中国商业航天三年简史：全产业链突围与多场景赶超

源自：21世纪经济报道

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⊙记者：戴春晨 哈尔滨报道

　　导读
　　中国企业正在努力追赶升级，可以学习发达国家，政策上鼓励政府采购向民营企业开放，由此促进民营航天企业的发展。只要不涉及国家安全，一般的航天产品和服务要交给市场，政府要最大限度地购买民营企业的航天产品、技术和服务。
　　5月4日，Facebook进军卫星互联网服务的消息，开始刷屏社交网络。在低轨卫星互联网的赛道上，美国将从 Space X 与One Web“双巨头”格局，转为“三足鼎立”。也正是同一天，中国长征三号乙运载火箭将亚太6C卫星发射升空。
　　同一天发生的两件太空大事，显示全球商业航天领域的竞争趋热。
　　业内人士普遍认为，在已经跨入5月份的2018年，国内商业航天领域有望结束技术积累的“萌芽期”，迎来商业化全面爆发的新阶段。
　　中国商业航天浪潮肇始于2015年前后。短短三年之间，政策和市场保持良好互动，深邃的太空被越来越多中国企业视为潜藏商机的宝矿。传统航天时代唱主角的国家队，摆弄资本风云的上市公司，带有工程师文化印记的初创项目，不约而同登上中国商业航天的舞台。
　　这三年，国内商业航天企业完成了从卫星设计研制、火箭研制发射到卫星在轨运营及商业化应用的“从0到1”，商业航天在国内逐渐形成自循环的生态系统；也正是这三年，以北斗导航、高景一号等重大专项突破为引领，中国商业航天企业不仅继续深耕导航、通信、遥感三大主流市场，还开始扩展至卫星互联网、高通量通信、科研实验卫星等应用场景。
　　在商业航天的全球竞赛中，蓝色起源、Space X、One Web 等无疑处在第一梯队。中国企业面向太空的拓展，已形成缩小与强者差距的追逐游戏。

逐步实现全产业链覆盖
　　在商业航天的语境中，2018年对国内的普通民众似乎有着某种意义。
　　今年2月初，Space X的“重型猎鹰”火箭搭载着红色跑车成功发射。人们当前对商业航天的热情，以及舆论对中美航天产业差距带有焦虑情绪的叙述，很大程度起源于这次发射。
　　即使从蓝色起源、Space X 创立的2000年算起，美国商业航天也走过了十七八年的历程。而中国直至2015年前后，商业航天企业才开始成规模涌现。仅用三年时间去追赶海外对手的十几年，看起来难免让人焦虑。
　　不过幸运的是，在商业航天的赛道上，中国企业与Space X等海外对手的差距正在缩小。
　　从卫星的设计研制，到火箭的研制发射，到卫星在轨运营与商业化应用，商业航天产业链上核心环节，国内都有相关企业的主营业务在萌芽和生长。
　　这意味着国内已经构建起了商业航天的全产业链，形成了一套自循环的生态系统。
　　在4月23日的首届中国航天大会·商业航天产业国际论坛上，未来宇航空间技术研究院创始人牛旼援引该院的调研报告称，围绕着商业航天全产业链，目前国内不少城市已经分化出不同的功能。其中，北京成为航天人才聚集区和商业航天研发总部所在地，而武汉、西安、重庆、深圳等制造业链条和军工配套完善的城市成为商业航天重要的制造基地。
　　在这条日渐补全的产业链上，国内企业最早实现的环节是卫星研制。电子元器件的普及，以及“立方星”技术的引进，使得全球研制微小卫星的成本和技术门槛双双降低。2016年年初成立的天仪研究院，于当年11月成功发射“潇湘一号”。这是当前这股商业航天浪潮中，成功实现“上天”并在轨运营的第一颗商业卫星。在随后的两年间，上市公司欧比特的“珠海一号”、冯仑的“风马牛一号”、九天微星的“少年星一号”等先后“上天”。卫星研制、卫星运营的链条被补全。
　　不过，相较于做火箭起家的“Space X”们，国内在商业火箭发射环节的空白仍是明显的短板。
　　承担起责任的，自然是传统航天时代唱主角的国家队。在今年过去的几个月，航天科技已经完成商业发射主力火箭“长征十一号”的“拼车”和“专车”服务。这改变了过去商业卫星只能搭载国家任务发射剩余载荷“顺风车”的格局。
　　国企航天科工旗下的商业火箭公司已于2017年1月，用“快舟一号甲”火箭完成商业发射的首秀；而另一款专注于商业发射的主力火箭“快舟十一号”，则将在2018年上半年以“一箭六星”的形式完成首飞；航天科工在武汉布局的商业航天产业基地则将在2018年年底建成投产。
　　这还不是航天科工拥抱商业航天的全部，航天科工正试图贯穿商业航天全产业链。在前述论坛上，航天科工总工艺师符志民提及他们对商业航天最新的“五云一车”计划。这项研发期长达10年的计划包括火箭、卫星互联网、空天飞机、超高时速的超级飞车等。
　　正在萌芽的还有中国民营火箭。公开信息显示，翎客航天已于2017年宣布完成小型火箭悬停技术的验证，这是实现火箭可回收的关键技术；零壹空间、蓝箭航天等初创企业已完成火箭发动机技术的试车，并将整装火箭的首秀时间表定在2018年；另一家成立仅一年时间的星际荣耀，已在海南的发射场完成火箭亚轨道飞行的技术验证。
　　值得注意的是，这些初创企业设计研制的商业火箭，走的几乎都是自主研发路线。
　　这也就意味着，首枚中国民营商业火箭，极大可能在近期诞生。中国民营企业实现商业航天的全产业链覆盖，也有望在2018年完成。

建立完善的商业航天体系
　　中国商业航天拿得出手的，不仅是刚刚补全的产业链。从某些核心技术上看，中国没有落后太多的结论也成立。
　　“从中国企业正在研发的前沿技术看，中国与美国等发达国家差距还不算大，没有形成明显的代差。”小火箭工作室创始人邢强说。他从事火箭技术研究和咨询工作已有10年。
　　当前，商业航天最为关键的技术之一，是航天发动机技术。这是火箭、空天飞行器的主要动力系统。以液体发动机为例，当前最前沿的技术是探索研制液氧甲烷发动机。相较于当前主流的液氧煤油和液氢液氧两个组合，液氧甲烷具有冷却能力强、比冲高（考验燃料性能指标之一，比冲越高油耗越少）、不易结焦等优点，同时单位质量燃料的成本只有煤油的1/3和液氢的1/30。这种特性使得液氧甲烷成为推动火箭、空天飞行器低成本、可重复使用的最理想组合。
　　在液氧甲烷发动机这条赛道上，走在最前面的是Space X 与蓝色起源，两家企业分别有代号为“猛禽”和“BE-4”的液氧甲烷发动机，均已研制成功并出厂。中国的速度也没有慢太多，中国初创企业蓝箭航天在近期已经宣布完成液氧甲烷发动机推力室的试车。
　　另有公开消息显示，国家队航天科技曾在2016年成功完成液氧甲烷发动机项目的研究。
　　“中国液氧甲烷发动机在推力室、喷注器等技术方面已经取得突破。”邢强说，“如果中国企业能够完成整箭的装备发射，就相当于中国追平世界最前沿水平。”
　　类似的情况还体现在发动机外壳材料上。国际上制造航天发动机的外壳，过去使用的是超高强度的D6AC合金钢，如今的趋势则是采用更先进的凯夫拉纤维和玻璃纤维缠绕的高强度复合材料。目前，美国的发动机外壳已开始大规模采用后者，中国虽然开始配备，但还未形成大规模运用的趋势。
　　“中国的产业链配套和工业基础正在迎头赶上，”邢强告诉21世纪经济报道记者，“这也体现了商业航天发展是建立在一国工业基础之上的。”
　　但某些技术研发步伐的追赶，并不代表商业航天整体水平的接近。国内许多行业的创新经验表明，拥有最先进技术的企业，并不一定是笑到最后的赢家。更何况，中国当前的技术还位居人后。
　　我国有名的空气动力学家黄志澄就曾撰文分析要“理性培育颠覆性技术”。他提醒商业航天界的人们，颠覆性创新具有不确定性。假使这项新兴技术能够坚持前行，不断完善而达到成熟，最终就有望得到广泛运用。但许多新兴技术在泡沫破灭之后，或由于缺乏资金的继续投入，或由于技术本身的缺陷，并不能重新复苏，从而陷入了“死亡之谷”。
　　事实上，黄志澄描述的可能性，已经被近些年国内双创浪潮中的某些行业所验证。从商业逻辑上看，技术要真正地实现赋能，就一定要与具体、实际的需求结合起来。没有需求，没有可靠的商业化应用场景，技术就失去了意义。
　　从当前的情况看，国内当前的商业航天企业，还难有底气说已经完全穿越“死亡之谷”。一些卫星运营企业已经找到科研试验、卫星互联网、航天+Steam 教育等商业化场景，但更多企业的卫星和火箭还处在讲故事的阶段。
　　不过，诸如 One Web 等海外知名航天企业，也处于讲故事的阶段，其主营业务尚未真正落地。
　　即使是如今风光无二的Space X，在经历多次试验失败资金告急的2008年，也险些跌入“死亡之谷”。拯救这家“明日之星”的是NASA 送来的高达16亿美元的国际空间站补给合同。
　　这是美国完善的商业航天体系优势所在。
　　中国国际工程咨询有限公司国防业务部副主任刘富荣认为，美国的商业航天已经先后经历放松管制、开放竞争两个阶段，进入鼓励商业航天优先发展的3.0阶段。目前，美国已经建立了完善的商业航天体系，这不仅包括政策、管理等宏观环境，还包括供应链健康、产业链完整、竞争高效的产业体系。总体而言，中国商业航天体系还没有建立起来，至相当于美国从放松管制到开放竞争的1.5阶段。
　　4月24日，在哈尔滨的“中国航天日”活动的讨论中，来自体制内外的多名人士均持这一观点──中国企业正在努力追赶升级，可以学习发达国家，政策上鼓励政府采购向民营企业开放，由此促进民营航天企业的发展。
　　中国航天基金会理事长吴志坚指出，只要不涉及国家安全，一般的航天产品和服务要交给市场，政府要最大限度地购买民营企业的航天产品、技术和服务。
　　4月24日，中国新舟航天基金在“中国航天日”主会场和航天系统某院所签署了合作协议。该基金会董事长邓小青告诉记者，双方将合理寻找和培育有潜力的商业航天项目。同时，航天院所承接的国家课题的部分业务，将有望发包到民营企业。（编辑：耿雁冰）

源自：21世纪经济报道

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⊙记者：戴春晨 哈尔滨报道

　　4月24日，身处哈尔滨的张昌武行程紧凑。
　　时逢“中国航天日”，一系列重磅航天活动在哈尔滨拉开帷幕。身为蓝箭航天的 CEO，张昌武抓住这次行业大派对的机会，演讲、与行业人士交换意见，与海内外的合作伙伴签约。
　　这一天的哈尔滨，活跃着许多像张昌武这样的创客们。他们视硅谷钢铁侠马斯克为榜样，试图像马斯克一样依靠火箭研发获得成功。
　　中国的商业航天浪潮肇始于2015年前后，至2018年已有60余家初创企业入局。这三年间，国内多家追随Space X做火箭的初创企业，在多方探索之后，不约而同走向了自主研发的道路。这些企业试图像 Space X一样做属于自己的火箭发动机，依托自主知识产权和规模化工厂量产火箭，以顺应多层次的“太空物流”市场需求。
　　正如张昌武所言，商业火箭的本质是技术驱动的高端制造业，要坚定不移地走自主研发之路。只有完全实现自主、可控，才能依托核心技术开发属于自己的细分市场。

发动机“经济学”
　　发动机要自己做。创业三年来，张昌武坚定了这样的方向。
　　创业伊始，自己做发动机是他的团队造火箭的“第二方案”。蓝箭航天最初的计划和许多制造企业类似：借助技术的引进走集成创新道路。换句话说，买别人的火箭发动机，在这基础上攒出火箭来。但这样的理想很快遇到骨感的现实。技术团队经过多方努力，也买不到想要的火箭发动机。
　　这是中国民营火箭企业过去三年间的微妙时刻：发动机相当于火箭的心脏。造火箭必先有发动机，但发动机从何而来？
　　这似乎是商业航天的悖论式逻辑：一方面，随着军民融合战略的推动，航天院所与民营企业的互动更频繁，“国家队”掌握的航天技术转为民用被鼓励；但另一方面，航天依然是较为封闭的领域，火箭发动机不像汽车发动机，流通性极差，无论是国家与国家之间，还是企业与企业之间，发动机技术都属于高度垄断、保密的技术。
　　这也就是说，试图买发动机的民营企业随时有断供的危险。
　　在经历一些周折后，张昌武们终于想清楚了，“火箭发动机属于核心技术，根本不可能有人卖给你”。
　　一名业内人士曾对记者透露，他曾经在国内某地投资建造了一间火箭工厂，计划进行商业火箭的量产。但由于买不到合适的火箭发动机，如今工厂已经停摆。
　　意识到自主研发重要性之后，蓝箭航天将备选方案转为主攻方向，于2016年6月开始建立液体火箭发动机研制团队。半年后，研制团队成员由最初的两三人增至40人。同样成立于2015年的零壹空间，国内另一家火箭初创企业，也正执着于自主研发的火箭发动机试车。
　　大洋彼岸的马斯克早有类似经历。好几部传记描写过这样的情节，马斯克在创立Space X之初，多次到俄罗斯试图购买发动机技术，均无果而终。俄罗斯的经历是他决心自主研发液氧煤油发动机的动因。
　　在多方摸索后，国内那些视 Space X 为榜样的初创企业，最终还是没能走上有别于Space X 的道路。在自主研发这一点上，他们和马斯克高度一致。
　　国内知名的火箭创业项目，大体都对发动机的自主研发情有独钟，但选择的技术路线各不相同。比如，星际荣耀和翎客航天选择的是固体火箭发动机路线；零壹空间则试图掌握固体火箭发动机技术，同时开始研究液体火箭发动机。
　　但火箭发动机并不是想做就能做的。这又回到前文提到的关键问题──航天领域依然是相对封闭的领域，无论是国内还是国外。这意味着初创企业没有办法拥有随心所欲的供应链。
　　零壹空间CEO 舒畅回忆，等到决定自己做发动机后，才发现他面对的是十分复杂的供应链。做火箭发动机需要壳体，需要填药，需要深入到更上游的链条，难度巨大。
　　所幸中国还有雄厚的电子制造业基础，民营企业的商业元器件成为破题的关键。舒畅经摸索得到的解决方案是，避开传统的航天供应商，建立自己的供应链。零壹空间以结构化原则确定了供应链建设目标──80%以上必须是非航天企业的供应链，60%以上必须是民营企业，只有20%非常市场化的一些产品，才会选择优先跟一些成熟的航天单位合作。
　　这条无意中模仿Space X的道路似乎走对了。近期，星际荣耀的“双曲线一号 S”已试飞成功，完成亚轨道的技术验证；而零壹空间与蓝箭航天大有并驾齐驱的味道，两家企业不仅先后宣布2亿元规模的融资信息，同时先后宣布发动机技术试车成功的消息。2018年年初，蓝箭航天宣布10吨级的液氧甲烷发动机推力室成功完成试车。而零壹空间的X系列火箭固体发动机，也成功完成批抽检联合试车。

面向多层次火箭市场
　　有了发动机这颗“心脏”，火箭才能活；而有市场需求的粮食，火箭企业才能活。
　　商业火箭的商业逻辑归结起来有两点，一是火箭发射服务“从0到1”的可能性问题，这一点在火箭发动机的成功研制后将完成大半；二是火箭发射服务的可操作性问题，即是否在成本和性能中取得良好的平衡，是否寻找得到契合企业的市场。
　　火箭发射了给谁用，是三年来悬在中国民营火箭企业头上的紧迫问题。
　　当前最受国内民营火箭企业待见的市场，来自微小卫星的发射服务。近些年，以“立方星”为标志，电子技术及材料科学的发展加速了卫星小型化的趋势，中小卫星、微纳卫星（统称小微卫星）占整体卫星发射数量的比例逐年增加。肩负通讯、遥感等使命的小微卫星一般需通过在空中组网形成集群的形式来发挥设计功能。微小卫星需要数十颗甚至上千克组网才能发挥作用；同时卫星寿命短暂，一般三五年内就要更换新的卫星。这使得微小卫星的发射服务迎来井喷之势。
　　业内对此有个流传的说法，曾经美国 NASA 的官员看到鞋盒子大小的“立方星”，嘲笑“这是玩具”；如今 NASA 也不得不大规模使用“立方星”。
　　当前，航天科技、航天科工等“国家队”纷纷在商业运载火箭领域发力，长征系列、快舟系列各显神通，以面向日趋增长的微小卫星市场。
　　舒畅对21世纪经济报道记者表示，微小卫星发射目前是印度做得更多一些。他相信日前增长的微小卫星市场，有中国民营火箭面向的机会。
　　4月23日，在中国商业航天高峰论坛上，原国防科工委副主任、中国工程院院士沈荣骏判断，中国今后商业航天的一大趋势，就是微小卫星急速增长带来的小型火箭发射服务市场。
　　不过，他同时点出另一个趋势──Space X 等企业在重型火箭方面的尝试，引发大载量的火箭发射场景开发，也使得重型火箭发射的前景看好。
　　不过国内的情况是，民营企业还没有开拓重型火箭的计划。
　　张昌武还有另一种想法。
　　目前，卫星制造、卫星应用出现了井喷式发展，但真正上天入轨的卫星仍远远跟不上地面的卫星规划及市场需求。其核心原因在于运载火箭的总体运力距离卫星发射需求尚有较大距离。
　　张昌武认为，在Space X以大型火箭成功占得市场先机、Rocket Lab、Vector等小型火箭对市场进行有效补充的同时，适合进行微纳卫星组网、中小卫星组网及补网的中型火箭拥有了明显的市场机会。鉴于大的、小的火箭都有非常有竞争力的参与者，他在整个行业里面找到了最优质的细分市场就是中型火箭市场。
　　这也是火箭发动机自己做的理由之一。
　　在早前从事投资行业的张昌武看来，即使火箭发动机买得到，火箭的研制也同样受制于人。他的理由是，从发动机本身的服务对象来讲，运载火箭是定制化的产品。别的企业研制的发动机，满足企业自用为目标，顺应企业自身的市场定位；但不同的企业市场定位不同，所需要的动力系统、运能不同，用买来的火箭发动机只能顺应别人的市场定位，不一定能够满足自身的定位。
　　这也就是说，一旦用上别人的火箭发动机，不仅要承受火箭发动机低流通性的制约，而且还要在别人划定的边界框架里无法突破。
　　在前述的中国商业航天高峰论坛上，张昌武进一步透露了蓝箭航天的计划。这至少是一项“两步走”计划，第一步，顺利完成大推力液氧甲烷火箭发动机“天鹊”的量产；第二步，基于液氧甲烷发动机，于2020年出厂面向中型火箭市场的朱雀-2火箭。
　　目前，中国民营火箭还没有成功发射服务的案例。民营企业对市场判断准确与否，只有留待后面的时日验证。（编辑：耿雁冰）