21世紀經濟報道記者駱轶琪 廣州報道
2023年11月下旬，Space X公司旗下星艦在年内二次嘗試發射升空，不同于此前嘗試，該次起飛後33台發動機已經可以實作正常工作，但最終二級火箭因速度不夠導緻未能切入軌道。
僅從結果看，此次嘗試再告失敗。不過作為創始人，馬斯克對年内兩次發射都表達了贊許。“終有一天抵達火星的那個場面激勵着SpaceX做出每個決定。”《埃隆·馬斯克傳》這樣描述其驅動力和遠景。
運載火箭的發展程序之是以重要，除了深空探索的願景之外，眼下其也是衛星網際網路産業發展中不可或缺的一環。要邁向“空天一體化”的未來，衛星持續上天組成星座是其中核心，而通過推進低成本、可回收的運載火箭發展，将有望加速驅動衛星升空過程的持續降本增效。
除了Space X另類路徑的探索備受關注，國内衆多火箭公司在2023年也取得了較大進展，且呈現國有與民營公司多點開花局面。應用層面以華為為代表的終端公司驅動手機衛星通信功能落地，則在驅動着衛星網際網路産業鍊商業化的閉環。
基礎設施發展大年
由于軌道和頻率資源有限，國際電信聯盟（ITU）統一管理下，遵循着“先占永得”國際配置設定規則，世界主要經濟體都在推進持續發送衛星升空等活動。
典型如星鍊在今年頻繁發送低軌衛星上天，至今已有超5000顆衛星在軌。而能支援星鍊升空的獵鷹9号等系列火箭也在如火如荼發展。
雖然獵鷹9号年内的探索均以失敗告終，但更重要是其為後續發展積累了大量資料，對行業而言，其設計理念和後續發展方向都對全球商業航天帶來積極驅動。
Gartner進階研究總監龔慧巍對21世紀經濟報道記者分析，“回過頭看，獵鷹9号第一次發射時，33個猛禽發動機中出現一定狀況，轉接控制力的時候沒有完全成功；但第二次發射時發動機都沒有熄滅，考慮到其載重量遠超其他國家的火箭，是以業内包括馬斯克本人都認為，今年内的第二次發射是取得了巨大成功。”他進一步指出，有資料統計顯示，Space X的火箭運載能力是全球所有國家的88%，這都有賴于星艦對火箭的重新設計、重新定義，可以快速根據此前不足調教設計。
除了海外頭部公司，國内衆多民營火箭類公司在2023年也取得了較大進展。自2020年國家發改委首次将衛星網際網路納入“新基建”範疇後，該領域就開啟了快速建設。一種觀點認為，2023年是衛星網際網路發展大年。
其中衛星制造和衛星發射是該産業鍊的兩大關鍵環節，對驅動衛星設計創新和實作更優有效載荷比，支援衛星發射的火箭技術走向更低成本、可回收來說都是關鍵。大陸相關基礎設施軟硬體、營運和應用落地等都在積極探索。
例如，年内，衛星方面有銀河航天首次完成大陸在軌多星堆疊發射技術驗證，為大陸巨型低軌通信星座提供技術支撐。火箭領域有藍箭航天自主研制的朱雀二号遙二運載火箭成功完成發射任務，這是大陸民營商業航天首款正式進入量産和商用的液體火箭，也是全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭，意味着大陸首款大推力液氧甲烷發動機通過飛行驗證。
華泰證券研究認為，大陸2015年開放民營商業航天市場，直至2022年僅少數固體火箭成功入軌。2023年，多家商業火箭在運力和液體發動機上取得突破，火箭作為産業核心瓶頸環節已有顯著改善。
強調液體發動機火箭突破的重要性，是在于這是目前能夠實作火箭可回收的重要路線，可回收利用對降低成本尤為重要。
龔慧巍表示，固體燃料運載火箭相對簡單靈活，國内較早期的火箭都采用固體燃料；目前階段的長征系列火箭則是采用液體燃料，不同于固體燃料火箭無法回收的難題，液體燃料的可回收将大大降低火箭營運成本，兩類燃料的舉重高度、控制能力也有差異。
對于不同液體發動機路線，頭豹研究院工業行業分析師趙啟銳對21世紀經濟報道記者分析，由于液氧煤油在燃燒後會産生結焦和積碳問題，實際可重複使用次數有限，而液氧甲烷在這方面有更大優勢。是以在相同運載能力下實作可回收發射，甲烷的成本優勢更明顯。
“從長期發展角度，液氧甲烷特别适用于未來深空探索、載人登月和火星移民。在星際探索中，甲烷可以通過二氧化碳裂解制備；但制備液氧煤油的難度更大，需要在發射前裝備傳回所需的燃料，降低了效率。”他總結道。
驅動商業化落地
能夠讓基礎設施快速發展的一大動力來自于商業化程序支撐。據歐洲咨詢公司Euroconsult估算，SpaceX有40%的收入來源于Starlink星鍊，後者今年快速發星的背後，SpaceX也在積極與衛星通信産業鍊環節探讨合作空間，以驅動衛星通信等商業化落地。
國内市場，随着華為為代表的手機終端公司在持續疊代手機衛星通信能力更新，國内其他頭部手機廠商也表态正籌備有相關能力的旗艦手機，這成為完善衛星網際網路産業鍊商業閉環的其中一步。
隻是目前階段國内商用手機具備的衛星通信功能主要連接配接高軌衛星，其傳輸能力相對有限，包括星鍊和衆多國内後發的衛星公司都在快速推進低軌衛星的發射與組網工作。
“綜合來看，目前國内在相關領域已進入快速發展階段。”趙啟銳向記者表示，現階段，通信、導航及遙感衛星的商業化應用刺激了各行業對衛星星座的發射需求，以“星網工程”為代表的低軌衛星網際網路成為目前及未來航天發射市場的主要需求。
但要走向空天一體的衛星網際網路未來，仍需要持續面對完善星座部署、降低衛星發射成本等難題。隻有真正實作大規模建設、降本增效之後，商業化才能更好實作。
東方證券指出，在衛星發射方面，目前大陸火箭發射報價距離SpaceX獵鷹9仍有差距，發射能力尚不能滿足大規模低軌星座快速部署需求。
這就指向目前産業鍊發展過程中的難點：降低成本、提升運載火箭運力。簡單來說，倘若火箭具備較高運力，就能一次帶動更多顆衛星升空并入軌，可以大幅縮短衛星部署的成本和時間。
“根據火箭運力的統計資料估算，2021與2022年中國用于衛星發射的火箭總運力分别約為140.4t/700km和120.8t/700km，與實際年平均需求存在較大差距。衛星發射需求不斷增加的刺激和現有火箭運力不足的情況下，加速推動具有大推力的液體火箭勢在必行。”趙啟銳分析道。
“有統計資料顯示，大陸在商業航空航天領域全球綜合排名前三，與能力領先的Space X之間主要差距在于運載火箭的載重量，當然與美國其他主要火箭相關機構的差距并不算大。”龔慧巍對記者表示，“個人覺得中國商業航天業從2015年發展到現在，無論是國有還是民營機構都出現了不少閃光點，聚焦到火箭領域，主要差距就在于火箭設計的差異造成載重量不同。但是在需求支撐下，會構成大陸發展航空航天業的星星之火。”
據華泰證券統計，年内從星河動力“谷神星一号”0.3噸到“天龍二号”的GEO（地球靜止軌道）1.5噸，到“朱雀二号”的4噸（改進型），再到“引力一号”的LEO（低地球軌道）6.5噸，大陸民營運載火箭最大運力記錄在不斷被重新整理。
雖然針對運載火箭的運力難題目前國内仍在追趕，但這實際上也是全球都面臨的挑戰。縱觀整個行業，在運力方面相對出衆的是Space X，後來者都在積極突破。
擁抱空天一體
在推進衛星網際網路的發展路途中，衛星本身的創新同樣重要，這對最終使用者能夠觸達的功能起到決定作用。目前創新聚焦在對衛星的批量制造能力、從新材料和天線能力等角度優化衛星設計、降低衛星重量并提高有效載荷等角度。
龔慧巍對記者分析，發展低軌衛星，最重要是對産業鍊的要求。國内已經實作從0到1的突破，接下來從1到100的發展會相對容易。今年以來，有長光衛星發射的在軌衛星數量超過百顆，還有包括吉利、銀河航天等一系列民營企業在積極推進衛星發射上天，這意味着國内的衛星産業商業化在持續快速演進。
民生證券分析指出，國内許多商業航天企業已成功研發批量化生産技術：銀河航天實作國内首次批量研制低軌寬帶通信衛星，其單星研制成本對比銀河航天首發星已下降一半以上；長光衛星在實施批量化生産後，6顆星并行測試隻需一個人一個月即可完成，其早期的單星生産模式一顆星需兩個人兩個月測試完成；時空道宇通過功能內建、子產品化設計、制造過程規範化标準化、采用自動化機器人和自動化測試系統、建構資訊化體系等方式實作衛星批産設計制造。
從長期完善衛星組網部署的視角下，龔慧巍認為可以持續關注運載火箭的發動機設計和控制能力演化，這将對載重量有關鍵影響；其次是液體燃料技術的更新疊代和火箭回收時燃料加注等問題解決。
“個人覺得，要支援衛星大量發射，尤其是補發類衛星的發射，固液燃料技術并存的運載火箭很重要、營運靈活性也很重要，比如對火箭發射場的設計靈活度就有很高要求。”龔慧巍進一步分析，星艦就是靈活性發展的産物，其能夠在接受失敗中快速疊代，是基于網際網路理念發展的表現。
趙啟銳對21世紀經濟報道記者強調，火箭回收是值得長期關注的技術疊代趨勢。“因為在考慮發射費用時，火箭推進劑的成本占比相對較低，而火箭整體硬體裝置是最主要的成本來源。是以發展可重複使用運載火箭是降低發射成本的最佳出路。”
據他分析，通過回收火箭并進行簡單維修後重複使用，可以避免一次性使用後需要丢棄昂貴的箭體、發動機和電氣裝置所帶來的浪費，進而通過多次使用來分攤成本。“根據SpaceX釋出的資料，如果成功回收并低成本重複使用獵鷹9号的第一級火箭，可以将發射成本降低80%；如果同時回收第一級和第二級，并以低成本方式重複使用它們，那麼發射成本可以降低99%。”
在關鍵的火箭側和衛星側持續創新驅動背景下，大陸衛星網際網路行業正處在加速态勢中。
龔慧巍對記者分析，認同業界關于今年是衛星網際網路發展元年的說法，因為随着衛星類公司持續投入，衛星制造中供應鍊體系的工業化發展，支撐大陸衛星發射次數、挂星量、企業數量等方面的持續發展。“相比之下，衛星目前正走在從1向100的發展階段；火箭還處在從0到1過程中。至于大陸衛星産業發展能否複制手機、平闆甚至制造業方面的優勢，由于大陸強大的工業供應鍊生态和跨行業的嫁接創新能力，非常值得期待。”
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