2424
近日，中國衛(wèi)通披露了上市企業(yè)年報，里面一則信息引起了網(wǎng)友注意：公司以人民幣2.6億元/發(fā)的平均價格，采購了2枚長征三號乙運載火箭，用于發(fā)射地球同步軌道通信衛(wèi)星。
按現(xiàn)行匯率，2.6億元人民幣約相當(dāng)于3600萬美元，遠(yuǎn)低于SpaceX使用獵鷹9號火箭執(zhí)行類似任務(wù)時6700萬美元的公開報價。
SpaceX官網(wǎng)給出的獵鷹9號火箭將衛(wèi)星送至地球同步轉(zhuǎn)移軌道的報價，6700萬美元對應(yīng)運力為5.5噸。巧合的是，我國長征三號乙火箭執(zhí)行同類任務(wù)的運力也是5.5噸，因此兩者具有可比性。這一情況引起了不少網(wǎng)友的關(guān)注。
一方面，中國航天產(chǎn)業(yè)的航天科技集團(tuán)（即長征三號乙火箭提供方）去年底公開表態(tài)“對標(biāo)SpaceX，集團(tuán)公司整體上大而不強(qiáng)、大而不優(yōu)，這與我們在航天領(lǐng)域率先實現(xiàn)強(qiáng)國目標(biāo)還相去甚遠(yuǎn)”；另一方面，基于中國衛(wèi)通披露的數(shù)字，我國火箭發(fā)射的實際價格并不高于SpaceX。中國航天的低成本優(yōu)勢是否屬實？什么是我們面臨的真正挑戰(zhàn)？應(yīng)該如何應(yīng)對？
01. 發(fā)射價格受眾多因素影響中國火箭并不處于劣勢
人們一般用發(fā)射單位重量載荷的價格來衡量火箭成本控制水平（X萬元/公斤），而互聯(lián)網(wǎng)上不少資料都簡單使用“公開報價/火箭最大運力”所得出的結(jié)果進(jìn)行比較。這一做法有失偏頗。實踐中，影響實際成本測算的因素還包括但不限于以下方面：
1、火箭真正使用的運力往往低于理論極值。受整流罩容積、箭體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、航天器重量密度、市場需求等因素限制，火箭特別是運力較大的型號，往往沒有機(jī)會用盡潛力。例如美國獵鷹9號火箭，雖然其理論最大入軌能力高達(dá)22噸，但實際載荷一般不超過18噸；重型獵鷹火箭理論上可以發(fā)射26.7噸重的地球同步衛(wèi)星，但其實際承運的最大商業(yè)載荷僅有9噸，而這已經(jīng)是人類制造的最重商用通信衛(wèi)星。
2、履約模式。軌道獨特（例如地球同步軌道衛(wèi)星、星際探測器等）、時效性強(qiáng)、可靠性要求高和/或者保密的航天器，哪怕重量很輕，往往也采用“獨家包箭”模式發(fā)射，這時火箭公司多少可以“敲”甲方爸爸一筆；而囊中羞澀的中小衛(wèi)星研制企業(yè)，則傾向于與別家共享火箭或者搭某個大衛(wèi)星的順風(fēng)車。這種情況下各方免不了一頓討價還價；此外，如果甲乙方間存在上下級或者投融資之類“特殊”關(guān)系，定價也有可能偏離一般商業(yè)規(guī)律。
3、估算誤差。這是新興航天公司常遇到的情況?；鸺罪w前一年甚至更長時間，公司就要開始搜尋客戶，這時火箭研發(fā)支出、發(fā)射時間、實際性能尚無定論，因此報價“僅供參考”。這種模糊的狀態(tài)甚至?xí)永m(xù)若干發(fā)火箭。
4、價格明細(xì)?；鸺l(fā)射，采購火箭需要資金，測控、保險等相關(guān)服務(wù)也需有償購買。包含項目不同，價格可能也大相徑庭。文章開頭提到的長征三號乙火箭，有行業(yè)分析員認(rèn)為2.6億元可能僅是箭體和不含測控的發(fā)射服務(wù)采購價。如果加上測控和保險這兩個必不可少的項目，單發(fā)總價應(yīng)該在4.6億元左右 – 即便如此，與國際同行相比仍然具有競爭力。
正因為這些變數(shù)存在，所以火箭成本控制水平不應(yīng)簡單基于理論數(shù)據(jù)評估。事實上哪怕以低價著稱的獵鷹9號，也承接過“黑店式”暴利生意，例如今年2月8日為NASA發(fā)射PACE地球觀測衛(wèi)星，收費8040萬美元。這顆衛(wèi)星僅重1.7噸，其目的地為676.5公里高度太陽同步軌道。任務(wù)難度對掌握液體火箭的國家來說基本只算入門水平（除非暗藏不為人知的技術(shù)要求），但每公斤載荷運費高達(dá)4.7萬美元，約合34萬元人民幣。
不過，發(fā)射成本控制在較低水平，并不意味著中國各類火箭公司可以高枕無憂。另外兩個短板，正在制約“新質(zhì)生產(chǎn)力”時代我國航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
02. 面向新興大型星座發(fā)射需求我國單箭運力和發(fā)射頻次成主要瓶頸
近幾年，全球衛(wèi)星發(fā)射市場出現(xiàn)一個重大變化：以SpaceX星鏈為代表的巨型星座正在從藍(lán)圖變成現(xiàn)實，無論衛(wèi)星數(shù)量還是入軌總重量，星座建設(shè)已經(jīng)成為占據(jù)支配地位的任務(wù)類型。2024年，我國的大型通信星座也呼之欲出，無論國家主導(dǎo)的GW還是上海主導(dǎo)的G60星座，都已確定今年內(nèi)開始建設(shè)。
2024年2月29日，長征三號乙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火起飛，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)志著中國大型通信星座建設(shè)啟動。圖自《中國航天報》。
我國大型星座有以下特點：1、規(guī)模龐大。無論GW還是G60，衛(wèi)星數(shù)量均超過1萬顆；2、時間緊迫。兩個星座均應(yīng)在2030年前后完成主要部署，否則入軌申請作廢；3、成本控制要求高。星座按商業(yè)方式運營，包括發(fā)射在內(nèi)，各環(huán)節(jié)成本設(shè)限；4、預(yù)計單顆衛(wèi)星重幾百千克至1噸左右，低軌衛(wèi)星為主，盡量群發(fā)入軌。
以上信息表明，我國即將進(jìn)入星座建設(shè)高峰，期間每年需將數(shù)千顆衛(wèi)星送入太空，對應(yīng)重量超過1000噸。而2023年，我國入軌航天器數(shù)量221個，總重量155噸。可見僅僅是星座建設(shè)，就提出了10倍于當(dāng)前的入軌能力要求，這還不包括空間站運用、深空探測、其它衛(wèi)星發(fā)射等常規(guī)任務(wù)。不過這并非遙不可及的目標(biāo)。2023年，美國實施了116次發(fā)射（其中96次為獵鷹系列火箭），入軌載荷總重量1214噸。我們國家只要擁有類似能力，就可以很好實施星座建設(shè)任務(wù)。與美國相比，我國當(dāng)前短板主要體現(xiàn)在發(fā)射頻次較低以及單箭運力不足兩個方面。
美國獵鷹9號火箭（上）和我國長征三號乙火箭（下）。獵鷹9號理論最大載荷超過22噸，而我國常用于商業(yè)任務(wù)的型號，包括長征三號乙在內(nèi)，最大載荷都不超過15噸，甚至只有幾噸。
03. 從認(rèn)知到行動補(bǔ)齊短板，滿足航天對運力的緊迫需求
為了提升發(fā)射頻次和單箭運力，筆者建議：1、加速發(fā)展運力與獵鷹9號相當(dāng)?shù)目芍貜?fù)使用商業(yè)火箭。這類產(chǎn)品運力和成本已經(jīng)能夠滿足星座建設(shè)的迫切需求，且研發(fā)難度適中，有望在短期內(nèi)取得突破。目前我國頭部商業(yè)火箭公司均已發(fā)布這類產(chǎn)品規(guī)劃，值得期待。
民營航天企業(yè)天兵科技研制的天龍三號火箭計劃年內(nèi)試飛，有可能成為我國首款對標(biāo)獵鷹9號的產(chǎn)品。圖自天兵科技。
2、鼓勵新建商業(yè)航天專用發(fā)射場所。發(fā)射臺數(shù)量本身不是制約運力的重大因素。2023年SpaceX在獵鷹系列火箭“全年不掉鏈子”高可靠性助力下，僅用3個工位就創(chuàng)造了其它任何國家和機(jī)構(gòu)無法企及的近百次發(fā)射紀(jì)錄。但未來若干年內(nèi)，我國新型商業(yè)火箭成熟度還無法與獵鷹系列比肩，如果多個型號共享少數(shù)發(fā)射設(shè)施，可能會出現(xiàn)連鎖延誤，影響發(fā)射頻次。因此條件允許的情況下，依靠充足發(fā)射場資源平行實施多個任務(wù)，將是商業(yè)航天的更好選擇。
3、簡化商業(yè)任務(wù)審批流程。傳統(tǒng)航天多服務(wù)事關(guān)國家形象的重大任務(wù)，并主要圍繞“保成功”制定了全套監(jiān)管審批流程。但當(dāng)前，行業(yè)特別是商業(yè)航天領(lǐng)域，迫切需要依靠航天器數(shù)量實現(xiàn)商業(yè)閉環(huán)和與其它國家爭取太空資源；而公眾輿論經(jīng)過國內(nèi)外行業(yè)教育，對試驗挫折的態(tài)度已經(jīng)趨于成熟理性。因此，行業(yè)規(guī)章制度也應(yīng)當(dāng)有所調(diào)整，對于商業(yè)任務(wù)，不妨將“保成功”調(diào)整為“保安全”（人員和不應(yīng)承受相關(guān)風(fēng)險的財產(chǎn)安全），鼓勵參與者快速迭代，早出成果，滿足緊迫的運力需求。
綜上所述，與世界航天綜合實力最強(qiáng)國家相比，我們國家在火箭發(fā)射成本上不落下風(fēng)，但在單箭運力和發(fā)射頻次上，還存在明顯短板，無法滿足已經(jīng)迫在眉睫的巨大發(fā)射需求。不過，解決方案已經(jīng)在路上，而且非常有望在幾年內(nèi)開花結(jié)果。相信只要尊重科學(xué)、勇于探索，中國航天終將不負(fù)使命。
下載ECAD模型
