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Industry Watch

北国咨观点

认清差距 加快我国民营商业火箭发展

发布日期:2024-05-27

来源:5123五湖四取四海红一世

运载火箭是国家航天实力的重要体现,伴随大规模卫星组网需求的激增,我国航天发射“星多箭少”的局面尤为紧迫,民营商业火箭已成为我国航天领域不可忽视的力量,市场前景十分广阔。但与全球商业航天领军企业SpaceX相比,我国民营商业火箭在产业生态、运载能力、发射频率、发射成本等方面仍存在显著差距,亟须加快创新,提升竞争力。

一、面临四大挑战

(一)依赖体制内资源,民营企业根基不厚实

目前,我国民营商业火箭企业仍处于起步阶段,整体呈现出规模小、分散化的特点,尚未构建完整的供应链体系,在产品开发、核心零部件、试验验证等关键环节上,需要依赖航天央企国企的资源和支持。该模式短期内可以减轻企业投资成本,加快成果研制速度。但长期看,企业创新动力减弱,制约产业溢出效应发挥,商业航天的经济属性、市场属性、资本属性优势未得到充分体现,不利于商业化发展。

(二)火箭发射供不应求,运力瓶颈制约发展

当前,我国火箭发射次数、运载能力与国外先进水平相比,存在明显差距。2023年,我国火箭发射共67次(其中,民营商业火箭发射13次),累计发射载荷质量达到155吨。而美国SpaceX公司共发射96次,发射载荷质量高达1195吨,是我国发射质量的近10倍。据预测,到2030年,我国将有超6000颗卫星待发射,若以单星质量500公斤估算,每年对火箭运力的需求将达到约430吨,是我国当前火箭运载能力的3倍。


数据来源:根据公开资料整理,北国咨绘制
图1 2023年全球主要火箭企业发射次数

我国现役主力大型运载火箭是长征五号,其低轨运载能力为25吨,主要用于执行空间站建设、月球探测等重大航天任务。SpaceX的猎鹰重型火箭运载能力高达63.8吨,几乎是长征五号的3倍。国内民营商业火箭的运载能力更低,双曲线一号、谷神星一号等火箭的低轨运载能力不足500公斤,限制了其在中大型卫星(500公斤以上)发射中的作用。力箭一号、天龙二号、快舟一号同等级运载能力约为1.5吨,对于中大型卫星,单次最多仅能发射5颗,难以满足高效集约的卫星组网需求。引力一号和朱雀二号分别具备6.5吨和4吨的低轨运载能力,有望成为大规模卫星组网任务的主力火箭之一。


数据来源:根据公开资料整理,北国咨绘制
图2 全球主要火箭运力情况

(三)发射场资源紧张,高频发射需求难满足

发射频次是商业航天领域发展的关键指标。2023年民营商业火箭发射13次,同比增长160%,占国内总量的五分之一,预计2024年发射次数将实现翻倍。然而,当前发射工位资源有限,且优先保障国家任务,严重制约民营商业火箭的发展。目前,我国支持商业发射的场地仅有酒泉卫星发射中心、山东海阳东方航天港和海南商业航天发射场,且发射工位有限。为提升发射能力,蓝箭航天、中科宇航等企业已在酒泉建设发射工位,但内陆发射场在火箭运输方面存在劣势,特别是对于直径超过4米的液体火箭,长途运输的难度和成本都会显著增加,严重影响发射的效率和经济性。

表1 商业火箭主要发射场发射情况


数据来源:根据公开资料整理,北国咨绘制

(四)成本居高不下,火箭复用技术待突破

我国火箭发射成本相对较高,主要受限于推进剂成本和火箭复用技术,当前平均发射价格约为1万美元/公斤,是SpaceX猎鹰9号发射价格(0.26万美元/公斤)的近4倍。为降低成本,我国民营航天企业正在积极推进可重复使用火箭技术的研发。蓝箭航天和星际荣耀等已完成百米级垂直起降飞行试验,并计划于2024年底进行10公里级试验,预计2025年实现首飞。随着技术突破,火箭发射价格有望进一步下降,根据公开资料,天龙三号和朱雀三号发射价格约0.28万美元/公斤,接近SpaceX猎鹰9号发射价格水平。


数据来源:根据公开资料整理,北国咨绘制
图3 全球主要火箭发射价格

二、发展建议

(一)自主创新,点燃民营商业火箭企业发展引擎

民营商业火箭企业应围绕金属材料、电子元器件、关键部组件等薄弱环节开展核心技术攻关,提升自主创新能力。同时,打破传统航天对失败零容忍的束缚,建立容错机制。此外,鼓励蓝箭航天、星河动力等领军企业联合上下游企业构建完整、立体、开放的商业航天产业生态系统,借助市场化和商业化策略,激发产业活力。

(二)运力升级,实现民营商业火箭运载能力飞跃

运载火箭是进入空间的载体,随着全球大规模星座组网需求的增长,我国必须加快大推力高性能发动机、大直径箭体结构等技术攻关,突破火箭运力跨越的难点,满足市场对快速、经济的太空进入服务的需求。

(三)效率提升,增强民营商业火箭市场响应能力

我国需进一步优化发射场资源配置,扩充发射工位。同时,提高发射流程自动化和智能化水平,减少人为因素导致的延误。此外,建立快速响应机制,缩短发射准备周期,适应未来高频率商业发射需求。

(四)成本优化,提升民营商业火箭国际竞争力

加快可重复使用火箭技术研发,借鉴SpaceX的经验,通过实现火箭一级和整流罩回收利用,显著降低单次发射成本。同时,优化供应链管理,降低原材料和制造成本,提高火箭的生产效率。

作 者

卢跃,长期跟踪商业航天产业发展 

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