SpaceX星艦發射,維珍軌道破產,火箭發射生意暗流涌動
今晚,SpaceX終于將迎來“星艦”的第一次完全組合體發射。這是新發射系統的首次重大測試。如果成功,這將是馬斯克將人類帶到火星等遙遠目的地的一個重要里程碑
作為一種完全可重復使用的運輸系統,SpaceX星艦(Starship)能將宇航員和貨物運送到地球軌道、月球、火星等地。它由兩部分組成,高度達120米(大約40層樓),一級助推器“超重”(Super Heavy)高度約69米,配備多達33臺第二代海平面版猛禽發動機,液氧/甲烷推進劑,每臺推力204噸。上面級“星艦”(Starship)高度約50米,配備3臺海平面版猛禽發動機、3臺真空版猛禽發動機。
未來,星艦可能還會“長高”大約10米,再加3臺真空版猛禽發動機。
(點擊以下視頻號內容,了解星艦更多信息,內容來源于油管博主@特斯拉中文信息匯總)
不到實施發射任務的一刻,“星艦”能否成功測試,目前誰也沒有答案,但可以確定的是,難度異常。馬斯克曾表示,星艦飛船首次發射成本約30億美元(約合人民幣206億元),成功與否的概率就像拋硬幣。
更抓馬的是,就在前不久,隸屬于維珍集團的維珍軌道,因發射任務失敗率較高、融資困難、載荷能力和可靠性較低等原因,陷入持續的虧損中,創始人理查德·布蘭森也拒絕進一步為其提供資金。維珍軌道不得不在本月申請破產保護,并進入破產程序中。
那么,為何SpaceX要冒著如此巨大的風險和成本,去打造這樣一個龐然大物呢?它背后的生意邏輯是什么呢?在火箭發射行業中,還有哪些其他的頭部玩家呢?他們又如何競爭和合作?本文將從需求側、供給側兩個角度,來分析火箭發射行業的生意經。
需求側:各應用多點開花,衛星互聯網如火如荼
火箭作為人類進入太空的主要載具,決定著一個國家進入、利用和控制太空的能力,是航天領域的核心基礎,也是各國現代科技發展水平和綜合國家的重要標志。
隨著航天技術的發展、商業案例的陸續落地,火箭發射行業面臨著多樣化和巨大化的需求。一方面,太空旅行、太空挖礦、深空探測等將對未來運載火箭提出了更多需求;另一方面,以衛星互聯網為代表的衛星大規模應用,對航天發射的需求急劇增加,成為當前航天發射市場的主力軍。
(1)太空旅行、太空挖礦、深空探測
2021年,維珍銀河、藍色起源、SpaceX先后完成各自首次載人太空商飛,維珍銀河“團結”號、藍色起源“新牧羊人”號分別提供高度80公里、100公里的亞軌道觀光服務,SpaceX則提供高度575公里的繞地飛行服務,其中SpaceX在2021年9月16日發射的“靈感4”,是人類首次將完全由平民組成的宇航機組人員送入太空。
顧名思義,太空旅行是指將普通民眾作為游客,送入太空進行短暫停留或觀光,這是一種新興的商業航天服務。太空旅行的目標客戶是富有且熱愛冒險的群體,他們愿意為體驗太空環境和欣賞地球美景,而支付高昂的費用。目前,太空旅行的價格從20萬美元到5500萬美元不等,取決于飛行高度、時長和服務內容。據預測,到2030年,全球太空旅行市場規模將達到30億美元。
太空挖礦則通過“找礦-探礦-占礦-采礦-返回”五個階段,開發和利用小行星上豐富的太空礦產資源,商業價值相當可觀。
據估計,小行星帶中有數百萬顆小行星,其中約有1.5萬顆接近地球軌道。這些小行星中可能含有金、銀、鉑、鈀、鐵、鎳、鈷等稀有金屬和貴重元素,以及水、氫、氧等可用于制造火箭燃料和生命支持系統的物質。一些小行星上的資源價值甚至超過了整個地球的GDP。
例如,一顆名為“16 Psyche”的小行星,據估計其金屬價值高達7萬億美元,相當于地球上所有的貨幣總和。
太空挖礦的技術難度、成本非常高,目前還處于探索階段。但是,一些國家和公司已經開始布局這一領域,例如美國、中國、日本、印度等國家都曾發射過小行星探測器,而SpaceX、藍色起源、行星資源、深空工業等公司都有太空采礦的計劃和愿景。
深空探測指對太陽系以外的天體,進行觀測和研究的活動,是人類對宇宙的最高層次的探索。深空探測的目標是揭示宇宙的起源、結構、演化和命運,尋找外星生命的可能性,拓展人類的認知邊界。深空探測的難點在于距離過遠、信號衰減、環境復雜等因素,需要更強大的火箭、更先進的儀器和更精密的控制。
目前,人類已經發射了多個深空探測器,例如旅行者1號、旅行者2號已飛出太陽系,分別成為第一個、第二個進入星際空間的人造物體;開普勒太空望遠鏡已發現超4000顆系外行星;詹姆斯·韋伯太空望遠鏡于2021年12月發射,能觀測到宇宙最早期的恒星和星系。
以上三種應用都是對未來運載火箭提出了更高的要求,例如更大的載荷能力、更高的可重復使用性、更低的發射成本等,這些應用是火箭發射行業長期而穩定的需求源泉。
(2)衛星互聯網:對航天發射市場需求急劇增加
衛星互聯網指利用衛星網絡,提供全球范圍內無縫覆蓋的互聯網接入服務,是解決地面網絡覆蓋不足、提高網絡速度和質量、實現數字鴻溝縮小等問題的有效途徑。衛星互聯網有以下幾個優勢:
- 覆蓋范圍廣:衛星互聯網可以覆蓋地球上任何地方,包括偏遠地區、海洋、極地等地面網絡難以到達或成本過高的地方。
- 傳輸速度快:衛星互聯網可以利用光纖、激光等技術,實現高速的數據傳輸,甚至超過地面網絡。
- 部署成本低:衛星互聯網只需要在軌道上部署衛星和在地面上安裝終端,不需要鋪設大量的地面基礎設施,節省了時間和資金。
- 應用場景多:衛星互聯網可以為各種行業和領域提供網絡服務,例如航空、航海、軍事、教育、醫療、農業、災難救援等。
衛星互聯網的市場潛力巨大,據預測,到2030年,全球衛星互聯網市場規模將達到420億美元。
目前,衛星互聯網的主要玩家有SpaceX的“星鏈”、亞馬遜的“庫佩爾”、OneWeb、泰來斯阿爾尼亞的“歐洲衛星互聯網”、中國的“鴻雁”等。這些玩家都有自己的衛星網絡規劃和發射計劃。
例如,SpaceX計劃發射42000顆衛星;亞馬遜計劃發射3236顆衛星;OneWeb計劃發射648顆衛星等;中國航天科工集團計劃研發的“鴻雁”,將由300顆低軌道衛星組成,可為全球提供實時數據通信、綜合信息服務,這也是目前全球唯一能和星鏈計劃相抗衡的通信領域發展計劃,預計投入達200億元。
因此,這些衛星網絡的建設對火箭發射行業提出了巨大的需求。據統計,2020年全球共發射了1144顆衛星,其中有近一半是由SpaceX發射的“星鏈”衛星。預計到2025年,全球每年將有超過2000顆衛星發射。
此外,由于軌道高度低、壽命短、更新快等原因,這些衛星需要定期更換和補充。據估計,每年需要發射約3000顆新衛星來維持這些網絡的正常運行。
綜上所述,從需求側來看,火箭發射行業面臨著多元化、增長化的市場需求。各類應用對火箭發射能力、頻率、成本等方面都提出了更高的要求。這也為供給側帶來了機遇和挑戰。
供給側:國家和公司并駕齊驅,競爭與合作并存
火箭發射行業的供給側主要由兩類玩家構成,一類是國家機構,一類是商業公司。
國家機構通常擁有較強的技術實力、資金支持和政策優勢,但也受制于政治、軍事和外交等因素。商業公司則具有較高的創新能力、市場敏感度和靈活性,但也面臨著技術壁壘、資金壓力和法規限制等問題。這兩類玩家在火箭發射行業中既存在競爭,也存在合作。
(1)國家機構:技術領先、政策支持、戰略導向
國家機構是火箭發射行業的傳統主力,也是技術領先者。目前,全球有11個國家或地區擁有自主發射能力,分別是美國、俄羅斯、中國、歐盟、日本、印度、以色列、伊朗、朝鮮、巴西和韓國。其中,美國、俄羅斯和中國是火箭發射的三大強國,占據了全球火箭發射市場的絕大部分份額。
這些國家或地區都有自己的航天機構或組織,例如美國的NASA、俄羅斯的羅斯科斯莫斯、中國的國家航天局、歐盟的ESA、日本的JAXA、印度的ISRO等。這些機構或組織負責規劃、執行各自國家或地區的航天計劃和項目,包括火箭發射。
這些國家或地區都有自己的火箭發射系統或平臺,例如美國的德爾塔、阿特拉斯、獵鷹、安塔雷斯、電子等;俄羅斯的聯盟、質子、安加拉、德涅普爾等;中國的長征、快舟、銀河、海鷹等;歐盟的阿麗亞娜、維加、索伊茲-斯圖克斯等;日本的H-IIA/H-IIB/H3、Epsilon等;印度的PSLV/GSLV/GSLV Mk III等。
火箭發射產業同時也都受到政府的政策支持、戰略導向,例如美國將太空視為新戰場,推動太空軍事化和太空探索;俄羅斯將太空視為重要資源,推動太空利用和太空合作;中國將太空視為新高地,推動太空開發和太空治理;歐盟將太空視為新機遇,推動太空創新和太空競爭。這些政策和戰略不僅影響了各國或地區的火箭發射技術、能力的發展,也影響了各國或地區在火箭發射市場上的競爭和合作的態度和方式。
(2)商業公司:創新突破、市場導向、靈活多變
商業公司是火箭發射行業的新興力量,也是創新引領者。
目前,全球有數十家商業火箭公司,其中最具代表性的有SpaceX(美國)、藍色起源(美國)、火箭實驗室(美國/新西蘭)、維珍軌道(美國)、Relativity Space(美國)、Astra(美國)、火箭公司(中國)、i-Space(中國)、藍箭航天(中國)、星河動力(中國)等。
這些商業公司旗下火箭發射系統或平臺包含:SpaceX的獵鷹9號、獵鷹重型、星艦等;藍色起源的新謝潑德、新格倫等;火箭實驗室的電子等;維珍軌道的LauncherOne等;Relativity Space的Terran 1等;Astra的Rocket 3.0等;火箭公司的快舟11號等;i-Space的星際一號等;藍箭航天的朱雀二號等;星河動力的銀河一號等。
這些商業公司都具有較高的創新能力、市場敏感度和靈活性。
例如,SpaceX率先實現了火箭可重復使用技術,大幅降低了發射成本;藍色起源開發了垂直起降式太空艙,提供了亞軌道太空旅行服務;火箭實驗室開發了小型化、低成本、高頻率的電子火箭,提供了專屬定制化的小衛星發射服務;維珍軌道開發了空中發射技術,提高了發射靈活性和可靠性;Relativity Space開發了全3D打印火箭技術,縮短了生產周期和降低了生產成本;
Astra開發了可移動式發射平臺,提高了發射便捷性和安全性。
在國內火箭發射企業中,火箭公司開發了固體運載火箭技術,提高了發射效率和穩定性;i-Space開發了液體運載火箭技術,提高了發射性能和可控性;藍箭航天開發了液氧甲烷運載火箭技術,提高了發射環保性和經濟性;星河動力開發了液氧煤油運載火箭技術,提高了發射可靠性和適應性。
這些商業公司都受到市場需求、競爭的驅動。
例如,SpaceX和藍色起源都有自己的衛星互聯網項目,需要大量的火箭發射來部署衛星網絡;火箭實驗室和維珍軌道等都專注于小衛星發射市場,為各種商業客戶提供定制化的發射服務;Relativity Space和Astra等都致力于開發低成本、高效率、快速響應的火箭發射系統,為各種政府和商業機構提供便捷的發射服務;
火箭公司、i-Space、藍箭航天、星河動力等都是中國商業火箭公司的代表,他們在國家政策的支持下,積極參與國內外的火箭發射市場,與國有企業和外國公司競爭。
與市場機會對應的是,這些玩家也面臨著技術壁壘、資金壓力和法規限制等問題,例如火箭技術的復雜性、風險性,導致技術開發的難度、高昂的成本;火箭市場的不確定性、競爭性,導致資金回收的困難、利潤空間的壓縮;火箭行業的敏感性、戰略性導致法律法規的嚴格和變化。
總之,商業公司是火箭發射行業的新興力量和創新引領者,他們具有較高的創新能力、市場敏感度和靈活性,但也面臨著技術壁壘、資金壓力和法規限制等問題。他們在火箭發射行業中既存在競爭,也存在合作。
火箭發射行業前景廣闊,機遇與挑戰并存
火箭發射行業是一個有門檻的藍海行業,同時也充滿著變數。它受到各種因素的影響,包括需求側和供給側。
從需求側來看,火箭發射行業面臨著多元化和增長化的市場需求,各類應用對火箭發射能力、頻率、成本等方面都提出了更高的要求;從供給側來看,火箭發射行業由兩類玩家構成,一類是國家機構,一類是商業公司。
國家機構是技術領先者和市場主導者,他們擁有強大的技術實力、資金支持和政策優勢,但也受制于政治、軍事和外交等因素。例如NASA曾給與SpaceX系列扶持,包括但不限于技術報告和專利、大量合同和資金、派駐到SpaceX的核心技術人員等。
商業公司是新興力量和創新引領者,他們具有較高的創新能力、市場敏感度和靈活性,但也面臨著技術壁壘、資金壓力和法規限制等問題。
國家機構和商業公司在火箭發射行業中,既存在競爭,也存在合作。
在去往浩瀚星空的征途中,火箭發射行業的頭部玩家們,任重道遠。【參考資料】
·深空探測:人類對宇宙最高層次的探索 - 知乎
·衛星互聯網:未來網絡連接的新方式 - 知乎
·2020年全球共發射1144顆衛星 SpaceX一家就貢獻了近一半-新浪網
·太空競爭與合作:美俄中歐日印等國家的太空戰略與政策 - 知乎
·SpaceX火星任務概念片發布,星艦首飛推遲到4月底 - 澎湃新聞
·2022年運載火箭行業市場現狀研究分析 商業航天應用場景豐富 - 未來智庫
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