(shù)據(jù)將會變得非常恐怖。

馬斯克的SpaceX起跑就早、還特別能跑。而中國商業(yè)發(fā)射這一塊，落后SpaceX還相當(dāng)多，屬于時間緊、任務(wù)重。

SpaceX目前正在搞的“星艦”，是人類有史以來最強大的火箭運載系統(tǒng)。

“星艦”的第一級火箭，就配備了多達33臺 “猛禽”發(fā)動機，單發(fā)推力高達230噸。而第二級采用可回收設(shè)計，擁有3臺真空版“猛禽”與3臺海平面版“猛禽”發(fā)動機。最恐怖的還是其運載能力，即完全回收條件下能裝100~150噸。

猛禽真空發(fā)動機（RVac）

（圖：X @SpaceX）▼

目前，“星艦”造價將近1億美元，規(guī)劃未來發(fā)射成本將會降到千萬美元級別。這么算的話，就是約200美元/公斤。要是能成的話，SpaceX的優(yōu)勢之大，堪比賽車比賽中的套圈。

盡管差距很大，但我們也沒必要被嚇住。遙想97年美國F-22首飛，一年后我國殲-10才剛剛上天，那個差距更恐怖。而現(xiàn)在，我國六代機滿天飛，美國的F-47不還在PPT上嗎？

馬斯克的星艦，長這樣

（橫屏，圖：Space X）▼

商業(yè)航天，下一個風(fēng)口

也許中國的商業(yè)航天，會走上我國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)曾經(jīng)的路子：國家大力推動、政策扶植給行業(yè)創(chuàng)造風(fēng)口，短時間內(nèi)很多新勢力冒頭，經(jīng)過行業(yè)“大逃殺”，孕育出一批中流砥柱。

這幾年，國內(nèi)民營航天企業(yè)也出現(xiàn)過比較抽象的事情，不乏PPT畫大餅、靜態(tài)試驗把山給炸了的……但這也是從混亂無序、野蠻生長到行業(yè)健康快速成長的一個過程。

誠如SpaceX，也是經(jīng)過了“三步走”才發(fā)展至今的：早年的“獵鷹1號”，在炸了3次火箭、公司差點破產(chǎn)才成功的。之后“獵鷹9號”和“重型獵鷹”步入正軌、成為賺錢的“金雞母”，從而讓公司得以繼續(xù)研發(fā)更大更強的“星艦”。

尚處草創(chuàng)階段的中國民營航天，盡管要面對SpaceX這樣的龐然大物，但同樣可以“摸石頭過河”。開頭提到的“朱雀三號”，就采用了與獵鷹9號相同的不銹鋼可回收箭體、液氧甲烷燃料。

（圖：藍箭航天）▼

“國家隊+企業(yè)隊”的發(fā)展模式，其實很適合在航天這一塊大展身手。

“國家隊”搞更重要的項目，如空間站、登月、火星探測等等。而“企業(yè)隊”則可以做類似“星鏈”這樣的項目，既給國家隊減輕了發(fā)射壓力，低軌衛(wèi)星星座項目也能靠企業(yè)隊提速降本，屬于雙贏。

其實航天也是一條復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)鏈，絕不是幾發(fā)火箭、幾顆衛(wèi)星就完事了的。火箭上天背后，有新型材料研究、衛(wèi)星設(shè)計制造、火箭發(fā)射等諸多重要節(jié)點。

國家為啥大力推動民營航天，其實就是想讓更多的人才、資本、技術(shù)推動產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，走科技創(chuàng)新這一塊。

*本文內(nèi)容為作者提供，不代表地球知識局立場

封面：藍箭航天