SpaceX深度解碼:發(fā)射成本,星艦進(jìn)展,競爭模式等等
作者:北京市青聯(lián)委員費(fèi)斌杰,熵簡科技CEO
Elon上周 美國德州的MuskSpack EX星城發(fā)表了全體員工的演講,為人類成為星際文明提供了一條實(shí)際的道路,十分激動(dòng)人心。
雖然馬斯克和Tesla家喻戶曉,但它創(chuàng)立的SpaceX卻是一家非常神秘的公司。
雖然沒有上市,但是它的估值已經(jīng)達(dá)到了1800億美元,超過了美國歷史上的任何一次IPO。
假如SpaceX和SpaceX&P 500巨頭放在一起,它仍然處于“力速雙A”的第一象限。
由于SpaceX的一些業(yè)務(wù)涉及到軍事工業(yè),其業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)一直處于高度保密的狀態(tài)。
但在上周,Morgan Stanley發(fā)布了SpaceX的超深度報(bào)告,對此進(jìn)行了CT掃描分析,披露了許多重要信息,是一項(xiàng)非常珍貴的研究資料。
接下來我給大家解讀一下這個(gè)大報(bào)告。報(bào)告鏈接放在文末,歡迎有興趣的朋友閱讀原文。
(1)關(guān)鍵FacttSpaceX Sheet
先和大家分享一組SpaceX的關(guān)鍵數(shù)據(jù),讓大家對這家神秘公司有一個(gè)定量的認(rèn)識:
SpaceX預(yù)計(jì)2024年的收入可達(dá)130億美元,預(yù)計(jì)2035年將達(dá)到1000億美元,同比增長54%
目前,SpaceX已經(jīng)處于盈利狀態(tài),具體利潤規(guī)模不明
SpaceX的發(fā)射成本比競爭者低5-10倍
SpaceX在2023年平均每3天發(fā)射一枚火箭。
到24年末,在全球運(yùn)行中,SpaceX衛(wèi)星約占衛(wèi)星總量的60%
目前,Starlink擁有約260萬付費(fèi)用戶,每周增長約25,000。
“Starlink”in-situ"衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)它在俄烏戰(zhàn)爭中起著決定性的作用
SpaceX是唯一一家將宇航員送到國際空間站的公司(ISS)私人發(fā)射承包商
大約有13,000名員工在SpaceX
SpaceX的估值在2023年12月達(dá)到1800億美元,而SpaceX的估值在23年夏天達(dá)到1500億美元,增長迅速。
按SpaceX執(zhí)行 預(yù)測25年收益,其估值約10x PS
(2)SpaceX = Launch Starlink
Elon Musk于2002年創(chuàng)立了SpaceX,其主要業(yè)務(wù)部門有兩個(gè):發(fā)射(Launch)與星鏈(Starlink)。
發(fā)射業(yè)務(wù)致力于向太空軌道輸送有效載荷。SpaceX的發(fā)射成本比競爭對手低5-10倍,通過可重用的火箭具有明顯的競爭優(yōu)勢。
SpaceX基于其強(qiáng)大的發(fā)射能力,將數(shù)千顆衛(wèi)星送入太空軌道,構(gòu)建星鏈,為用戶提供基于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的通信服務(wù)。
星鏈?zhǔn)鞘澜缟献畲蟮男l(wèi)星因特網(wǎng),到目前為止已經(jīng)包含了5600顆低軌衛(wèi)星,占全球衛(wèi)星總量的60%以上。
包括個(gè)人、公司、政府、部隊(duì)在內(nèi)的星鏈用戶可以為船舶、飛機(jī)、無人機(jī)等終端提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通信支持。
到目前為止,地球表面仍然有90%的地區(qū)沒有手機(jī)通信服務(wù),全球仍然有27億人無法打開互聯(lián)網(wǎng)。SpaceX的星鏈服務(wù)有望成為未來全球通信的重要基礎(chǔ)設(shè)施。
本文主要關(guān)注SpaceX的發(fā)射業(yè)務(wù)。(Launch),爭取徹底解釋一下。下一篇文章我將為您深入解讀星鏈業(yè)務(wù)。(Starlink),還將在此微信官方賬號上發(fā)布。
SpaceX獲利的關(guān)鍵:復(fù)用性
SpaceX為其商業(yè)和政府用戶提供發(fā)射服務(wù),幫助他們將負(fù)載運(yùn)輸?shù)教眨鐚⑿l(wèi)星送入軌道,將宇航員送到國際空間站,向太空部署軍事設(shè)備等。
平均而言,SpaceX發(fā)射業(yè)務(wù)的定價(jià)取決于負(fù)載重量和運(yùn)輸距離。每一次發(fā)射的價(jià)格大約是6200萬美元。
復(fù)用性(Re-Usability)這是獲得SpaceX發(fā)射業(yè)務(wù)利潤的關(guān)鍵。
根據(jù)SpaceX的官方描述,重復(fù)使用的運(yùn)載火箭可以將太空旅行的成本降低100倍,而不是在回到大氣層時(shí)燃燒所有傳統(tǒng)火箭。
在Falcon當(dāng)時(shí),SpaceX在火箭回收方面首次取得了巨大的成功, 九級成功登陸地面。到目前為止,在315次發(fā)射中,F(xiàn)alcon 共完成260次重復(fù)發(fā)射,充分體現(xiàn)了復(fù)用能力的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
Falcon 只有第一級才能回收利用。。SpaceX正在設(shè)計(jì)開發(fā)星艦,以提高運(yùn)輸效率和重復(fù)利用率。(Starship),為了實(shí)現(xiàn)第一級運(yùn)載火箭 二級完全重復(fù)使用。
SpaceX采用以下重要技術(shù),使運(yùn)載火箭具有復(fù)用性:
(1)著陸腿(Landing Legs):Falcon 9一級采用四條碳纖維著陸腿,靠近地面時(shí)進(jìn)行。
(2)網(wǎng)格鰭(Grid Fins):以前主要用于軍事導(dǎo)彈的網(wǎng)格鰭。Falcon 當(dāng)大氣一級下降時(shí),網(wǎng)格鰭能有效地控制推力矢量,從而實(shí)現(xiàn)精確著陸。
(3)可重啟的點(diǎn)火裝置(Restartable Ignition Systems):Falcon 第9級可以重新點(diǎn)燃9個(gè)Merlin發(fā)動(dòng)機(jī),以確保在重返大氣層和著陸期間降速和跳轉(zhuǎn)。
(4)無人船(Autonomous Spaceport Droneships):如果運(yùn)載火箭在下降過程中偏離目標(biāo)著陸點(diǎn),可以選擇落地在海上的無人船上。每艘無人船都可以通過星鏈通信,以確保它們處于準(zhǔn)確的對接位置。
目前,SpaceX有三艘無人船,它們各有一個(gè)有趣的名字:
無人船1號的名字是“當(dāng)然我還愛你”(Of Course I Still Love You)
“只需閱讀表明”是無人船2號的名字。(Just Read the Instructions)
無人船3號的名字是“重力不足”(A Shortfall of Gravitas)
(4)主要運(yùn)輸模式:Falcon 9和Falcon Heavy
目前,SpaceX運(yùn)營中有兩種運(yùn)載火箭型號:Falcon 還有Falcon Heavy。
Falcon 9是運(yùn)載火箭的兩個(gè)階段,可以部分重用,中等推力。自2010年服役以來,它一直是SpaceX的主要火箭型號。由于它配備了9個(gè)Merlin引擎,所以名稱中含有“9”。,可以提供超過170萬磅的推力。
Falcon 第一級9被稱為推進(jìn)器。(Booster),推動(dòng)運(yùn)載火箭進(jìn)入太空,然后與二級分離。將有效載荷送入軌道后,二級在回到大氣層的過程中燃燒完畢,而一級可以順利著陸并重復(fù)使用。
Falcon 9的有效載荷為22.8噸,目前已完成300多項(xiàng)發(fā)射任務(wù),占SpaceX總發(fā)射任務(wù)的95%以上。
Falcon 9具有很高的發(fā)射成功率,服役期間只有2次發(fā)射失敗記錄,最后一次發(fā)射失敗仍在2016年,總通過率超過99%,它是人類歷史上最可靠的運(yùn)載火箭。
Falcon Heavy是兩個(gè)階段的運(yùn)載火箭,可以部分重用,具有超強(qiáng)推力,從2018年開始服役至今。
Falcon Falconn有3個(gè)Falcon 9個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)核心,即27個(gè)Merlin發(fā)動(dòng)機(jī),總有效載荷63.8噸,可產(chǎn)生500萬磅的驅(qū)動(dòng)力,約為Falcon。 9的三倍。
盡管Falcon Heavy性能強(qiáng)大,到目前為止,它只發(fā)射了9次。Falcon 大約一半的Heavy發(fā)射需求來自美國軍方,包括X-37特工機(jī)等,這是因?yàn)檐娛仑?fù)荷較大,更適合大型運(yùn)載火箭。
星艦Starship(6):到目前為止,人類運(yùn)載火箭最強(qiáng)。
下一步,我們將重點(diǎn)介紹SpaceX星艦Starship。
星艦(Starship)它是一種完全可重用的二級超重型運(yùn)載火箭,能帶來超過1600萬磅的推力,這是Falcon 9的10倍,這是NASA太空發(fā)射系統(tǒng)火箭的兩倍。
高約400英寸的Starship可以支持100-150噸的有效載荷,幾乎是Falcon。 9的4倍以上。
目前,Starship仍處于測試階段。一旦投入使用,它將是迄今為止人類最強(qiáng)大的運(yùn)載火箭。
到目前為止,Starship已經(jīng)進(jìn)行了三次測試,每次測試都取得了里程碑式的進(jìn)展。最近的測試發(fā)生在2024年3月14日,Starship在熱分級、有效載荷艙門測試、推進(jìn)劑轉(zhuǎn)移、一級回收等重要領(lǐng)域取得了重大突破,未來可期。
星艦由兩部分組成:重型推進(jìn)器(Super Heavy Booster)、星艦上層(Starship Upper Stage)。兩者結(jié)合在一起,形成一艘完整的星艦(或“集成”)。
重型推進(jìn)器是第一級,包括33個(gè)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)(Raptor Engine),其中13個(gè)位于中心,20個(gè)位于周圍。
星艦的上層是第二層,包括三個(gè)Raptor,用于海平面優(yōu)化。 針對太空環(huán)境優(yōu)化的2發(fā)動(dòng)機(jī)和3個(gè)Raptor Vacum發(fā)動(dòng)機(jī)。
重型推進(jìn)器在發(fā)射過程中提供了起飛所需的動(dòng)力。當(dāng)重型推進(jìn)器的燃料耗盡時(shí),它也會(huì)從星艦上部分離并返回地球。
此時(shí),星艦上層(二級)將放棄重型推進(jìn)器(一級),點(diǎn)燃自己的發(fā)動(dòng)機(jī),將自己推入軌道,繼續(xù)行駛,將有效載荷運(yùn)送到目的地,最后返回地球,降落在地面上。
SpaceX可以在未來正式投入使用星艦,使SpaceX更大的Starlink 將V2衛(wèi)星送入近地軌道,實(shí)現(xiàn)第二代星鏈的部署。
此外,星艦還有潛力使SpaceX能夠?yàn)榈孛娓咚俾眯刑峁┥虡I(yè),并促進(jìn)人類對月球和火星的探索。
SpaceX還在開發(fā)一種星艦,專門用來為其他星艦加油,這樣星艦就可以在離開火星之前進(jìn)入近地軌道。(LEO)在出發(fā)前加滿油。
星艦可以說承載著馬斯克星際探索的夢想和決心。
(7)發(fā)射頻率節(jié)節(jié)攀升,美國政府是最大的客戶
SpaceX在2018年平均每個(gè)月發(fā)射兩次。現(xiàn)在SpaceX每個(gè)月進(jìn)行10次 第二次發(fā)射,也就是每周大約兩次。在2024年3月的第一周,SpaceX在24小時(shí)內(nèi)獨(dú)立發(fā)射了3次,發(fā)射頻率穩(wěn)步上升。
由于SpaceX的發(fā)射頻率越來越高,它還希望擴(kuò)大每一次發(fā)射運(yùn)輸?shù)挠行лd荷。今天,F(xiàn)alcon可以從Falcon開始,因?yàn)镾tarship未來將投入正式運(yùn)行, 將9的22.8噸提高到100-150噸。
SpaceX的發(fā)射業(yè)務(wù)主要服務(wù)于三個(gè)目標(biāo):商業(yè)客戶、政府客戶和SpaceX自己的星鏈業(yè)務(wù)。
到目前為止,SpaceX的所有發(fā)射任務(wù)中有46%是為了建造自己的星鏈而發(fā)射衛(wèi)星,這一比例將在未來繼續(xù)上升。
SESSES包含SpaceX的商業(yè)客戶、Eutelsat、EchoStar、Inmarsat、Intelsat、Telesat等,占SpaceX發(fā)射總數(shù)的28%,這些商業(yè)發(fā)射任務(wù)主要是將衛(wèi)星送入軌道。有趣的是,SpaceX還為競爭對手提供發(fā)射服務(wù)。
美國政府是SpaceX發(fā)射業(yè)務(wù)中最大的客戶,包括NASA, Space Force, Air 約21%的發(fā)射任務(wù)涉及美國政府的負(fù)荷,如Force,包括國際空間站 (ISS) 補(bǔ)充任務(wù)(~9%)和國際空間站機(jī)務(wù)人員運(yùn)輸(~3%)。
SpaceX于2023年通過Falcon 9和Falcon Heavy總共完成了96次發(fā)射任務(wù),而且沒有失敗。其中,Starlink衛(wèi)星63次被送入軌道,第三方衛(wèi)星27次被送入軌道,另外5次被送入美國政府,包括3次被送入國際空間站,2次被送入國際空間站,1次被送入X-37B特工機(jī)。
強(qiáng)大的動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī):從Merlin到Raptor
Raptor猛禽引擎用于星艦的第一級和第二級,其推力是上一代Merlin引擎的兩倍。
Merlin發(fā)動(dòng)機(jī)使用精煉汽油作為燃料,而Raptor發(fā)動(dòng)機(jī)使用甲烷的低溫液體 液氧作為燃料的混合物。
Raptor發(fā)動(dòng)機(jī)于2014年開始開發(fā),并于2023年4月正式開始使用。
Raptor Vacum發(fā)動(dòng)機(jī) (RVAC) 這是Raptor的組合,它有更大的排氣區(qū)域膨脹噴頭,為太空環(huán)境下的星艦增加動(dòng)力。
到目前為止,Raptor發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)進(jìn)行了多輪迭代。Raptor發(fā)布于2022年的SpaceX 2,Raptorr于2023年發(fā)布。 3。每一次迭代都簡化了發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件,減輕重量,提高推力,這與馬斯克的第一性原則非常吻合。
Raptor 3與最初的Raptorr相比,重量約為1400KG。 與2000KG相比,1的驅(qū)動(dòng)力降低了30%,從185噸增加到269噸。
主要競爭對手:貝索斯的Blue Origin
SpaceX在運(yùn)載火箭發(fā)射領(lǐng)域具有壓倒性的競爭優(yōu)勢,目前其主要競爭對手是Blue Origin。
Blue Origin(藍(lán)源)是Amazon的創(chuàng)始人Jeff Bezos成立于2000年,總部設(shè)在華盛頓州肯特郡。
Blue 所有的Origin都是由Bezos自己出資的。根據(jù)Ars 據(jù)Technica估計(jì),Bezos已經(jīng)投資了100-200億美元。
Blue 目前Origin有兩種類型的運(yùn)載火箭:New Shepard,New Glenn。
New Shepard是一種可重復(fù)使用和載人的亞軌道運(yùn)載火箭。它不僅可以用于太空旅行,還可以運(yùn)輸有效載荷。它的名字來自美國宇航員Alan,第一個(gè)進(jìn)入太空。 Shepard。
New 從2010年開始,Shepard正式開始研究和開發(fā),并于2015年開始測試。自2015年以來,New Shepard已經(jīng)完成了24次亞軌飛行,其中6次是載人任務(wù)。
一項(xiàng)發(fā)射任務(wù)于2022年9月舉行,New Shepard發(fā)動(dòng)機(jī)噴頭出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性故障,導(dǎo)致發(fā)射失敗。
New Glenn是Blue Origin正在開發(fā)一種可重復(fù)使用和載人的重型運(yùn)載火箭。有了7米長的整流罩,它可以靠近地面軌道。(LEO)有效載荷高達(dá)45噸。這個(gè)數(shù)字作為比較參考,對SpaceX的Falcon來說是一個(gè)數(shù)字。 9噸為22.8噸,對Space星艦而言為100-150噸。
New 同時(shí),Glenn也是一個(gè)二級火箭,第一級由7臺BE-4引擎增加動(dòng)力,它使用液氧和液化天然氣作為燃料。
Blue Neww表示Origin 24年底,Glenn將首次發(fā)射,將NASA的研究機(jī)器人運(yùn)送到火星。
除Blue外 除了Origin之外,其他潛在的競爭者包括Arianespace,Rocket Lab,United Launch Alliance (ULA)等。
上面我們對SpaceX的發(fā)射部分進(jìn)行了全面的解讀。
篇幅有限,下一篇文章我將為您深入解讀SpaceX的星鏈業(yè)務(wù)。(Starlink),SpaceX也是SpaceX最具想象力的業(yè)務(wù),屆時(shí)將在此微信公眾號上發(fā)布。
Exploration is wired into our brains. If we can see the horizon, we want to know what's beyond.—— Buzz Aldrin
(文畢)
歡迎關(guān)注我的公眾號,這里將分享一些前沿技術(shù)和投資的最新意見。
本文來自微信微信官方賬號“Alpha Engineer”(ID:gh作者:費(fèi)斌杰,北京市青聯(lián)委員,熵簡科技CEO,36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布,_37d171c60737)。
本文僅代表作者觀點(diǎn),版權(quán)歸原創(chuàng)者所有,如需轉(zhuǎn)載請?jiān)谖闹凶⒚鱽碓醇白髡呙帧?/p>
免責(zé)聲明:本文系轉(zhuǎn)載編輯文章,僅作分享之用。如分享內(nèi)容、圖片侵犯到您的版權(quán)或非授權(quán)發(fā)布,請及時(shí)與我們聯(lián)系進(jìn)行審核處理或刪除,您可以發(fā)送材料至郵箱:service@tojoy.com