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近日，中國(guó)衛(wèi)通披露了上市企業(yè)年報(bào)，里面一則信息引起了網(wǎng)友注意：公司以人民幣2.6億元/發(fā)的平均價(jià)格，采購(gòu)了2枚長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，用于發(fā)射地球同步軌道通信衛(wèi)星。
按現(xiàn)行匯率，2.6億元人民幣約相當(dāng)于3600萬(wàn)美元，遠(yuǎn)低于SpaceX使用獵鷹9號(hào)火箭執(zhí)行類似任務(wù)時(shí)6700萬(wàn)美元的公開(kāi)報(bào)價(jià)。
SpaceX官網(wǎng)給出的獵鷹9號(hào)火箭將衛(wèi)星送至地球同步轉(zhuǎn)移軌道的報(bào)價(jià)，6700萬(wàn)美元對(duì)應(yīng)運(yùn)力為5.5噸。巧合的是，我國(guó)長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭執(zhí)行同類任務(wù)的運(yùn)力也是5.5噸，因此兩者具有可比性。這一情況引起了不少網(wǎng)友的關(guān)注。
一方面，中國(guó)航天產(chǎn)業(yè)的航天科技集團(tuán)（即長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭提供方）去年底公開(kāi)表態(tài)“對(duì)標(biāo)SpaceX，集團(tuán)公司整體上大而不強(qiáng)、大而不優(yōu)，這與我們?cè)诤教祛I(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)強(qiáng)國(guó)目標(biāo)還相去甚遠(yuǎn)”；另一方面，基于中國(guó)衛(wèi)通披露的數(shù)字，我國(guó)火箭發(fā)射的實(shí)際價(jià)格并不高于SpaceX。中國(guó)航天的低成本優(yōu)勢(shì)是否屬實(shí)？什么是我們面臨的真正挑戰(zhàn)？應(yīng)該如何應(yīng)對(duì)？
01. 發(fā)射價(jià)格受眾多因素影響中國(guó)火箭并不處于劣勢(shì)
人們一般用發(fā)射單位重量載荷的價(jià)格來(lái)衡量火箭成本控制水平（X萬(wàn)元/公斤），而互聯(lián)網(wǎng)上不少資料都簡(jiǎn)單使用“公開(kāi)報(bào)價(jià)/火箭最大運(yùn)力”所得出的結(jié)果進(jìn)行比較。這一做法有失偏頗。實(shí)踐中，影響實(shí)際成本測(cè)算的因素還包括但不限于以下方面：
1、火箭真正使用的運(yùn)力往往低于理論極值。受整流罩容積、箭體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、航天器重量密度、市場(chǎng)需求等因素限制，火箭特別是運(yùn)力較大的型號(hào)，往往沒(méi)有機(jī)會(huì)用盡潛力。例如美國(guó)獵鷹9號(hào)火箭，雖然其理論最大入軌能力高達(dá)22噸，但實(shí)際載荷一般不超過(guò)18噸；重型獵鷹火箭理論上可以發(fā)射26.7噸重的地球同步衛(wèi)星，但其實(shí)際承運(yùn)的最大商業(yè)載荷僅有9噸，而這已經(jīng)是人類制造的最重商用通信衛(wèi)星。
2、履約模式。軌道獨(dú)特（例如地球同步軌道衛(wèi)星、星際探測(cè)器等）、時(shí)效性強(qiáng)、可靠性要求高和/或者保密的航天器，哪怕重量很輕，往往也采用“獨(dú)家包箭”模式發(fā)射，這時(shí)火箭公司多少可以“敲”甲方爸爸一筆；而囊中羞澀的中小衛(wèi)星研制企業(yè)，則傾向于與別家共享火箭或者搭某個(gè)大衛(wèi)星的順風(fēng)車。這種情況下各方免不了一頓討價(jià)還價(jià)；此外，如果甲乙方間存在上下級(jí)或者投融資之類“特殊”關(guān)系，定價(jià)也有可能偏離一般商業(yè)規(guī)律。
3、估算誤差。這是新興航天公司常遇到的情況?；鸺罪w前一年甚至更長(zhǎng)時(shí)間，公司就要開(kāi)始搜尋客戶，這時(shí)火箭研發(fā)支出、發(fā)射時(shí)間、實(shí)際性能尚無(wú)定論，因此報(bào)價(jià)“僅供參考”。這種模糊的狀態(tài)甚至?xí)永m(xù)若干發(fā)火箭。
4、價(jià)格明細(xì)。火箭發(fā)射，采購(gòu)火箭需要資金，測(cè)控、保險(xiǎn)等相關(guān)服務(wù)也需有償購(gòu)買。包含項(xiàng)目不同，價(jià)格可能也大相徑庭。文章開(kāi)頭提到的長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭，有行業(yè)分析員認(rèn)為2.6億元可能僅是箭體和不含測(cè)控的發(fā)射服務(wù)采購(gòu)價(jià)。如果加上測(cè)控和保險(xiǎn)這兩個(gè)必不可少的項(xiàng)目，單發(fā)總價(jià)應(yīng)該在4.6億元左右 – 即便如此，與國(guó)際同行相比仍然具有競(jìng)爭(zhēng)力。
正因?yàn)檫@些變數(shù)存在，所以火箭成本控制水平不應(yīng)簡(jiǎn)單基于理論數(shù)據(jù)評(píng)估。事實(shí)上哪怕以低價(jià)著稱的獵鷹9號(hào)，也承接過(guò)“黑店式”暴利生意，例如今年2月8日為NASA發(fā)射PACE地球觀測(cè)衛(wèi)星，收費(fèi)8040萬(wàn)美元。這顆衛(wèi)星僅重1.7噸，其目的地為676.5公里高度太陽(yáng)同步軌道。任務(wù)難度對(duì)掌握液體火箭的國(guó)家來(lái)說(shuō)基本只算入門水平（除非暗藏不為人知的技術(shù)要求），但每公斤載荷運(yùn)費(fèi)高達(dá)4.7萬(wàn)美元，約合34萬(wàn)元人民幣。
不過(guò)，發(fā)射成本控制在較低水平，并不意味著中國(guó)各類火箭公司可以高枕無(wú)憂。另外兩個(gè)短板，正在制約“新質(zhì)生產(chǎn)力”時(shí)代我國(guó)航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
02. 面向新興大型星座發(fā)射需求我國(guó)單箭運(yùn)力和發(fā)射頻次成主要瓶頸
近幾年，全球衛(wèi)星發(fā)射市場(chǎng)出現(xiàn)一個(gè)重大變化：以SpaceX星鏈為代表的巨型星座正在從藍(lán)圖變成現(xiàn)實(shí)，無(wú)論衛(wèi)星數(shù)量還是入軌總重量，星座建設(shè)已經(jīng)成為占據(jù)支配地位的任務(wù)類型。2024年，我國(guó)的大型通信星座也呼之欲出，無(wú)論國(guó)家主導(dǎo)的GW還是上海主導(dǎo)的G60星座，都已確定今年內(nèi)開(kāi)始建設(shè)。
2024年2月29日，長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火起飛，隨后成功將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)高軌衛(wèi)星01星送入預(yù)定軌道。外界認(rèn)為這標(biāo)志著中國(guó)大型通信星座建設(shè)啟動(dòng)。圖自《中國(guó)航天報(bào)》。
我國(guó)大型星座有以下特點(diǎn)：1、規(guī)模龐大。無(wú)論GW還是G60，衛(wèi)星數(shù)量均超過(guò)1萬(wàn)顆；2、時(shí)間緊迫。兩個(gè)星座均應(yīng)在2030年前后完成主要部署，否則入軌申請(qǐng)作廢；3、成本控制要求高。星座按商業(yè)方式運(yùn)營(yíng)，包括發(fā)射在內(nèi)，各環(huán)節(jié)成本設(shè)限；4、預(yù)計(jì)單顆衛(wèi)星重幾百千克至1噸左右，低軌衛(wèi)星為主，盡量群發(fā)入軌。
以上信息表明，我國(guó)即將進(jìn)入星座建設(shè)高峰，期間每年需將數(shù)千顆衛(wèi)星送入太空，對(duì)應(yīng)重量超過(guò)1000噸。而2023年，我國(guó)入軌航天器數(shù)量221個(gè)，總重量155噸。可見(jiàn)僅僅是星座建設(shè)，就提出了10倍于當(dāng)前的入軌能力要求，這還不包括空間站運(yùn)用、深空探測(cè)、其它衛(wèi)星發(fā)射等常規(guī)任務(wù)。不過(guò)這并非遙不可及的目標(biāo)。2023年，美國(guó)實(shí)施了116次發(fā)射（其中96次為獵鷹系列火箭），入軌載荷總重量1214噸。我們國(guó)家只要擁有類似能力，就可以很好實(shí)施星座建設(shè)任務(wù)。與美國(guó)相比，我國(guó)當(dāng)前短板主要體現(xiàn)在發(fā)射頻次較低以及單箭運(yùn)力不足兩個(gè)方面。
美國(guó)獵鷹9號(hào)火箭（上）和我國(guó)長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭（下）。獵鷹9號(hào)理論最大載荷超過(guò)22噸，而我國(guó)常用于商業(yè)任務(wù)的型號(hào)，包括長(zhǎng)征三號(hào)乙在內(nèi)，最大載荷都不超過(guò)15噸，甚至只有幾噸。
03. 從認(rèn)知到行動(dòng)補(bǔ)齊短板，滿足航天對(duì)運(yùn)力的緊迫需求
為了提升發(fā)射頻次和單箭運(yùn)力，筆者建議：1、加速發(fā)展運(yùn)力與獵鷹9號(hào)相當(dāng)?shù)目芍貜?fù)使用商業(yè)火箭。這類產(chǎn)品運(yùn)力和成本已經(jīng)能夠滿足星座建設(shè)的迫切需求，且研發(fā)難度適中，有望在短期內(nèi)取得突破。目前我國(guó)頭部商業(yè)火箭公司均已發(fā)布這類產(chǎn)品規(guī)劃，值得期待。
民營(yíng)航天企業(yè)天兵科技研制的天龍三號(hào)火箭計(jì)劃年內(nèi)試飛，有可能成為我國(guó)首款對(duì)標(biāo)獵鷹9號(hào)的產(chǎn)品。圖自天兵科技。
2、鼓勵(lì)新建商業(yè)航天專用發(fā)射場(chǎng)所。發(fā)射臺(tái)數(shù)量本身不是制約運(yùn)力的重大因素。2023年SpaceX在獵鷹系列火箭“全年不掉鏈子”高可靠性助力下，僅用3個(gè)工位就創(chuàng)造了其它任何國(guó)家和機(jī)構(gòu)無(wú)法企及的近百次發(fā)射紀(jì)錄。但未來(lái)若干年內(nèi)，我國(guó)新型商業(yè)火箭成熟度還無(wú)法與獵鷹系列比肩，如果多個(gè)型號(hào)共享少數(shù)發(fā)射設(shè)施，可能會(huì)出現(xiàn)連鎖延誤，影響發(fā)射頻次。因此條件允許的情況下，依靠充足發(fā)射場(chǎng)資源平行實(shí)施多個(gè)任務(wù)，將是商業(yè)航天的更好選擇。
3、簡(jiǎn)化商業(yè)任務(wù)審批流程。傳統(tǒng)航天多服務(wù)事關(guān)國(guó)家形象的重大任務(wù)，并主要圍繞“保成功”制定了全套監(jiān)管審批流程。但當(dāng)前，行業(yè)特別是商業(yè)航天領(lǐng)域，迫切需要依靠航天器數(shù)量實(shí)現(xiàn)商業(yè)閉環(huán)和與其它國(guó)家爭(zhēng)取太空資源；而公眾輿論經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外行業(yè)教育，對(duì)試驗(yàn)挫折的態(tài)度已經(jīng)趨于成熟理性。因此，行業(yè)規(guī)章制度也應(yīng)當(dāng)有所調(diào)整，對(duì)于商業(yè)任務(wù)，不妨將“保成功”調(diào)整為“保安全”（人員和不應(yīng)承受相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的財(cái)產(chǎn)安全），鼓勵(lì)參與者快速迭代，早出成果，滿足緊迫的運(yùn)力需求。
綜上所述，與世界航天綜合實(shí)力最強(qiáng)國(guó)家相比，我們國(guó)家在火箭發(fā)射成本上不落下風(fēng)，但在單箭運(yùn)力和發(fā)射頻次上，還存在明顯短板，無(wú)法滿足已經(jīng)迫在眉睫的巨大發(fā)射需求。不過(guò)，解決方案已經(jīng)在路上，而且非常有望在幾年內(nèi)開(kāi)花結(jié)果。相信只要尊重科學(xué)、勇于探索，中國(guó)航天終將不負(fù)使命。
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