觀天下！火箭發射探路降成本，太空經濟打開新空間

“全世界的太空經濟都面臨同一個問題：成本。”一位投資專家說。4月24日，我國迎來第8個中國航天日。回望過去的一年，中國航天行業持續發展，但與此同時，也必須面對火箭高昂的發射成本這一“攔路石”。不過，我國已開始探索降低火箭發射成本的路徑。可以預見，一旦實現成本持續下降，將會有越來越多的企業下場切入賽道，給太空經濟帶來更多商業想象空間。

(資料圖)

共同的成本難題

回望過去一年，中國航天以高質量創新引領高質量發展，全年實施宇航發射任務64次，再創歷史新高；中國空間站全面建成，夢圓“天宮”；我國首次在月球上發現新礦物“嫦娥石”，中國再添“太空印記”；高分專項完成天基部分建設，遙感應用服務華夏，惠及全球；“羲和”“夸父”雙星逐日，我國初步建立綜合性太陽觀測網；“句芒”就位，遙瞰祖國綠水青山，助力低碳減排；成功召開聯合國/中國空間探索與創新全球伙伴關系研討會，推動構建新型空間伙伴關系，開創空間探索和創新合作新局面。

2023年，中國航天踏上新征程，對于商業化航天的探索也在持續推進當中，但與此同時，現代運輸火箭高昂的發射成本正成為航天發展(000547)道路上的一塊攔路“巨石”。

資料顯示，運載火箭每次發射需要消耗大量的燃料，此外還有設計和制造成本、場地費用、測控費用等等。

《航空知識》主編、中國科協航空科技文化普及首席科學傳播專家王亞男曾公開介紹，目前，歐美的常規運載火箭，一次發射的總報價基本都已經超過1億美元，例如美國宇宙神5和歐洲航天局的阿里婭娜5，發射報價分別為1.5億美元和1.6億美元，美國的德爾塔4重型運載火箭更是達到3.5億美元。俄羅斯的運載火箭發射報價要便宜一些，但是一次發射的價格也基本超過5000萬美元。

“全世界的太空經濟都面臨同一個問題：成本。”職業投資人程宇告訴北京商報記者。程宇指出，目前降低成本的主要方式還是可重復使用火箭。

在此方面，長征系列運載火箭曾因其低發射成本而名聲遠播，但由于其是一次性火箭，繼續降低發射成本的空間有限。如今，長征八號火箭采用可回收式設計，以實現芯一級和固體助推器的回收，可以極大地減少火箭發射的成本，同時還大大縮短發射周期。

火箭發動機是關鍵

事實上，我國航天行業已在采取多種方式來降低成本。

一種是較為直接的“降本”。資料顯示，根據所使用的燃料區別，發動機可分為固體發動機和液體發動機，相比之下，液體發動機在實現火箭可回收的技術上具有明顯的優勢，因而，液體發動機一度被稱作可回收火箭的“心臟”。目前，包括SpaceX、藍箭航天等國內外廠商均以發展液體發動機為主要研發方向。

北京商報記者從藍箭公司相關負責人處了解到，該公司在發射使用更環保經濟的液氧甲烷燃料火箭，其中，藍箭公司在2022年12月就曾嘗試使用更適合于重復使用的液氧甲烷發動機將朱雀二號發射至太陽同步軌道。

此外，4月22日，航天科技(000901)集團六院發布了三款為商業航天量身定做的液體火箭發動機，其中的YF-102發動機是航天科技六院研制的中國首臺開式循環、可重復使用的液氧煤油發動機，綜合性能達到同類發動機的國際先進水平。

除了直接的“降本”之外，還有一種是相對間接的“增效”。“為了降低成本，在允許的情況下，一枚運載火箭會盡量多帶幾枚衛星，盡量‘滿載起飛’。”王亞南曾公開表示。

近日，助力“滿載起飛”的國內首款平板式衛星的1:1模型在2023年中國航天日主場活動暨中國航天大會上展出，該衛星為銀河航天自主研發的可堆疊平板衛星。“多顆‘平板’衛星可以在火箭整流罩內，一層層整齊堆疊起來，使用四套壓緊桿將衛星組合體壓緊在火箭的適配器上，從而大幅節約整流罩內部空間。”銀河航天研究員楊巧龍向北京商報記者介紹，“同時，這種新型的堆疊壓緊分離機構重量更輕，可以降低對火箭運力的損耗，一發火箭可以發射更多數量的衛星。”目前，該衛星的正樣正在進行電性能測試，預計于2023年三季度發射。

太空旅游的暢想

“高成本”這塊巨石背后，是太空經濟廣闊的想象空間。起源太空創始人、哈佛大學天體物理學博士蘇萌告訴北京商報記者，太空旅游便是成本下降之后極具發展潛力的領域。“成本的下降是太空旅游能夠快速發展的核心。”蘇萌指出，太空旅游的商業化發展是宇航技術的低成本化發展、國家經濟增長和人民生活水平整體提高的必然趨勢。

“目前太空旅游商業化相關的旅游產品價格依然異常昂貴，時常與‘奢華’‘炫富’等關鍵詞一同出現。”蘇萌表示，“受目前成本因素所限，太空旅游的單次票價在定價策略上不得不以奢侈品定價，普通人只能望‘空’興嘆。或許真正能普及的太空旅游票價還需要再便宜一百倍。”

不過，蘇萌也指出，人類剛開始揚帆遠航和飛機旅行時，也被認為是“非常昂貴和極度危險”，但從2001年美國富豪第一次商業化國際空間站之旅到今天已經過去了20多年，太空旅游的萌芽階段已經發展完成，未來越來越多的企業將不斷探索“太空旅行”的商機，不斷下降的成本和票價將為每一個地球人打開進入太空的大門。

此外，在程宇看來，太空經濟前景廣闊，在旅游以外，在太空上的科學試驗也是一大重點。“太空的特殊環境對于科學試驗是一個良好的場景。既可以在太空環境下發現更多不為人知的科學內容，也可以在太空環境下完成許多在地球無法完成的試驗，比如育種。”程宇介紹，“這些內容是巨大的價值空間，但發射成本無疑是打開這扇大門的關鍵。”

“這是一個長期的過程”

程宇認為，想要打開這扇“大門”，美國SpaceX的經驗或可供我國借鑒。據報道，SpaceX的獵鷹9和重型獵鷹火箭已具備重復使用的能力，因此可以大幅降低發射成本，獵鷹9和重型獵鷹火箭單價僅為美國同類火箭的一半，比曾經推出的性價比火箭歐洲航天局的阿里婭娜5還要低20%左右，此外，有消息稱，星艦的發射成本已降至10美元/公斤。

程宇指出，SpaceX公司其實最重要的核心能力是他的系統工程能力和工業智能化能力，其中，要實現低成本快速迭代、快速生產，就要靠工業智能化。“傳統上火箭設計需要實物發射驗證，從生產、試驗到分析都是高成本且緩慢的過程。但如果是在工業智能化平臺上，設計修改的數據就可以傳輸到工藝和制造環節，形成相應的工藝指標和流程，在系統中自動完成驗證，省去工藝生成和試生產的過程。所以，系統工程結合工業智能化平臺，就可以省掉大量驗證、調試、修改的成本和時間。”

在程宇看來，這些是工業發展的必然規律，中國航天要趕上，也只能在同樣的道路上積累功夫。“系統工程上，中國的智能化程度可能還差一點；工業智能化方面，中國還處在起步階段。這是一個長期的過程。”

北京商報記者 方彬楠 冉黎黎