運(yùn)載火箭是國(guó)家航天實(shí)力的重要體現(xiàn)，伴隨大規(guī)模衛(wèi)星組網(wǎng)需求的激增，我國(guó)航天發(fā)射“星多箭少”的局面尤為緊迫，民營(yíng)商業(yè)火箭已成為我國(guó)航天領(lǐng)域不可忽視的力量，市場(chǎng)前景十分廣闊。但與全球商業(yè)航天領(lǐng)軍企業(yè)SpaceX相比，我國(guó)民營(yíng)商業(yè)火箭在產(chǎn)業(yè)生態(tài)、運(yùn)載能力、發(fā)射頻率、發(fā)射成本等方面仍存在顯著差距，亟須加快創(chuàng)新，提升競(jìng)爭(zhēng)力。
一、面臨四大挑戰(zhàn)
（一）依賴體制內(nèi)資源，民營(yíng)企業(yè)根基不厚實(shí)
目前，我國(guó)民營(yíng)商業(yè)火箭企業(yè)仍處于起步階段，整體呈現(xiàn)出規(guī)模小、分散化的特點(diǎn)，尚未構(gòu)建完整的供應(yīng)鏈體系，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、核心零部件、試驗(yàn)驗(yàn)證等關(guān)鍵環(huán)節(jié)上，需要依賴航天央企國(guó)企的資源和支持。該模式短期內(nèi)可以減輕企業(yè)投資成本，加快成果研制速度。但長(zhǎng)期看，企業(yè)創(chuàng)新動(dòng)力減弱，制約產(chǎn)業(yè)溢出效應(yīng)發(fā)揮，商業(yè)航天的經(jīng)濟(jì)屬性、市場(chǎng)屬性、資本屬性優(yōu)勢(shì)未得到充分體現(xiàn)，不利于商業(yè)化發(fā)展。
（二）火箭發(fā)射供不應(yīng)求，運(yùn)力瓶頸制約發(fā)展
當(dāng)前，我國(guó)火箭發(fā)射次數(shù)、運(yùn)載能力與國(guó)外先進(jìn)水平相比，存在明顯差距。2023年，我國(guó)火箭發(fā)射共67次（其中，民營(yíng)商業(yè)火箭發(fā)射13次），累計(jì)發(fā)射載荷質(zhì)量達(dá)到155噸。而美國(guó)SpaceX公司共發(fā)射96次，發(fā)射載荷質(zhì)量高達(dá)1195噸，是我國(guó)發(fā)射質(zhì)量的近10倍。據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年，我國(guó)將有超6000顆衛(wèi)星待發(fā)射，若以單星質(zhì)量500公斤估算，每年對(duì)火箭運(yùn)力的需求將達(dá)到約430噸，是我國(guó)當(dāng)前火箭運(yùn)載能力的3倍。
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圖1 2023年全球主要火箭企業(yè)發(fā)射次數(shù)
我國(guó)現(xiàn)役主力大型運(yùn)載火箭是長(zhǎng)征五號(hào)，其低軌運(yùn)載能力為25噸，主要用于執(zhí)行空間站建設(shè)、月球探測(cè)等重大航天任務(wù)。SpaceX的獵鷹重型火箭運(yùn)載能力高達(dá)63.8噸，幾乎是長(zhǎng)征五號(hào)的3倍。國(guó)內(nèi)民營(yíng)商業(yè)火箭的運(yùn)載能力更低，雙曲線一號(hào)、谷神星一號(hào)等火箭的低軌運(yùn)載能力不足500公斤，限制了其在中大型衛(wèi)星（500公斤以上）發(fā)射中的作用。力箭一號(hào)、天龍二號(hào)、快舟一號(hào)同等級(jí)運(yùn)載能力約為1.5噸，對(duì)于中大型衛(wèi)星，單次最多僅能發(fā)射5顆，難以滿足高效集約的衛(wèi)星組網(wǎng)需求。引力一號(hào)和朱雀二號(hào)分別具備6.5噸和4噸的低軌運(yùn)載能力，有望成為大規(guī)模衛(wèi)星組網(wǎng)任務(wù)的主力火箭之一。
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圖2 全球主要火箭運(yùn)力情況
（三）發(fā)射場(chǎng)資源緊張，高頻發(fā)射需求難滿足
發(fā)射頻次是商業(yè)航天領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵指標(biāo)。2023年民營(yíng)商業(yè)火箭發(fā)射13次，同比增長(zhǎng)160%，占國(guó)內(nèi)總量的五分之一，預(yù)計(jì)2024年發(fā)射次數(shù)將實(shí)現(xiàn)翻倍。然而，當(dāng)前發(fā)射工位資源有限，且優(yōu)先保障國(guó)家任務(wù)，嚴(yán)重制約民營(yíng)商業(yè)火箭的發(fā)展。目前，我國(guó)支持商業(yè)發(fā)射的場(chǎng)地僅有酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心、山東海陽(yáng)東方航天港和海南商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)，且發(fā)射工位有限。為提升發(fā)射能力，藍(lán)箭航天、中科宇航等企業(yè)已在酒泉建設(shè)發(fā)射工位，但內(nèi)陸發(fā)射場(chǎng)在火箭運(yùn)輸方面存在劣勢(shì)，特別是對(duì)于直徑超過(guò)4米的液體火箭，長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)碾y度和成本都會(huì)顯著增加，嚴(yán)重影響發(fā)射的效率和經(jīng)濟(jì)性。
表1 商業(yè)火箭主要發(fā)射場(chǎng)發(fā)射情況
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（四）成本居高不下，火箭復(fù)用技術(shù)待突破
我國(guó)火箭發(fā)射成本相對(duì)較高，主要受限于推進(jìn)劑成本和火箭復(fù)用技術(shù)，當(dāng)前平均發(fā)射價(jià)格約為1萬(wàn)美元/公斤，是SpaceX獵鷹9號(hào)發(fā)射價(jià)格（0.26萬(wàn)美元/公斤）的近4倍。為降低成本，我國(guó)民營(yíng)航天企業(yè)正在積極推進(jìn)可重復(fù)使用火箭技術(shù)的研發(fā)。藍(lán)箭航天和星際榮耀等已完成百米級(jí)垂直起降飛行試驗(yàn)，并計(jì)劃于2024年底進(jìn)行10公里級(jí)試驗(yàn)，預(yù)計(jì)2025年實(shí)現(xiàn)首飛。隨著技術(shù)突破，火箭發(fā)射價(jià)格有望進(jìn)一步下降，根據(jù)公開(kāi)資料，天龍三號(hào)和朱雀三號(hào)發(fā)射價(jià)格約0.28萬(wàn)美元/公斤，接近SpaceX獵鷹9號(hào)發(fā)射價(jià)格水平。
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圖3 全球主要火箭發(fā)射價(jià)格
二、發(fā)展建議
（一）自主創(chuàng)新，點(diǎn)燃民營(yíng)商業(yè)火箭企業(yè)發(fā)展引擎
民營(yíng)商業(yè)火箭企業(yè)應(yīng)圍繞金屬材料、電子元器件、關(guān)鍵部組件等薄弱環(huán)節(jié)開(kāi)展核心技術(shù)攻關(guān)，提升自主創(chuàng)新能力。同時(shí)，打破傳統(tǒng)航天對(duì)失敗零容忍的束縛，建立容錯(cuò)機(jī)制。此外，鼓勵(lì)藍(lán)箭航天、星河動(dòng)力等領(lǐng)軍企業(yè)聯(lián)合上下游企業(yè)構(gòu)建完整、立體、開(kāi)放的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，借助市場(chǎng)化和商業(yè)化策略，激發(fā)產(chǎn)業(yè)活力。
（二）運(yùn)力升級(jí)，實(shí)現(xiàn)民營(yíng)商業(yè)火箭運(yùn)載能力飛躍
運(yùn)載火箭是進(jìn)入空間的載體，隨著全球大規(guī)模星座組網(wǎng)需求的增長(zhǎng)，我國(guó)必須加快大推力高性能發(fā)動(dòng)機(jī)、大直徑箭體結(jié)構(gòu)等技術(shù)攻關(guān)，突破火箭運(yùn)力跨越的難點(diǎn)，滿足市場(chǎng)對(duì)快速、經(jīng)濟(jì)的太空進(jìn)入服務(wù)的需求。
（三）效率提升，增強(qiáng)民營(yíng)商業(yè)火箭市場(chǎng)響應(yīng)能力
我國(guó)需進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)射場(chǎng)資源配置，擴(kuò)充發(fā)射工位。同時(shí)，提高發(fā)射流程自動(dòng)化和智能化水平，減少人為因素導(dǎo)致的延誤。此外，建立快速響應(yīng)機(jī)制，縮短發(fā)射準(zhǔn)備周期，適應(yīng)未來(lái)高頻率商業(yè)發(fā)射需求。
（四）成本優(yōu)化，提升民營(yíng)商業(yè)火箭國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力
加快可重復(fù)使用火箭技術(shù)研發(fā)，借鑒SpaceX的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)現(xiàn)火箭一級(jí)和整流罩回收利用，顯著降低單次發(fā)射成本。同時(shí)，優(yōu)化供應(yīng)鏈管理，降低原材料和制造成本，提高火箭的生產(chǎn)效率。
作 者
盧躍，長(zhǎng)期跟蹤商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展
