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科工力量:2024,當中國開始“卷”民營火箭
到目前為止,人類航天的“白菜化”,正在由馬斯克主導和推動。
2023年,全球將近80%的有效載荷,由SpaceX送入軌道。
要改變這一局面,只靠“國家隊”是不行的。2023年12月,中央經濟工作會議提出要“打造生物制造、商業航天、低空經濟等若干戰略性新興產業”,在中央層面明確支持商業航天產業發展,為行業注入了強心劑。
展望2024年,民營火箭行業將迎來重大變革,從技術驗證階段轉向商業模式驗證階段,邁向大運力、高頻率發射的新紀元,商業航天的價值將得到進一步的凸顯與實現。
本文將深入分析2024年民營火箭行業可能取得的商業化突破,包括運載能力、發射次數和發射價格,并逐一分析藍箭航天、星際榮耀、深藍航天、星河動力、中科宇航、天兵科技、東方空間(按成立時間排序)等主要火箭企業的發展動態。
但不可否認的是,中國民營火箭企業在當前發展階段仍遇到一些問題,但筆者認為這些問題只是時間問題。近年來,中國民營企業在商業航天領域的活力與能力已充分展現,這足以讓我們對未來充滿信心,并保持耐心。
2023年7月12日9時整,中國酒泉衛星發射中心成功發射由藍箭航天研制的朱雀二號液氧甲烷火箭,火箭按預定程序進入軌道,任務取得圓滿成功。這是全球液氧甲烷火箭首次實現入軌。@視覺中國
01. 運力即是實力
去年3月,馬斯克放言,全球超過80%的有效載荷將由SpaceX送入軌道。以去年12月的數據來看,這個目標基本實現。
不論是從現實市場需求出發,還是從大國頻軌競爭的角度考慮,運載能力是火箭行業最關注的指標。有著大運力、高頻次、低成本優勢的SpaceX已經成為美國航天發展的主要力量。
相較之下,國內的民營火箭的運載能力還不夠支持主流星座的高效組網工作。目前國內新一代高分遙感、低軌通信星座計劃的單星重量多在200、300公斤以上。而已成功發射的雙曲線一號、谷神星一號 500 公里太陽同步軌道運載能力在 300公斤以下,一箭只能發1顆,力箭一號、天龍二號、朱雀二號同等級運載能力為1.5噸左右,從重量看單次最多僅能發射6顆,不能支持集約高效的衛星組網。因此,這些火箭還基本只能發射驗證星、微小衛星任務。
天龍二號
2024年,眾多新亮相的火箭有望為組網衛星發射提供新能力。
首先,東方空間的引力一號,計劃于1月發射,標準近地軌道(以下簡稱LEO)運載能力達到6.5噸,500 公里太陽同步軌道(以下簡稱SSO)運載能力為4.2噸,這一性能略遜于長征六號改和長征八號,處于業界公認的高效運力區間。東方空間曾表示引力一號的設計初衷就是為了實現“一箭一軌”或“一箭半軌”的發射任務,一旦成功,它有望成為支持未來衛星組網任務的主力火箭之一。
引力一號
緊接著,天兵科技的天龍三號,計劃在24年6月首飛,其近地軌道(LEO)運載能力高達17噸,500 公里太陽同步軌道(SSO)運載能力14噸,展現出直指獵鷹9號的野心。液體火箭的確存在運力優化的過程,首飛時基本無法達到設計的最大運力參數,例如朱雀二號最初設計為4噸,目前實現運力是1.5噸,但天龍三號的首飛無論成功與否,都將為行業的中大型液體火箭進展開個好頭。
天龍三號
此外,星河動力的智神星一號計劃在年底發射,LEO運力為5噸。這一數值在眾多液體火箭中不算大,延續了其較為穩健的產品風格。
未來三年,計劃發射的大運力火箭還有藍箭的朱雀三號(LEO21.3噸)、東方空間的引力二號(LEO15-20噸)、中科宇航的力箭二號(LEO12噸)等。運力的跨越式提升也意味著研制難度的大幅增加,這些火箭距離發射成功可能還有不少難題要解決,但可以預計,我國的商業火箭行業有望在三年內形成小型火箭+中型火箭+中大型火箭運力豐富的型譜。
02. 頻次即是效率
其次,發射次數的增長是商業航天發展的關鍵指標。近兩年,商業航天發射快速增長,2020年僅1次發射,2021年3次,2022年5次,2023年13次、接近國內發射總量的五分之一。預計2024年商業發射次數有望翻倍增長。
然而,稀缺的發射工位資源成為制約增長的主要因素。目前僅酒泉、東方航天港以及建設中的海南商業發射場可以支持商業航天火箭發射。
酒泉衛星發射中心在支持中小型商業航天火箭發射方面發揮了關鍵作用,但面向未來高頻發射、更大尺寸火箭發射,并無優勢。為了解決工位不足的問題,藍箭航天在酒泉自建了發射工位。然而,對于深處內陸的酒泉而言,運輸問題仍然是一個挑戰,單次公路轉運可能需要近10天的時間,而且隨著液體火箭箭體直徑超過4米,長途運輸的難度將進一步增加。
藍箭航天酒泉工位
東方航天港則在9月成功實現了谷神星一號的民營火箭海上發射,引力一號也計劃在此首飛。如果一切順利,東方航天港將具備支持從300公斤級(谷神星一號)到4噸級(引力一號)多種火箭海上發射的能力。近年來,東方航天港的發射能力快速擴充,泰瑞號、博潤九州號、東方航天港號等多條船只可以使用。不過,東方航天港主要支持固體火箭的發射,尚未具備液體火箭的發射能力。
2023年9月5日17時34分,中國太原衛星發射中心在山東海陽及附近海域使用谷神星一號海射型運載火箭,將天啟星座21星-24星共4顆衛星順利送入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功。 新華社(安迪攝)
海南國際商業航天發射中心被寄予厚望。根據工商注冊信息,星河動力、天兵科技、星際榮耀、東方空間、中科宇航都在文昌注冊了子公司,顯示出在此發射的意愿。目前,專供長征八號發射的一號發射工位已經正式竣工,二號工位正在進行建設,天龍三號計劃在此首飛。我們期待海南商發能夠加快工位建設,并為商業航天企業提供更多的發射支持。
海南商發一號發射工位(2023年12月29日,無人機照片)圖自新華社
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本文僅代表作者個人觀點。
- 責任編輯: 史岱君 
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