淺談商業航天發射成本：“刷一枚火箭”到底多貴

在人類征服太空進程中,商業航天愈發被視為重要力量。

世界范圍看,美國太空探索技術公司(SpaceX)占據全美發射市場的大半壁江山,計劃2024年完成144次飛行,實現每2.8天發射一次,達到“壟斷級”領先。在中國,受《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃(2015—2025年)》政策鼓勵,商業航天經歷7年“磨煉”,同樣發展快速。據統計,2023 年已執行的 53 次航天發射任務中,商業運載火箭執行了 近10次,呈飛速發展趨勢。

商業航天“駛入”快車道,重要動力源自商業衛星應用需求的爆發式增長。以遙感和通信衛星為主流的中低軌衛星星座建設,已經被視為能夠帶來巨大經濟和社會價值的“太空金礦”,日益受到各國和商業太空公司的關注。正如SpaceX“星鏈計劃”對于通信服務的顛覆,華為mate60系列衛星電話,對于手機功能擴展的“遙遙領先”。

從商業角度來看商業航天火箭,首先是運載火箭要安全可靠,能夠確保衛星入軌,不能“打水漂”;而另外一個重要因素則是發射成本必須可控,畢竟經濟利益永遠是商業行為的底層邏輯。一個衛星星座建設的成本約50%都是火箭發射成本,發射一顆衛星的價格,甚至可能比研制一顆衛星的價格還貴。

那么當前商業航天經濟賬怎么算,“刷一枚火箭”到底有多貴?

透視商業航天“帶貨”成本

在全球發射市場,想要太空“帶貨”,需要那么“億點點”實力。

運載火箭的商業本質是太空物流,收費也與物流行業類似,按運送重量每公斤收費,要發的衛星多,還可以直接包整箭。所以決定一只火箭售價最主要的因素是火箭的運載能力,根據火箭運載能力大小不同,每個火箭的整箭價格也不同。因此,國內外航天界將運載火箭單位載荷價格作為關鍵性價比指標,即發射一公斤載荷所需費用,作為核心成本計算和對比依據。

表1 國外主流運載火箭發射服務價格匯總表

注:本表格數據來源于《中國航天》整理的中國長城工業集團有限公司和北京航天長征科技信息研究所,此外均選取各自火箭對應其發射場的最大運載能力進行分析。

從上述發射價格表格中可以看到的規律是:一是運載能力大的火箭可以攤薄單位發射成本,中大型運載火箭是市場的主力;二是“可回收技術”能夠進一步降低火箭發射成本。

影響火箭發射價格的,除了火箭自身的生產成本外,還包括火箭運輸、發射場租、測控等費用。因此,降低火箭發射成本也是一個“系統工程”:除了提升火箭工業化批量制造水平,讓火箭從“工藝品”變成“工業品”之外,還需合理布局火箭從生產到發射的流線,提高經濟性。

事實上,國內商業航天企業已經開始圍繞“箭體降本、運載降本、發射降本”等目標,積極提升中國商業航天高性價比發射能力,以此推動航天產業發展、助力建設航天強國。

中國自己的商業航天經濟賬

在如何實現商業航天發射降本這一問題上,國內的商業航天企業很早就開始未雨綢繆,拿出了不同解決方案。為此,東方空間副總師表示,要提升火箭發射的經濟效益,不能只是系統局部的降本,而是在整個發射任務階段都能降低支出。

以東方空間為例,在面向未來衛星客戶大規模組網需求時,從火箭設計、生產、貯存、發射實施等環節,給出了多項有針對性的解決方案,形成“引力”系列獨有的一站式便捷發射體系,讓發射任務的經濟性得到充分保障。

如東方空間引力一號中型運載火箭,在設計時瞄準近地軌道運載能力6.5噸,通過大運載能力實現了規模效益,攤薄了單位發射成本,較以往小型運載火箭降低50%以上。此外,東方空間還在研制引力二號中大型運載火箭,運載能力將高達17噸,進一步將成本降低至SpaceX水平。國內商業航天在降成本的路徑上踏實而有穩健的邁進。

另外,依托東方航天港、東方空間火箭總裝集成測試中心及相關基礎設施,可實現“出廠即進場”,水平總裝廠房、垂直總裝廠房、登船港口距離僅約5公里,這意味著以往火箭轉運幾百公里甚至上千公里的距離被急劇縮短,將以往長達2周的轉運過程縮短到1天即可,極大的減少了物流時間、物流成本、箭體包裝及恢復時間,發射經濟型進一步提升。

同時,東方空間采用海上發射模式,依托我國海工裝備制造基礎卓越,發射船資源相對豐富,采用租賃形式執行發射任務,在平常無發射任務時可進行海上風機、貨物的運輸,高效利用資源。

在可預見的未來,通過一站式便捷發射體系的建立,中國商業航天企業必將拿出更為經濟性的商業航天發射方案,達成運力兩端的雙贏局面,真正實現商業火箭常態化發展,讓無數航天夢想都能觸手可及不僅是預期,更是一個即將到來的現實,有力加速中國在太空領域的探索步伐。