「鋼鐵俠」時代的商業航天

在電影中，「鋼鐵俠」是維護世界和平的超級英雄。在現實中，被稱為「矽谷鋼鐵俠」的馬斯克（Elon Musk）在太空火箭、電動汽車、太陽能電池和人工智慧等方面都有建樹，他還曾客串出演《鋼鐵俠2》。

「他對征服星辰大海的熱忱使他充滿了前進的動力，移民火星就是他的終極目標。」這是Space X（太空探索技術公司）員工口中的公司CEO馬斯克。

北京時間2月7日凌晨，Space X公司旗下的「獵鷹重型」火箭在經歷多次推遲之後，終於試飛成功。順利升空後，該火箭將在繞著地球和火星的循環運行軌道上，停留數億年甚至超過10億年。伴隨火箭一同進入太空的，還有一輛紅色特斯拉，以及車上乘載的一位假人航天員。這艘號稱「全球現役運載能力最強的火箭」，讓馬斯克「使人們生活在其他星球」的願景向前邁進了一大步。

作為一家民營航天企業，Space X不僅能夠做到質量控制，還十分注重成本控制，因此得到了「用10億美元就實現了NASA（美國宇航局）花270億都做不到的事情」的美譽。

除了Space X，聯合發射聯盟、藍色起源、軌道科學公司、波音等也參與了航天飛船和運載火箭的製造。在全球，越來越多的民營企業參與到商業航天的市場競爭中。

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強運力低成本策略

火箭是人類進入太空的主要運載工具。從研製到發射是一項龐大的工程，因此，航天發射的成本普遍在上萬美元/公斤。

運載火箭的成本包括研製成本、發射成本、測控成本。火箭的生產是非大批量生產，導致單件成本大幅增加。組成火箭的零部件有很高的技術要求，其經歷的預研、生產、組裝、測試等各階段都需要大量經費。火箭的發射成本包括燃料成本、發射場的使用成本、人力成本，以及地面各類附屬設施的使用成本。測控成本主要包括遍布各地的測控台站、測量船，以及指揮控制中心需要花費的資金。

通常，小型火箭發射一次大約需要2000萬-3000萬美元，中型火箭發射一次需要6000萬-1.5億美元，大型火箭發射一次大約需要2億美元以上。由於各國運載火箭研製、發射和人力成本不同，同類火箭的發射成本也有較大區別。

Space X從2002年成立之初，就定下了「要徹底改變空間技術，最終能使人們生活在其他星球」的宏大目標。為此，開發了可部分重複使用的獵鷹1號和獵鷹9號運載火箭，分別於2008年和2010年首飛成功。同時，Space X還在開發「龍」系列載人太空梭，需要通過獵鷹9號發射到預定軌道。

Space X最革命性的商業價值在於通過重複回收利用助推火箭，來節省發射成本，遠比政府或其他民營公司製造的火箭便宜，每次發射只需大約一億美元。

此前，世界上可以重複利用的就是美國的太空梭。每架20億美元的研發費，每次高達5億美元的飛行費，再加上返回後高昂的檢修費，讓美國航天局不堪重負，2010年美國就全面放棄了太空梭。目前貝索斯的藍色起源公司也在發展可重複利用火箭，但由於飛行高度低、載重小等劣勢，沒辦法與Space X火箭相比。

本次Space X的「獵鷹重型」火箭搭載的3個一級助推器中，有兩個曾用於2016年獵鷹9號的發射任務中。在此次發射中，火箭的3個助推器中，兩個側推進器成功實現二次回收，原計劃降落在大西洋海上無人回收平台上的核心助推器未能成功著陸。據Space X表示，火箭助推器回收後不到24小時就可以再次使用，性價比極高。

Space X官網公布的信息顯示，「獵鷹重型」標準報價為9000萬美元。與在此之前的最大型運載火箭「德爾塔Ⅳ型」相比，有效載荷提升兩倍，成本僅為其1/3，從單位質量載荷成本來看，「獵鷹重型」單位發射成本為1141美元/千克，更是遠低於「德爾塔Ⅳ型」的11660美元/千克。與近地軌道運載能力為22.8噸的獵鷹9號運載火箭的發射報價6200萬美元相比，運載能力提升2.8倍，報價僅提高45%。如果購買多次發射任務，報價還會有折扣。

「獵鷹重型」的成功發射為Space X製造更強大火箭提供了可能性，馬斯克稱之為「大獵鷹火箭」（BFR）。簡單地說，BFR的設計原型是一個可重複使用的一級助推器，加上一個重複使用的頂部飛船。這套方案將令BFR比「獵鷹重型」擁有更大的推力，同時具備更低的成本。更重要的是，其發射的周轉時間將實現以小時計算，而不是以天來衡量。

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商業航天空間巨大

近年來，隨著各國政府、企業太空活動的不斷增加，包括衛星、火箭在內的航天產業開始走出軍事、政府領域，大規模投入商業市場，而相應的衛星、火箭產品也在發生巨大的變化。

美銀美林於2017年10月預測，未來30年，航天業至少能夠發展到2.7萬億美元的規模。

數據顯示，2013年全球發射衛星數量首次破百，達到110顆。2016年攀升至169顆。2017年1-8月，全球發射衛星數量達310顆。根據UCS（美國憂思科學家聯盟）衛星資料庫統計，截至2017年8月31日，全球在軌運行的衛星1738顆，其中軍事、政府衛星約844顆，商業衛星767顆，民用衛星127顆，民用、商業衛星佔比達到51.4%。而在美國，民用、商業衛星佔比已達61.5%。

早在小布希政府時期，美國就開始鼓勵發展商業航天，進一步拓展政府和私營創新企業的合作。奧巴馬政府進一步落實了商業航天政策，特朗普政府也將繼續大力發展商業航天。

根據美國蔡斯經濟計量學會分析，NASA在航天科技每投入1美元，就對美國國民生產總值產生14美元或更多的經濟效益。迄今為止，美國將航天技術投入商業運營，創造了2萬億美元的巨額利潤。

在「獵鷹重型」發射成功前，獵鷹9號火箭的低成本、可重複使用的特點，使其具有非常強的商業競爭力，吸引了航空業內眾多機構與部門的關注。美國審計署預計，到2030年時，軍方發射領域的規模將達到700億美元，是包括民用和商業合同在內的市場中規模最大的一個細分領域。Space X獲得的NASA商業航天合同，就屬於民用和商業領域。

目前獵鷹9號是Space X公司最受NASA歡迎的產品，承擔為空間站運送補給的任務，美國空軍也與Space X合作進行衛星發射。2017年，Space X總共完成了18次發射，約佔全球發射總量的1/5。根據Space X現有產能，馬斯克表示，「獵鷹重型」可以在每3到6個月之內完成一次發射，「不管需求是什麼，我們都能滿足」。

另外，衛星互聯網服務被Space X視為未來帶來收入增長的重要業務。據預測，到2019年，Space X將從衛星互聯網服務中實現盈利，到2025年以前，Space X預計的互聯網服務將覆蓋超過4000萬的用戶，並會帶來300億美元的收入。

近幾年，國際衛星發射市場的年均收入為2000億美元。面對這樣一塊大蛋糕，具備運載火箭研製和發射能力的國家和企業紛紛摩拳擦掌。

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全球市場競爭激烈

2015年10月，NASA正式提出美國即將邁入「太空2.0」時代。NASA認為，在「太空2.0」時代，太空開發不再僅由政府主導，應由政府、私營企業、科學技術界、公眾共同推動。

儘管Space X「獵鷹重型」火箭受到多方青睞，但它並不是市場唯一的選擇。目前競爭者不僅來自NASA的空間發射系統，還有許多正在崛起的私營航空公司。

亞馬遜創始人貝索斯的藍色起源公司將在2020年，首次公布可重複利用的「新格林」號火箭。今年1月，美國航天飛行初創公司「火箭實驗室」成功從其紐西蘭發射台，發射了帶有3D列印引擎的電子火箭，這枚火箭的發動機艙、噴油器、渦輪分子泵和主推進劑閥門都是3D列印的，從而減輕重量。這是該公司首次從自己的私人發射場發射多顆衛星，標誌著世界第一。

除了美國，日本也不甘落後，向商業航天領域發力。2016年11月，日本國會通過了《宇宙活動法案》，私營公司只要通過國家審查，就可以通過自家的火箭發射場，提供更為靈活的發射服務。過去，民營公司需要藉助日本政府僅有的兩個火箭發射場，在發射日期上比較被動。

在2016年，佳能公司看好商業火箭領域，並希望協助日本宇航局開發迷你火箭。目前日本宇航局所使用的火箭H2A全長53米、直徑4米、重289噸，而迷你火箭全長僅為9.5米、直徑0.5米、重2.6噸。

2017年8月，佳能與IHI太空公司、日本建築公司清水建設以及日本政策投資銀行成立合資公司，名為「新世代小型火箭開發企劃」，註冊資本為1億日元（約合人民幣606萬元）。其中，佳能出資70%。他們計劃在日本和歌山縣串本町建設發射場。這是日本首次由民間建設發射場，計劃於2018年底接受衛星發射訂單，並於2021年用自製火箭發射衛星。

近年來，日本的大學及投資機構不斷開發100千克以下的微型衛星。日本一位投資家出資的星際技術公司，預計於今年春天將小型衛星發射到宇宙中，這將是日本民間首次對小型衛星發射進行挑戰。

在中國，商業航天起步較晚，直到2016年12月發布的《2016中國的航天》白皮書才明確，鼓勵引導民間資本和社會力量有序參與航天科研生產、衛星運營等航天活動。隨著國內軍民融合的提出，火箭和衛星領域開始向民營資本放開，已有多家國內商業航天企業受到資本市場的青睞，並迅速崛起。

被稱為「中國版Space X」的國內首家民營火箭製造研發公司零壹空間，專註於智能小型運載火箭的研製，為全球商用微小衛星提供高性價比的發射服務。其自主研製的OS-X系列火箭發動機，已於2017年12月22日成功完成整機試車，目前已進入全箭調試測試階段，預計在今年6月首飛，OS-M系列火箭也將於今年年底前後首飛。

零壹空間CEO舒暢在接受《國際金融報》記者採訪時表示，一般大的通訊衛星發射是通過超大火箭完成，而目前創業公司做的運載火箭都是針對500公斤以下的微小衛星，這種運載火箭與Space X的超大火箭是不一樣的。

「從現實考慮，我國商業航天起步比美國晚很多年，比如Space X於2002年成立，零壹空間在行業內做得算是早的，也是2015年才成立，整整晚了13年。國內商業航天市場屬於萌芽階段，因此對於創業公司而言，最初只能做小型的火箭，做大型的耗資巨大。」舒暢指出，「另外從商業上考慮，微小衛星的數量佔比在不斷增加，2015年500公斤以下的微小衛星占整個衛星的數量超過50%，2017年已經佔到70%。所以企業要參與國際競爭，找一個相對好切入並且不斷增長的領域，實際上是更有利的。」

舒暢認為，目前我國商業航天發展面臨兩個挑戰，「航天這個行業天然是一個國際化市場，尤其是發射業務，我們目前面臨的第一個挑戰就是國際競爭。印度、俄羅斯包括美國，競爭都是很激烈的，Space X很厲害，全球50%的商業發射市場被他佔領。雖然競爭壓力很大，但是我們也會有很多機會。未來包括歐洲、非洲、東南亞這些地區，微小衛星的發射都是機會，因為我們國家航天工業基礎很好，在價格上、服務上有優勢。」

「第二個挑戰就是國內目前還沒有相關政策出台。NASA對這些私營航天公司會有很多項目牽引，有些會直接給經費，牽引你往前走，包括技術轉讓，這些東西在國內暫時還是空白。另外，Space X會租用軍用發射場的點位，比如說按年收費，但是在我國這些制度是沒有的。主管部門一直在討論和研究，面對新的商業航天蓬勃發展，到底應該如何管理，未來一兩年是一個政策窗口期。」舒暢表示。

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