下面的文章來(lái)源于科技力量。 ，作者高天偉

科工力量.

觀察者網(wǎng)絡(luò)科技工業(yè)新聞小組官方帳戶

近日，中國(guó)衛(wèi)通披露了上市公司年報(bào)，其中一條信息引起網(wǎng)友關(guān)注:公司以人民幣2.6億元/人民幣的平均價(jià)格購(gòu)買了兩枚長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，用于發(fā)射地球同步軌道通信衛(wèi)星。

按照目前的匯率，2.6億人民幣相當(dāng)于3600萬(wàn)美元，遠(yuǎn)低于SpaceX使用獵鷹9號(hào)火箭執(zhí)行類似任務(wù)后6700萬(wàn)美元的公開(kāi)報(bào)價(jià)。

官網(wǎng)SpaceX給出的獵鷹9號(hào)火箭將衛(wèi)星送到地球同步轉(zhuǎn)移軌道的價(jià)格，6700萬(wàn)美元的運(yùn)輸能力為5.5噸。巧合的是，我國(guó)長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭的同類任務(wù)運(yùn)輸能力也是5.5噸，所以兩者有對(duì)比。

這種情況引起了很多網(wǎng)友的關(guān)注。一方面，去年年底，中國(guó)航天工業(yè)航天科技集團(tuán)(即長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭提供商)公開(kāi)表示“與SpaceX相比，集團(tuán)公司普遍規(guī)模較大但不強(qiáng)，規(guī)模較大但不優(yōu)秀，與我們率先實(shí)現(xiàn)航天領(lǐng)域強(qiáng)國(guó)目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)?！保涣硗?，根據(jù)中國(guó)衛(wèi)通公布的數(shù)據(jù)，我國(guó)火箭發(fā)射的實(shí)際價(jià)格并不超過(guò)SpaceX。

中國(guó)航天的低成本優(yōu)勢(shì)是真的嗎？我們面臨的真正挑戰(zhàn)是什么？我們應(yīng)該如何應(yīng)對(duì)？

01. 影響發(fā)射價(jià)格的因素有很多。

中國(guó)火箭隊(duì)不處于劣勢(shì)

每個(gè)人一般都用發(fā)射單位重量載荷的價(jià)格來(lái)衡量火箭的成本控制水平(X萬(wàn)元/KG），然而，互聯(lián)網(wǎng)上的許多信息簡(jiǎn)單地將“公開(kāi)報(bào)價(jià)/火箭最大運(yùn)力”的結(jié)果進(jìn)行比較。這種做法是部分概括的。在實(shí)踐中，影響實(shí)際成本計(jì)算的因素還包括但不限于以下幾個(gè)方面:

1、火箭隊(duì)實(shí)際使用的能力通常低于理論極值。由于整流罩容量、箭體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、航天器重量密度、市場(chǎng)需求等因素的限制，火箭通常沒(méi)有機(jī)會(huì)利用潛力，尤其是運(yùn)輸能力較大的型號(hào)。例如，美國(guó)獵鷹9號(hào)火箭理論上的最大入軌能力高達(dá)22噸，但實(shí)際負(fù)載一般不超過(guò)18噸。理論上，重型獵鷹火箭可以發(fā)射26.7噸重的地球同步衛(wèi)星，但實(shí)際承載的最大商業(yè)負(fù)載只有9噸，這是人類制造的最重的商業(yè)通信衛(wèi)星。

2、履約方式。獨(dú)特的軌道(例如地球同步軌道衛(wèi)星、星際探測(cè)器等)、對(duì)時(shí)效性強(qiáng)、可靠性要求高、/或機(jī)密性強(qiáng)的航天器，即使重量輕，也通常采用“獨(dú)家包箭”的方式發(fā)射。這時(shí)，火箭公司可以“敲打”甲方爸爸；但是，缺錢的中小衛(wèi)星開(kāi)發(fā)公司專注于與其他公司共享火箭或搭建大衛(wèi)星的搭便車。在這種情況下，很多方必然會(huì)討價(jià)還價(jià)；此外，如果甲乙雙方之間存在上下級(jí)或投融資等“特殊”關(guān)系，定價(jià)也可能偏離一般的商業(yè)規(guī)律。

3、估計(jì)偏差。這是新興航天公司經(jīng)常遇到的情況。公司將在火箭首飛前一年甚至更長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)始尋找客戶。此時(shí)火箭的R&D成本、發(fā)射時(shí)間和實(shí)際性能還沒(méi)有定論，所以價(jià)格“僅供參考”。這種模糊的狀態(tài)甚至?xí)永m(xù)幾個(gè)火箭。

4、價(jià)格明細(xì)?；鸺?duì)發(fā)射，需要資金購(gòu)買火箭，還需要有償購(gòu)買測(cè)控、保險(xiǎn)等相關(guān)服務(wù)。包含不同的項(xiàng)目，價(jià)格也可能完全不同。文章開(kāi)頭提到的長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭，一些行業(yè)分析師認(rèn)為，2.6億元可能只是箭體和無(wú)測(cè)量控制的發(fā)射服務(wù)的購(gòu)買價(jià)格。若加上測(cè)控和保險(xiǎn)這兩個(gè)不可缺少的項(xiàng)目，單發(fā)總價(jià)約為4.6億元 – 即便如此，與國(guó)際同行相比，它仍然具有競(jìng)爭(zhēng)力。

由于這些變數(shù)的存在，火箭的成本控制水平不應(yīng)該簡(jiǎn)單地基于理論數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估。事實(shí)上，即使獵鷹9號(hào)被稱為低價(jià)獵鷹，也承擔(dān)過(guò)“黑店式”暴利業(yè)務(wù)，例如，今年2月8日為NASA發(fā)射PACE地球觀測(cè)衛(wèi)星，收費(fèi)8040萬(wàn)美元。該衛(wèi)星僅重1.7噸，目的地為676.5公里高度太陽(yáng)同步軌道。對(duì)于掌握液體火箭的國(guó)家來(lái)說(shuō)，任務(wù)難度基本上只算入門級(jí)(除非隱藏不為人知的技術(shù)要求)，但每公斤運(yùn)費(fèi)高達(dá)4.7萬(wàn)美元，約34萬(wàn)人民幣。

NASA的PACE衛(wèi)星示意圖。

然而，發(fā)射成本控制在較低水平并不意味著中國(guó)各類火箭公司可以無(wú)憂無(wú)慮。另外兩個(gè)缺點(diǎn)正在制約中國(guó)航天產(chǎn)業(yè)在“新生產(chǎn)力”時(shí)代的發(fā)展。

02. 發(fā)射新興大星座的需求需要

主要瓶頸是我國(guó)單箭運(yùn)力和發(fā)射頻率。

近年來(lái)，全球衛(wèi)星發(fā)射市場(chǎng)發(fā)生了重大變化:以SpaceX星鏈為代表的巨星正在從藍(lán)圖變成現(xiàn)實(shí)，星座建設(shè)已經(jīng)成為一種任務(wù)類型，無(wú)論是衛(wèi)星數(shù)量還是軌道總重量。2024年，中國(guó)的大型通信星座即將出現(xiàn)。無(wú)論是中國(guó)主導(dǎo)的GW還是上海主導(dǎo)的G60星座，都已經(jīng)決定今年開(kāi)始建設(shè)。

2024年2月29日，長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心起飛，隨后成功將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)高軌衛(wèi)星01星送入預(yù)定軌道。外界認(rèn)為這標(biāo)志著中國(guó)大型通信星座的建設(shè)。圖片來(lái)自《中國(guó)航天報(bào)》。

我們國(guó)家的大星座有以下特點(diǎn)：

1、巨大的規(guī)模。無(wú)論GW還是G60，衛(wèi)星的數(shù)量都超過(guò)10,000顆；

2、時(shí)間緊迫。所有兩個(gè)星座都應(yīng)在2030年左右完成主要部署，否則入軌申請(qǐng)無(wú)效；

3、成本控制要求高。星座按商業(yè)方式運(yùn)作，包括發(fā)射，每個(gè)環(huán)節(jié)的成本限制；

4、估計(jì)單顆衛(wèi)星重約數(shù)百公斤至1噸，低軌衛(wèi)星為主，盡量群發(fā)入軌。

上述信息表明，我國(guó)即將進(jìn)入星座建設(shè)的高峰期，每年需要向太空輸送數(shù)千顆衛(wèi)星，相應(yīng)的重量超過(guò)1000噸。到2023年，我國(guó)有221個(gè)軌道航天器，總重量為155噸。由此可見(jiàn)，僅僅是星座建設(shè)，就提出了10倍于當(dāng)前軌道入軌能力的要求，這還不包括空間站使用、深空探測(cè)、其他衛(wèi)星發(fā)射等常規(guī)任務(wù)。

然而，這并不是一個(gè)遙不可及的目標(biāo)。2023年，美國(guó)實(shí)施了116次發(fā)射(其中96次是獵鷹系列火箭)，總?cè)胲壺?fù)荷為1214噸。只要我國(guó)有類似的能力，星座建設(shè)任務(wù)就能得到很好的實(shí)施。與美國(guó)相比，我國(guó)目前的不足主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:發(fā)射頻率低、單箭能力不足。

2023年世界航天發(fā)射狀況。圖片來(lái)自《中國(guó)航天科技活動(dòng)藍(lán)皮書》(2023年)

美國(guó)獵鷹9號(hào)火箭(上)和中國(guó)長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭(下)。獵鷹9號(hào)理論的最大載荷超過(guò)22噸，而中國(guó)常用的商業(yè)任務(wù)型號(hào)，包括長(zhǎng)征三號(hào)乙，最大載荷不超過(guò)15噸，甚至只有幾噸。

03. 從認(rèn)知到行動(dòng)

彌補(bǔ)不足，滿足航天對(duì)運(yùn)力的迫切需求

為提高發(fā)射頻率和單箭運(yùn)力，筆者建議：

1、商業(yè)火箭的重復(fù)使用與獵鷹9號(hào)相當(dāng)快。該產(chǎn)品的運(yùn)輸能力和支出已能滿足星座建設(shè)的迫切需要，研發(fā)難度適中，有望在短時(shí)間內(nèi)取得突破。目前，中國(guó)頭部商業(yè)火箭公司已經(jīng)發(fā)布了這一產(chǎn)品規(guī)劃，值得期待。

天龍三號(hào)火箭，由民營(yíng)航天企業(yè)天兵科技研發(fā)，計(jì)劃在年內(nèi)試飛，可能成為我國(guó)第一款對(duì)比獵鷹9號(hào)產(chǎn)品。圖片來(lái)自天兵科技。

2、鼓勵(lì)新建商業(yè)航天專用發(fā)射場(chǎng)所。發(fā)射臺(tái)數(shù)量本身并非制約運(yùn)輸能力的重要因素。在獵鷹系列火箭“一年四季不掉鏈子”的高可靠性幫助下，2023年SpaceX只用了三個(gè)過(guò)程，創(chuàng)造了中國(guó)任何其他機(jī)構(gòu)都無(wú)法企及的近百個(gè)發(fā)射記錄。然而，在未來(lái)幾年內(nèi)，中國(guó)新型商業(yè)火箭的成熟度無(wú)法與獵鷹系列相提并論。如果多種型號(hào)共享少數(shù)發(fā)射設(shè)施，可能會(huì)出現(xiàn)連鎖延誤，影響發(fā)射頻率。所以在允許的情況下，依靠充足的發(fā)射場(chǎng)資源平行實(shí)施多項(xiàng)任務(wù)，將是更好的商業(yè)航天選擇。

3、簡(jiǎn)化商業(yè)任務(wù)審批流程。傳統(tǒng)航天多服務(wù)是關(guān)系到國(guó)家形象的重要任務(wù)，并以“保證成功”為重點(diǎn)，制定了一套完整的控制審批流程。然而，目前，行業(yè)，特別是在商業(yè)航天領(lǐng)域，迫切需要依靠航天器的數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)商業(yè)閉環(huán)，并與其他國(guó)家爭(zhēng)取太空資源。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外行業(yè)的教育，公眾輿論對(duì)實(shí)驗(yàn)挫折的態(tài)度已經(jīng)趨于成熟理性。因此，行業(yè)管理體系也應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于商業(yè)任務(wù)，我們不妨將“成功保障”調(diào)整為“安全保障”(不應(yīng)承擔(dān)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的人員和資金安全)，鼓勵(lì)參與者快速迭代，提前取得成果，滿足緊迫的容量需求。

綜上所述，與世界航天綜合實(shí)力最強(qiáng)的中國(guó)相比，我國(guó)在火箭發(fā)射成本上并沒(méi)有落后，但單箭發(fā)射能力和頻率仍然存在明顯的不足，無(wú)法滿足迫在眉睫的巨大發(fā)射需求。然而，解決方案已經(jīng)在路上，很有可能在幾年內(nèi)開(kāi)花結(jié)果。我相信，只要我們尊重科學(xué)，勇于發(fā)展，中國(guó)的太空終將不負(fù)使命。

來(lái)源|科技力量

繼續(xù)滾動(dòng)閱讀下一個(gè)輕觸閱讀原文。

觀察者網(wǎng)向上滑動(dòng)，看下一個(gè)。

原題：“比價(jià)，中國(guó)火箭不再輸給SpaceX”

閱讀原文

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(qǐng)?jiān)谖闹凶⒚鱽?lái)源及作者名字。

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(qǐng)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