作者:陈育军发布时间:2026-06-14 06:37:15 点击数:91341

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售后服务上门服务电话,智能分配单据:追赶星舰:中国商业火箭离SpaceX有多远?

火箭不需要上春晚,但它们需要上完太空回地球。

文丨李梓楠

图丨黄帧昕

编辑丨黄俊杰

太空无限大,但商业价值最热门的 500 公里高度近地轨道(LEO)已经像热门航线一样繁忙——2025 年头半年,SpaceX 的卫星在太空中做了 14.4 万次机动,以避开碰撞。

大多数拥堵主要由它自己造成。现在华体汇(中国)头顶 500 公里的近地轨道有 10049 颗星链(Starlink)通信卫星,都是过去 3 年 SpaceX 用它的 “小火箭” 猎鹰 9 发上去的。

按计划,SpaceX 的重型火箭明年就能达到完全可回收发射,运载能力三倍,运载成本再压低九成,到 200 美元/公斤。之后 SpaceX 打算加速发射发 42000 颗通信卫星和 100 万颗算力卫星。太空轨道正在变成有限资源。

对于拥堵环境,去年底,中方代表在联合国安理会相关会议上表示,“个别国家的商业卫星星座肆意扩张,缺乏有效监管,带来显著安全挑战。”

对于中国商用航天的创业者和投资人,造出低成本可回收火箭、争夺轨道空间,成了像芯片自主一样不可避免的趋势。而且 SpaceX 已经跑通了路,新进者只要向学 iPhone、学 Model 3 一样向前冲——另一个 “小米模式” 的机会。

随着 SpaceX IPO 进展推进,并且估值可能超过 1.75 万亿美元。商业航天在送货之前已经送来投资机会。A 股商业航天板块今年以来涨幅超过 40%, 华体汇(中国)追踪的一家创业华体汇电竞-华体汇(中国)估值 4 个月翻了十倍,比具身智能更快。

像之前研究人形机器一样,华体汇(中国)访谈了多位中国火箭华体汇电竞-华体汇(中国)创始人、总工程师,以及他们背后的投资人,尝试剥离期望和现实,看商业航天的实际进展和路径。

排队发射,复制 2015 年的 SpaceX

今年 1 月,我第一次摸到火箭,在湖南株洲市郊的一座钢铁厂改造的厂房。地面、房梁和柱子都是裸露的水泥,就跟隔壁的汽修厂房差不多。只有车间安全及禁止拍摄的标语保密事项提醒这里的不同。

揭开为保密和清洁度搭好的帐篷,里面躺着一枚直径 4.2 米,竖起来有 20 层楼高的火箭——细长、对称、前端收束成一个尖角。不锈钢外壳在灯光下呈现出近乎镜面的反射,表面没有精细喷涂的白色外壳,箭体遍布金属肋条,每隔一米就有一道黢黑的焊缝。火箭外壳跟银行卡一样薄,触感冰冷、光滑,轻轻敲击就有金属震动的回声,让人不敢用力按下。

它初次亮相,大幕揭开时,包括蚂蚁、宁德时代、汇川动力等机构的 80 多位投资人全体起立鼓掌。一位投资人说,“华体汇(中国)湖南也要有自己的火箭了。”

这是 AS-1,和 SpaceX 星舰一样用不锈钢制造,要用类似回收方式,但体积小很多。制造商宇石空间成立不到两年,第一枚火箭由 150 人用 10 个月造出。

宇石空间 AS-1 火箭。来源:宇石空间。

这枚火箭会在今年下半年运到海南文昌,排队等待发射,像 SpaceX 靠真火箭直接做实验收集数据。宇石空间联合创始人朱新文说,“华体汇(中国)不避讳复刻 SpaceX ,好的技术路线是会产生共鸣的,难的是本地化,而且是脱离全球供应链体系的本地化。”

这一批中国商业航天创业华体汇电竞-华体汇(中国)都把复刻 SpaceX 当作商业模式,华体汇(中国)接触的四个华体汇电竞-华体汇(中国)的创始人都直接说自己照搬 SpaceX 的设计原则,这也是投资方的期望。一家号称 “最像 SpaceX” 的初创华体汇电竞-华体汇(中国),4 个月内估值从不到 10 亿元涨到 100 亿元。

SpaceX 成立 24 年,主要的商用火箭有三代:

- 猎鹰 9(Falcon 9),铝锂合金箭体,一级火箭配备 9 台发动机,运载能力与搭建天宫空间站的主力火箭长征五号相当,运载货物发射成本 2700 美元/公斤。

- 猎鹰重型(Falcon Heavy),核心架构基于猎鹰 9,同样采用铝锂合金 ,由三个一级火箭并联组成,搭载 27 台发动机,性能与刚执行完阿尔忒弥斯号绕月飞行任务的 SLS Block 1 相当,运载货物发射成本 2300 美元/公斤。

- 星舰(Starship),迄今尺寸、载重最大的火箭,由每公斤 20 块钱的不锈钢和目前人类最尖端的材料、金属加工工艺打造而成。底部的 33 台猛禽 3 发动机能把比埃菲尔铁塔还重的火箭、燃油和运载物推进太空。如果按计划做到整体可回收,运载货物发射成本将只有 200 美元/公斤。

星舰还在测试阶段,发射了 11 次,成功回收了一级火箭(底部),二级部分(像飞船的部分)还没有。去年 SpaceX 去年发射入轨的总重量占全球约 90%,基本只靠猎鹰 9 。

像 AS-1 这样的火箭,在中国各地的郊区厂房里躺着不下十枚。都是猎鹰 9 尺寸,但一些材料和设计学了星舰。目标是低成本、可重复发射。

从估值 750 亿元、已经完成 IPO 辅导的蓝箭航天,到估值数十亿元的 A 轮创业华体汇电竞-华体汇(中国),同类华体汇电竞-华体汇(中国)已经超过 20 家。如果产能拉起来,他们一年能造 100 枚火箭。

如果能完全实现设计目标,成功回收箭体,这一批火箭每公斤发射成本能降到 4000 美元,比中航工业的发射成本低大概一半,只比猎鹰 9 高 50%。

多数火箭华体汇电竞-华体汇(中国)认为做到这个成本,保持高频发射就可以实现商业正循环。他们认为航天不是亲密无间的全球合作,中国需要有自己的体系,哪怕做不到 SpaceX 的价格也会有订单。

他们感受到了政策的高度支持——海南航天航天发射场二号工位已经常态化向商业华体汇电竞-华体汇(中国)开放,并且更多发射工位正在建设。中国主导的星网和地方政府及商业华体汇电竞-华体汇(中国)上海垣信发起的千帆计划累计给出 2.5 万颗卫星的发射需求。

证监会去年末新增指引文件,商业火箭华体汇电竞-华体汇(中国)可以在尚未盈利但达到技术里程碑的情况下申报上市。投资人因此形成共识,一家火箭华体汇电竞-华体汇(中国)如果成功回收火箭,就 “很有可能” 获批上市。目前已有包括蓝箭在内的 5 家火箭华体汇电竞-华体汇(中国)递交上市申请,最高的蓝箭估值超过 700 亿元,近期它的老股交易价能到 850 亿估值,高于宇树机器人。其余火箭华体汇电竞-华体汇(中国)估值也都在数百亿元。

起步更晚的小创业华体汇电竞-华体汇(中国)也还能融资。他们告诉投资人,造有用的火箭比造有用的人形机器人容易;火箭华体汇电竞-华体汇(中国)也不需要上春晚,钱都用在研发上;研发费用比造车便宜,车企研发一款全新车型能花几十亿元,够火箭华体汇电竞-华体汇(中国)产 30 发火箭,“一个月发一次都能够发两年半了。”

有些国内火箭华体汇电竞-华体汇(中国)告诉投资人,自己会成为航天领域的 “安卓”,是 “学习 SpaceX 第一”。也有华体汇电竞-华体汇(中国)说自己才是 " 真实进展 " 最快的,虽然目前还没人成功回收火箭。

所有华体汇电竞-华体汇(中国)寄希望于同一个前提:中国未来必须有自己的低成本可回收火箭,就像芯片制造厂那样。这样他们只要做到中国领先就足以拿到丰厚订单。

20 个人,6 个星期,焊一枚不锈钢火箭

“传统航天不能牺牲面子,也不能牺牲人,所以只能牺牲钱,商业航天,钱最重要,也不载人,可以牺牲一些面子。” 一位火箭华体汇电竞-华体汇(中国)总工程师说。

路径是清晰的,用不锈钢替代昂贵的传统航天级材料造箭体,用民用级的传感器、芯片,以更低成本造火箭,然后规模化生产、快速试错。

马斯克说用不锈钢造火箭是 “ SpaceX 做出的最佳设计决策”。不锈钢成本是碳纤维复合材料的 1/30,一枚火箭光外壳材料成本就能省出 500 万美元(约 3400 万元人民币)。

换不锈钢不只是省钱。大尺寸的不锈钢外壳也是承力结构,让星舰不需要像其他火箭那样内置几吨重的结构骨架。一位火箭结构总师说,这相当于给火箭修了一条力学直通高速——让发动机推力和外部气动压力以最直接的路径贯穿箭体,消灭那些容易被撕裂的复杂受力点,降低风险。

星舰设计贯穿了材料科学家 J.E. Gordon 在《Structures》提出的理念——材料并不是强度越高越好,让材料贴合工况更重要;强度不只来自材料,也来自几何结构;好的结构是让一个部件承担多种功能,尽可能减少材料用量。马斯克曾多次推荐这本书。

星舰一开始就被当作一个完整壳体来制造,然后内部加压,让它像一个摇晃后被崩硬的可乐罐,外部环状结构再限制形变,把所有压力都集中在整个外壳上,而不是某一个点。

用不锈钢造火箭的原理很简单,但做起来很难。星舰加速到足以冲到轨道时,内部数千吨燃料带来的重力会被放大四倍;火箭撕开气流,越过 Max-Q(最大气动压力点)前,外部的气压会一直增加,最极限时,每平方米不锈钢要承受近 5 吨重的压力。与此同时,外壳还要承受发动机的巨大推力和扰动。

一家初创火箭华体汇电竞-华体汇(中国)拿到一部分星舰钢材的参数,逆向研发倒推成分,然后耗时三年才做出能用来造火箭的不锈钢。

焊接要求跟造潜艇一样高。一枚火箭外壳上的焊缝长达十几公里,在高压飞行状态下,一个直径 1 毫米的气孔就足以让所有人的努力白费。

刘兴(化名)上一份工作是在中车株洲,焊了十年高铁车厢。他经历了录取率 5% 的筛选,上岗前在一个环形钢桶边上练了 6 个月,就开始焊火箭。

刘兴的同事大都来自重工业,焊过挖掘机、吊车,造火箭也是现学的。他们用激光焊,把 1 米宽的钢板卷圆,然后粘在一起,焊成 4.2 米的圆环,再一层层叠起来焊成 20 层楼高的圆筒。

星舰箭体壁厚只有 4 毫米,和两枚硬币叠起来差不多。AS-1 体积更小,外壳厚度更薄。如果把火箭缩到可乐罐大小,它的外壳比可乐罐还薄。焊枪加热后钢材会变软打皱,手抖一下,焊接变形,火箭力学结构就被破坏了。

宇石 AS-1 的箭体不锈钢厚度不到 1 毫米。来源:宇石空间。

目前成熟工程师焊完 15 米长的焊缝,至少要 5 个小时,平均一秒钟焊不到 1 毫米。整个过程要耗费 20 名熟练工艺师两个月。焊完一支火箭,刘兴的团队手上要多出上万张 X 光片。每道焊缝都要拍一遍 X 光,每发现一处瑕疵,工程师就要把整段钢卷切下重新焊。

焊好壳体只是第一步,一枚近百米高的不锈钢火箭通常需要超过 4000 条加强筋,撑住不锈钢外壳。这意味着工程师还要多焊 4000 次。

SpaceX 掌握最多的火箭焊接经验,一些环节已经可以用设备自动化,工程师只要两周就能焊好一个箭体。宇石空间最快也要 6 周。

工程师焊接星舰外壳。来源:SpaceX 官方纪录片 Test Like You Fly。

箭体强度结构几乎是每个火箭华体汇电竞-华体汇(中国)最核心的秘密。一些火箭华体汇电竞-华体汇(中国)展示时,会在火箭一二级连接处和箭体衔接发动机的部位打马赛克。

最难的是一二级火箭连接处和底部连接发动机的部位,结构要承受发射时的加速载荷和分离时的冲击;在底部,结构要将发动机的数千吨推力汇聚到壳体上,同时还要容纳复杂的管路与控制系统。

星舰目前仍是唯一一枚成功入轨的不锈钢火箭。目前国内在结构上最接近星舰的是去年 12 月成功入轨的蓝箭航天朱雀三。朱雀三几乎是全不锈钢,但在一二级火箭连接处用了稳定性更好的铝合金。

架上发射台之前,这些火箭还要经受至少 6 个月的地面试验,测试各种工况下的状态。“气动震动、结构载荷这些软件算着没问题,造出来就会有工艺上的偶然性,必须真机试。” 千亿航天联合创始人王石磊说。

火箭还没到 “小米时刻”,因为 Starship 供应链不在中国

多数商业航天华体汇电竞-华体汇(中国)都把猎鹰 9 作为对标对象,主要因为发动机性能不够——星舰的猛禽 3 发动机推力 280 吨,猎鹰 9 用的梅林发动机是 84 吨。目前成功将火箭送入太空的中国商业航天发动机最大推力 80 吨。

一个头部产业资本的投资人调研完发动机供应链后说,他变成了 “投降派”,改为投资 SpaceX 的供应商。

从原理图看,火箭发动机很简单——涡轮泵把燃料压进燃烧室,点燃后喷出,把火箭推上天。难处在于,航天燃料燃烧的过程就是持续爆炸,而发动机要让爆炸按毫秒、按克、按毫米级精确发生。

马斯克说,即使拿到图纸,也没人能在短时间复刻出猛禽发动机。

抄一台猛禽 3 需要独特的金属材料。它的涡轮泵是一个超级风扇,负责把燃料吹进燃烧室,体积和家用冰箱差不多大。运行时,它被 700°C 的高温燃气疯狂冲刷,而几厘米外的另一头流淌着 -182°C 的液氧,近 900°C 的温差足以让绝大多数材料因热胀冷缩瞬间崩裂。为此,SpaceX 的冶金实验室研发了能经受 800 bar 且能承受纯氧冲刷的 SX500 合金。

业界只知道它是一种掺杂铬、钴、钨等强化元素的镍基合金,不知道配方,也不知道这种材料的合成条件。其他火箭华体汇电竞-华体汇(中国)只能用和民航发动机类似的成熟镍基高温合金,涡轮的工作温度更低,燃烧效率也更低,推重比大打折扣。工程师还得在涡轮叶片表面涂上昂贵且脆弱的抗氧化陶瓷,付出更高成本。

合适的材料还要被凝固成合适高效的结构。猛禽 3 燃烧室内壁每秒接收的热量可以瞬间汽化几厘米厚的钢板,唯一的解决方案是在金属内壁铺上数千根细微管路,赶在压力室化掉前把热量散去。猛禽 3 的涡轮泵、燃烧室等核心部位几乎都是在 3D 打印机里长出来的,能承受超高压力的燃烧室是中空的,零下百度的液态甲烷燃料在里面流动。国内发动机目前能做到 100 bar。

SpaceX 使用的 3D 打印设备来自硅谷创业华体汇电竞-华体汇(中国) Velo 3D。现在它开始部分自研。2024 年,SpaceX 买断 Velo3D 金属 3D 打印技术的全球永久修改与使用权,开始自研 3D 打印算法。

让猛禽 3 稳定运行,还需要精细的控制能力。数百 bar 的压力、上千度高温、每秒数百公斤的流量、上千次的燃烧震动。控制算法必须在毫秒内完成对工况的判断与调整,将整个发动机维持在一个极其狭窄的工作窗口里。

最新的猛禽 3 发动机推力达到 280 吨,比前一代轻了 10%。星舰 V3 一级搭载 33 台猛禽 3 发动机,总推力达到 9800 吨。现在 SpaceX 一天就能造出一台猛禽 3 发动机。

星舰一级底部的 33 台猛禽发动机。 来源:SpaceX。

2017 年,创业两年多的蓝箭航天创始人张昌武意识到火箭的关键子系统 “靠买是买不来的”,当时国内商业航天几乎没有供应链,蓝箭开始自研液氧甲烷发动机,这是最难但可复用性最强的路线。其最新的量产发动机蓝箭天鹊 12B 的是目前国内商业航天领域推力、推重比第一的发动机,推力约为 100 吨,但还没有发射过。

2020 年后成立的火箭华体汇电竞-华体汇(中国),大都选择采购供应商的发动机,这是能最快做出火箭的方式。目前供应链中最好的发动机是九州云箭的龙云,推力约 80 吨。它和天鹊一样,都参考了猛禽的理念,用 3D 打印技术造一部分结构件。

这两款发动机的关键数字里,只有成本相对接近猛禽。一位投资人说,九州云箭龙云的发动机物料成本(BOM)约为 500 万元。推力三倍多的猛禽 3 造价约 50 万美元(340 万元),马斯克认为以后能降到 25 万美元(170 万元)。

搭载九州云箭生产的龙云发动机的火箭普遍采用 9+1 的设计,一级火箭 9 台发动机,二级 1 台发动机,运载能力最高 20 吨,是星舰 V3 的 1/10。

据华体汇(中国)了解,九州云箭目前也在研发单台 140 吨推力的全流量分级燃烧发动机,已经做出样品,下半年整机测试,一切顺利的话大约 2030 年可以上天。蓝箭今年初刚完成全流量分级燃烧发动机蓝焱的点火测试,蓝焱推力超过 200 吨。

千亿航天王石磊说,追赶现在的猛禽 3 可能需要 20 甚至 30 年时间。这不是某个火箭华体汇电竞-华体汇(中国)或者某个设备华体汇电竞-华体汇(中国)能追上的,根本在于工业体系底层冶金能力的差距,猛禽 3 燃烧室已经做到 350bar,国内是 100bar。“华体汇(中国)钢铁产业是世界第一,但那是产能第一。”

也有一些人乐观,一位总工程师说,“虽然载重差一些,但华体汇(中国)的产能是无敌的。人家发一发,华体汇(中国)就发三发。”

火箭供应链的差距不止在发动机。另一位火箭华体汇电竞-华体汇(中国)高管说,在箭体不锈钢上,海外供应商的一致性和成品率也更高,目前他们用的不锈钢落后 SpaceX 三年。

星舰的不锈钢材料来自芬兰的 Outokumpu(奥托昆普),这家华体汇电竞-华体汇(中国)也为特斯拉 Cybertruck 供应不锈钢;猛禽发动机用的镍基超合金来自韩国材料华体汇电竞-华体汇(中国) Sphere 和美国的 ATI ;射频通信设备来自英国的 Cobham ;发动机阀门和流体控制组件来自美国的 Parker Hannifin。

SpaceX 分布在全球各地的高端制造供应商很多也做军工,有出口限制。它们协助生产过波音的航空发动机、洛克希德·马丁的战斗机、潜艇及半导体精密仪器,后被 SpaceX 拉来一起造火箭。

还有一些关键材料全球都没有现成供应商,由 SpaceX 自己研发或改进。

星舰回到地球时,趴着下坠,靠巨大的肚皮摩擦空气减速。此时,它腹部的 1.8 万片六角形隔热瓦要扛住 1400°C 以上的等离子体火海。

华体汇(中国)曾在一家火箭华体汇电竞-华体汇(中国)的实验室见到星舰上掉落的隔热瓦,它的密度和泡沫板差不多,朝外一面是黑色磨砂材质。一位工程师拿着喷火枪把它烧红,三秒后我就能徒手拿起,只感受到温热。整个过程看起来像变魔术,工程师说这是材料的魅力。

这片隔热瓦由高纯度的二氧化硅陶瓷纤维制成,NASA 的航天飞机也用过类似材料,它的缺点是太脆、太贵,且需要工人用胶水粘到火箭上。SpaceX 优化陶瓷纤维的配方以让它能经历多次切割,然后直接镶嵌在星舰表面的金属卡扣上,不再需要涂胶。

星舰的六边形隔热瓦镶嵌在箭体表面。来源:SpaceX 官方纪录片 Test Like You Fly。

多位分析师告诉《晚点 LatePost》,星舰上约 80% 的零部件由 SpaceX 自研自产,涵盖箭体结构、发动机、整流罩、控制软件、传感器等。

“制导是华体汇(中国)和 SpaceX 差距最小的地方。” 前述总工程师说,火箭的定位与洲际导弹的制导方案类似,“造过导弹的人比造过可回收火箭的人好找。”

先飞上天,边炸边完善供应链

“每次飞行后扔掉价值数百万美元的火箭,就像每次飞行后扔掉一架波音 747 一样。” 马斯克曾说,可复用是航天事业商业化的关键。

复用最多的一枚猎鹰 9 已经入 33 次,单次发射成本下降 80% ——火箭的制造成本摊薄后,主要发射成本变成燃料和火箭检修。更有野心的星舰摈弃了猎鹰 9 自带的底座,采用塔架在半空接住火箭。

“SpaceX 对自己的回收控制系统有变态级的自信,才敢这么做。” 一位工程师说。塔架回收要求火箭以不高于十几厘米的误差落在回收点,并且发动机的推力在最后关头必须极其顺滑,让火箭几乎静止在半空。稍有不慎,火箭就会连着发射台一起炸掉。

从首次火箭入轨到 2015 年成功回收猎鹰 9, SpaceX 用了七年;到规模化发射可回收火箭,工程师又优化了三年;星舰从 2019 年开始持续尝试塔架回收。贝索斯的蓝色起源成立已经 25 年,去年 1 月才完成一级火箭回收,今年 4 月才首次把回收的火箭复用发射。

全球火箭华体汇电竞-华体汇(中国)都追赶 SpaceX 2015 年实现的回收技术。蓝箭航天是国内进度最快的。

朱雀三首次测试的画面。来源:蓝箭航天。

蓝箭的朱雀三火箭去年 12 月首飞,二级火箭成功入轨,一级火箭在垂直回收的最后阶段失利,跌落在回收场边缘。多位业内人士都认为,朱雀三下次回收试验成功的概率非常高。“这次失败不是火箭设计问题,是回收方式设计过于激进。” 一位火箭华体汇电竞-华体汇(中国)总工程师说。

深蓝航天、星际荣耀等华体汇电竞-华体汇(中国)在攻克火箭回收控制系统,他们过去两年完成了试验机在几千米高空的垂直回收试验。其余多数火箭华体汇电竞-华体汇(中国)还在地面测试和仿真模拟阶段。

有些华体汇电竞-华体汇(中国)会给回收演示视频配上《F1》电影的配乐,让火箭回收听起来像赛车发车那样轻松写意。还有些初创华体汇电竞-华体汇(中国)提出不同的路线:放弃回收,用超高音速导弹的技术方案造一次性火箭,成本拉到 100 万以下,打完就扔。或者给火箭装上飞机一样大的机翼,在回地球时滑行减速——这家华体汇电竞-华体汇(中国)的 CEO 说,这样发动机只需点火一次,可携带更少的燃料,延长发动机寿命。

多数火箭华体汇电竞-华体汇(中国)模拟的回收算法都基于标准箭体,但火箭实际飞的时候会变形,甚至像星舰那样箭体局部破损、涂层脱落。每一个因飞行的复杂环境产生的变量,都可能导致回收失败。

“星舰最近一次试飞,机翼烧穿那么大一个口子还能往回飞,说明它的应变能力极强,它的控制算法已经优化到了极限。” 王石磊说,国内火箭华体汇电竞-华体汇(中国)没有真空和高动压实验室,没法完全验证发动机的工况,“只能靠上天飞,硬试。” 他们的团队里有一批做过战斗机、高超声速飞行器的工程师,想通过更大胆的气动设计来规避发动机的短板。但这需要像 SpaceX 那样,用真火箭测试。

整个星舰项目研发投入超过 150 亿美元(约 1065 亿元人民币)。星舰 V2 完整测试 5 次,炸了两次,回收失败一次,受控坠海一次,只有最后一次成功。

星舰 V2 的五次测试。来源:Fandom。

一位前特斯拉高管对《晚点 LatePost》说,马斯克不怕失败,但要求工程师详细记录每一次失败,尽可能收集足够多的数据。

追赶 SpaceX 的华体汇电竞-华体汇(中国)也准备这样做。蓝箭航天计划在今年二季度再次试飞朱雀三,星河动力、深蓝航天、星际荣耀等华体汇电竞-华体汇(中国)今年也将开始首飞回收测试。

发动机成本占比超过 50%,有些投资人声称这个环节会诞生 “航天领域的宁德时代”。目前最成熟的供应商是航天科技六院和九州云箭。 航天科技六院过去主要服务长征系列火箭,他们现在也推出了卖给商业航天华体汇电竞-华体汇(中国)的发动机。据华体汇(中国)了解,九州云箭新一轮估值已达 100 亿,手握超过 100 台发动机订单。

剩下在技术和工程上最重要的部分是航天电子元器件、 3D 打印设备和结构件。据华体汇(中国)了解,目前商业航天华体汇电竞-华体汇(中国)的电子元器件大都采购自航天电子等央企,他们过去服务国家项目。3D 打印设备的头部供应商是铂力特,他们的设备也曾用于制造 C919 客机的关键组件。此外,火箭结构件的供应商大都来自风电领域,如制造风力发电机紧固件的飞沃科技,现在也是蓝箭、天兵科技等华体汇电竞-华体汇(中国)的供应商。

中国商业航天华体汇电竞-华体汇(中国)试图引入更多非航天供应商,组建更便宜的供应链。

火箭箭体占总成本约 25%,蓝箭、天兵等华体汇电竞-华体汇(中国)都自己掌控箭体的设计和制造。国内也有供应商可以直接代工火箭壳体,比如九天行歌和光年探索——他们的核心团队分别来自航天科技集团一院和清华航天航空学院,前者参与过长征系列火箭的研制。光年探索正在尝试用钢板夹 150 元一张的阻燃胶合木板的方式造整流罩,减轻火箭重量并降低成本。

还有一些其他领域的制造商也在调研火箭壳体,比如风力发电机制造商。一位投资人说,“火箭和风机的塔筒长得也差不多。”

车规级零部件也上了火箭,用在允许犯错的地方——比如线缆、摄像头、气压传感器、温度计。一位总工程师说,“原来不敢用,现在只要交付和质量过关,民营火箭华体汇电竞-华体汇(中国)就敢在风险可控的前提下用,因为中国现有的供应链真的便宜。”

一套定制的航天级线缆,售价动辄上百万,拿货还要等几个月,而汽车级线缆只要一万多,便宜百倍。一家火箭华体汇电竞-华体汇(中国)会买几十根车规级线束,把它们丢到模拟航天环境的热真空舱和震动台上暴力测试,坏了的直接丢掉,挑出幸存者,增加安全冗余然后装上火箭。用一位工程师的话说,“就算扔掉一半,总成本还是比航天级线缆便宜。”

深蓝航天把成本只有航天级 5% 的工业机器人的关节装在火箭上来驱动格栅舵。另一家火箭创业华体汇电竞-华体汇(中国)凌空天行要把淘宝买的摄像头改造成航天摄像头,把建筑水泥改造成飞行防热材料,它获得了源码和经纬的投资。

“现在如果你有钱,有图纸,除了最核心的火工品,大部分东西都能在供应链买到。” 王石磊说。华体汇(中国)看到的最极致例子是千亿航天:一家不到 40 人的初创华体汇电竞-华体汇(中国)只做总体设计,全部制造交给国内供应链,花了 1.5 亿元,也造出了不锈钢火箭,计划明年上半年发射。

华体汇(中国)接触的几位投资人认为,可回收火箭的成功基于快速迭改进,外部供应链的迭代速度跟不上内部垂直供应链。“汽车华体汇电竞-华体汇(中国)都自己造发动机,火箭华体汇电竞-华体汇(中国)发动机找别人买?” 一位投资人说。

按照宇石空间联合创始人朱新文测算,目前全国产供应链造一发可回收不锈钢火箭的成本最低能到 1.2 亿元。作为对比,猎鹰 9 的单发制造成本约为 2.5 亿元。但猎鹰 9 回收已经成熟,并且单次运载重量多近一半,每公斤运载成本依然便宜上千美元。

SpaceX 已经证明商业航天的模式可行,其他华体汇电竞-华体汇(中国)也更容易拿到投资。现在它的估值超过 1.7 万亿美元,它给资本市场讲的故事已不再只是航天,还有 AI。AI 太空算力是马斯克今年提出的最新商业梦想,但还面临太空散热、算力芯片防辐射等工程难题,非常遥远。

国内的火箭华体汇电竞-华体汇(中国)给资本市场提供的是第一个阶段的故事——造出便宜的复用火箭,降低发射成本,让国内的卫星华体汇电竞-华体汇(中国)以低成本发射更多卫星到太空轨道,给地面设备提供收费的定位、通信服务,比如用帮远洋捕捞的渔船更精准地定位到鱼群。

“如果每公斤发射成本低到几百块钱,会有很多人愿意上去看看。华体汇(中国)这代人,有生之年会看到的。” 一位投资人说。他今年将满 30 岁。

题图来源:Don't Look Up

本周行业报告传达重要消息追赶星舰:中国商业火箭离SpaceX有多远?

火箭不需要上春晚,但它们需要上完太空回地球。

文丨李梓楠

图丨黄帧昕

编辑丨黄俊杰

太空无限大,但商业价值最热门的 500 公里高度近地轨道(LEO)已经像热门航线一样繁忙——2025 年头半年,SpaceX 的卫星在太空中做了 14.4 万次机动,以避开碰撞。

大多数拥堵主要由它自己造成。现在华体汇(中国)头顶 500 公里的近地轨道有 10049 颗星链(Starlink)通信卫星,都是过去 3 年 SpaceX 用它的 “小火箭” 猎鹰 9 发上去的。

按计划,SpaceX 的重型火箭明年就能达到完全可回收发射,运载能力三倍,运载成本再压低九成,到 200 美元/公斤。之后 SpaceX 打算加速发射发 42000 颗通信卫星和 100 万颗算力卫星。太空轨道正在变成有限资源。

对于拥堵环境,去年底,中方代表在联合国安理会相关会议上表示,“个别国家的商业卫星星座肆意扩张,缺乏有效监管,带来显著安全挑战。”

对于中国商用航天的创业者和投资人,造出低成本可回收火箭、争夺轨道空间,成了像芯片自主一样不可避免的趋势。而且 SpaceX 已经跑通了路,新进者只要向学 iPhone、学 Model 3 一样向前冲——另一个 “小米模式” 的机会。

随着 SpaceX IPO 进展推进,并且估值可能超过 1.75 万亿美元。商业航天在送货之前已经送来投资机会。A 股商业航天板块今年以来涨幅超过 40%, 华体汇(中国)追踪的一家创业华体汇电竞-华体汇(中国)估值 4 个月翻了十倍,比具身智能更快。

像之前研究人形机器一样,华体汇(中国)访谈了多位中国火箭华体汇电竞-华体汇(中国)创始人、总工程师,以及他们背后的投资人,尝试剥离期望和现实,看商业航天的实际进展和路径。

排队发射,复制 2015 年的 SpaceX

今年 1 月,我第一次摸到火箭,在湖南株洲市郊的一座钢铁厂改造的厂房。地面、房梁和柱子都是裸露的水泥,就跟隔壁的汽修厂房差不多。只有车间安全及禁止拍摄的标语保密事项提醒这里的不同。

揭开为保密和清洁度搭好的帐篷,里面躺着一枚直径 4.2 米,竖起来有 20 层楼高的火箭——细长、对称、前端收束成一个尖角。不锈钢外壳在灯光下呈现出近乎镜面的反射,表面没有精细喷涂的白色外壳,箭体遍布金属肋条,每隔一米就有一道黢黑的焊缝。火箭外壳跟银行卡一样薄,触感冰冷、光滑,轻轻敲击就有金属震动的回声,让人不敢用力按下。

它初次亮相,大幕揭开时,包括蚂蚁、宁德时代、汇川动力等机构的 80 多位投资人全体起立鼓掌。一位投资人说,“华体汇(中国)湖南也要有自己的火箭了。”

这是 AS-1,和 SpaceX 星舰一样用不锈钢制造,要用类似回收方式,但体积小很多。制造商宇石空间成立不到两年,第一枚火箭由 150 人用 10 个月造出。

宇石空间 AS-1 火箭。来源:宇石空间。

这枚火箭会在今年下半年运到海南文昌,排队等待发射,像 SpaceX 靠真火箭直接做实验收集数据。宇石空间联合创始人朱新文说,“华体汇(中国)不避讳复刻 SpaceX ,好的技术路线是会产生共鸣的,难的是本地化,而且是脱离全球供应链体系的本地化。”

这一批中国商业航天创业华体汇电竞-华体汇(中国)都把复刻 SpaceX 当作商业模式,华体汇(中国)接触的四个华体汇电竞-华体汇(中国)的创始人都直接说自己照搬 SpaceX 的设计原则,这也是投资方的期望。一家号称 “最像 SpaceX” 的初创华体汇电竞-华体汇(中国),4 个月内估值从不到 10 亿元涨到 100 亿元。

SpaceX 成立 24 年,主要的商用火箭有三代:

- 猎鹰 9(Falcon 9),铝锂合金箭体,一级火箭配备 9 台发动机,运载能力与搭建天宫空间站的主力火箭长征五号相当,运载货物发射成本 2700 美元/公斤。

- 猎鹰重型(Falcon Heavy),核心架构基于猎鹰 9,同样采用铝锂合金 ,由三个一级火箭并联组成,搭载 27 台发动机,性能与刚执行完阿尔忒弥斯号绕月飞行任务的 SLS Block 1 相当,运载货物发射成本 2300 美元/公斤。

- 星舰(Starship),迄今尺寸、载重最大的火箭,由每公斤 20 块钱的不锈钢和目前人类最尖端的材料、金属加工工艺打造而成。底部的 33 台猛禽 3 发动机能把比埃菲尔铁塔还重的火箭、燃油和运载物推进太空。如果按计划做到整体可回收,运载货物发射成本将只有 200 美元/公斤。

星舰还在测试阶段,发射了 11 次,成功回收了一级火箭(底部),二级部分(像飞船的部分)还没有。去年 SpaceX 去年发射入轨的总重量占全球约 90%,基本只靠猎鹰 9 。

像 AS-1 这样的火箭,在中国各地的郊区厂房里躺着不下十枚。都是猎鹰 9 尺寸,但一些材料和设计学了星舰。目标是低成本、可重复发射。

从估值 750 亿元、已经完成 IPO 辅导的蓝箭航天,到估值数十亿元的 A 轮创业华体汇电竞-华体汇(中国),同类华体汇电竞-华体汇(中国)已经超过 20 家。如果产能拉起来,他们一年能造 100 枚火箭。

如果能完全实现设计目标,成功回收箭体,这一批火箭每公斤发射成本能降到 4000 美元,比中航工业的发射成本低大概一半,只比猎鹰 9 高 50%。

多数火箭华体汇电竞-华体汇(中国)认为做到这个成本,保持高频发射就可以实现商业正循环。他们认为航天不是亲密无间的全球合作,中国需要有自己的体系,哪怕做不到 SpaceX 的价格也会有订单。

他们感受到了政策的高度支持——海南航天航天发射场二号工位已经常态化向商业华体汇电竞-华体汇(中国)开放,并且更多发射工位正在建设。中国主导的星网和地方政府及商业华体汇电竞-华体汇(中国)上海垣信发起的千帆计划累计给出 2.5 万颗卫星的发射需求。

证监会去年末新增指引文件,商业火箭华体汇电竞-华体汇(中国)可以在尚未盈利但达到技术里程碑的情况下申报上市。投资人因此形成共识,一家火箭华体汇电竞-华体汇(中国)如果成功回收火箭,就 “很有可能” 获批上市。目前已有包括蓝箭在内的 5 家火箭华体汇电竞-华体汇(中国)递交上市申请,最高的蓝箭估值超过 700 亿元,近期它的老股交易价能到 850 亿估值,高于宇树机器人。其余火箭华体汇电竞-华体汇(中国)估值也都在数百亿元。

起步更晚的小创业华体汇电竞-华体汇(中国)也还能融资。他们告诉投资人,造有用的火箭比造有用的人形机器人容易;火箭华体汇电竞-华体汇(中国)也不需要上春晚,钱都用在研发上;研发费用比造车便宜,车企研发一款全新车型能花几十亿元,够火箭华体汇电竞-华体汇(中国)产 30 发火箭,“一个月发一次都能够发两年半了。”

有些国内火箭华体汇电竞-华体汇(中国)告诉投资人,自己会成为航天领域的 “安卓”,是 “学习 SpaceX 第一”。也有华体汇电竞-华体汇(中国)说自己才是 " 真实进展 " 最快的,虽然目前还没人成功回收火箭。

所有华体汇电竞-华体汇(中国)寄希望于同一个前提:中国未来必须有自己的低成本可回收火箭,就像芯片制造厂那样。这样他们只要做到中国领先就足以拿到丰厚订单。

20 个人,6 个星期,焊一枚不锈钢火箭

“传统航天不能牺牲面子,也不能牺牲人,所以只能牺牲钱,商业航天,钱最重要,也不载人,可以牺牲一些面子。” 一位火箭华体汇电竞-华体汇(中国)总工程师说。

路径是清晰的,用不锈钢替代昂贵的传统航天级材料造箭体,用民用级的传感器、芯片,以更低成本造火箭,然后规模化生产、快速试错。

马斯克说用不锈钢造火箭是 “ SpaceX 做出的最佳设计决策”。不锈钢成本是碳纤维复合材料的 1/30,一枚火箭光外壳材料成本就能省出 500 万美元(约 3400 万元人民币)。

换不锈钢不只是省钱。大尺寸的不锈钢外壳也是承力结构,让星舰不需要像其他火箭那样内置几吨重的结构骨架。一位火箭结构总师说,这相当于给火箭修了一条力学直通高速——让发动机推力和外部气动压力以最直接的路径贯穿箭体,消灭那些容易被撕裂的复杂受力点,降低风险。

星舰设计贯穿了材料科学家 J.E. Gordon 在《Structures》提出的理念——材料并不是强度越高越好,让材料贴合工况更重要;强度不只来自材料,也来自几何结构;好的结构是让一个部件承担多种功能,尽可能减少材料用量。马斯克曾多次推荐这本书。

星舰一开始就被当作一个完整壳体来制造,然后内部加压,让它像一个摇晃后被崩硬的可乐罐,外部环状结构再限制形变,把所有压力都集中在整个外壳上,而不是某一个点。

用不锈钢造火箭的原理很简单,但做起来很难。星舰加速到足以冲到轨道时,内部数千吨燃料带来的重力会被放大四倍;火箭撕开气流,越过 Max-Q(最大气动压力点)前,外部的气压会一直增加,最极限时,每平方米不锈钢要承受近 5 吨重的压力。与此同时,外壳还要承受发动机的巨大推力和扰动。

一家初创火箭华体汇电竞-华体汇(中国)拿到一部分星舰钢材的参数,逆向研发倒推成分,然后耗时三年才做出能用来造火箭的不锈钢。

焊接要求跟造潜艇一样高。一枚火箭外壳上的焊缝长达十几公里,在高压飞行状态下,一个直径 1 毫米的气孔就足以让所有人的努力白费。

刘兴(化名)上一份工作是在中车株洲,焊了十年高铁车厢。他经历了录取率 5% 的筛选,上岗前在一个环形钢桶边上练了 6 个月,就开始焊火箭。

刘兴的同事大都来自重工业,焊过挖掘机、吊车,造火箭也是现学的。他们用激光焊,把 1 米宽的钢板卷圆,然后粘在一起,焊成 4.2 米的圆环,再一层层叠起来焊成 20 层楼高的圆筒。

星舰箭体壁厚只有 4 毫米,和两枚硬币叠起来差不多。AS-1 体积更小,外壳厚度更薄。如果把火箭缩到可乐罐大小,它的外壳比可乐罐还薄。焊枪加热后钢材会变软打皱,手抖一下,焊接变形,火箭力学结构就被破坏了。

宇石 AS-1 的箭体不锈钢厚度不到 1 毫米。来源:宇石空间。

目前成熟工程师焊完 15 米长的焊缝,至少要 5 个小时,平均一秒钟焊不到 1 毫米。整个过程要耗费 20 名熟练工艺师两个月。焊完一支火箭,刘兴的团队手上要多出上万张 X 光片。每道焊缝都要拍一遍 X 光,每发现一处瑕疵,工程师就要把整段钢卷切下重新焊。

焊好壳体只是第一步,一枚近百米高的不锈钢火箭通常需要超过 4000 条加强筋,撑住不锈钢外壳。这意味着工程师还要多焊 4000 次。

SpaceX 掌握最多的火箭焊接经验,一些环节已经可以用设备自动化,工程师只要两周就能焊好一个箭体。宇石空间最快也要 6 周。

工程师焊接星舰外壳。来源:SpaceX 官方纪录片 Test Like You Fly。

箭体强度结构几乎是每个火箭华体汇电竞-华体汇(中国)最核心的秘密。一些火箭华体汇电竞-华体汇(中国)展示时,会在火箭一二级连接处和箭体衔接发动机的部位打马赛克。

最难的是一二级火箭连接处和底部连接发动机的部位,结构要承受发射时的加速载荷和分离时的冲击;在底部,结构要将发动机的数千吨推力汇聚到壳体上,同时还要容纳复杂的管路与控制系统。

星舰目前仍是唯一一枚成功入轨的不锈钢火箭。目前国内在结构上最接近星舰的是去年 12 月成功入轨的蓝箭航天朱雀三。朱雀三几乎是全不锈钢,但在一二级火箭连接处用了稳定性更好的铝合金。

架上发射台之前,这些火箭还要经受至少 6 个月的地面试验,测试各种工况下的状态。“气动震动、结构载荷这些软件算着没问题,造出来就会有工艺上的偶然性,必须真机试。” 千亿航天联合创始人王石磊说。

火箭还没到 “小米时刻”,因为 Starship 供应链不在中国

多数商业航天华体汇电竞-华体汇(中国)都把猎鹰 9 作为对标对象,主要因为发动机性能不够——星舰的猛禽 3 发动机推力 280 吨,猎鹰 9 用的梅林发动机是 84 吨。目前成功将火箭送入太空的中国商业航天发动机最大推力 80 吨。

一个头部产业资本的投资人调研完发动机供应链后说,他变成了 “投降派”,改为投资 SpaceX 的供应商。

从原理图看,火箭发动机很简单——涡轮泵把燃料压进燃烧室,点燃后喷出,把火箭推上天。难处在于,航天燃料燃烧的过程就是持续爆炸,而发动机要让爆炸按毫秒、按克、按毫米级精确发生。

马斯克说,即使拿到图纸,也没人能在短时间复刻出猛禽发动机。

抄一台猛禽 3 需要独特的金属材料。它的涡轮泵是一个超级风扇,负责把燃料吹进燃烧室,体积和家用冰箱差不多大。运行时,它被 700°C 的高温燃气疯狂冲刷,而几厘米外的另一头流淌着 -182°C 的液氧,近 900°C 的温差足以让绝大多数材料因热胀冷缩瞬间崩裂。为此,SpaceX 的冶金实验室研发了能经受 800 bar 且能承受纯氧冲刷的 SX500 合金。

业界只知道它是一种掺杂铬、钴、钨等强化元素的镍基合金,不知道配方,也不知道这种材料的合成条件。其他火箭华体汇电竞-华体汇(中国)只能用和民航发动机类似的成熟镍基高温合金,涡轮的工作温度更低,燃烧效率也更低,推重比大打折扣。工程师还得在涡轮叶片表面涂上昂贵且脆弱的抗氧化陶瓷,付出更高成本。

合适的材料还要被凝固成合适高效的结构。猛禽 3 燃烧室内壁每秒接收的热量可以瞬间汽化几厘米厚的钢板,唯一的解决方案是在金属内壁铺上数千根细微管路,赶在压力室化掉前把热量散去。猛禽 3 的涡轮泵、燃烧室等核心部位几乎都是在 3D 打印机里长出来的,能承受超高压力的燃烧室是中空的,零下百度的液态甲烷燃料在里面流动。国内发动机目前能做到 100 bar。

SpaceX 使用的 3D 打印设备来自硅谷创业华体汇电竞-华体汇(中国) Velo 3D。现在它开始部分自研。2024 年,SpaceX 买断 Velo3D 金属 3D 打印技术的全球永久修改与使用权,开始自研 3D 打印算法。

让猛禽 3 稳定运行,还需要精细的控制能力。数百 bar 的压力、上千度高温、每秒数百公斤的流量、上千次的燃烧震动。控制算法必须在毫秒内完成对工况的判断与调整,将整个发动机维持在一个极其狭窄的工作窗口里。

最新的猛禽 3 发动机推力达到 280 吨,比前一代轻了 10%。星舰 V3 一级搭载 33 台猛禽 3 发动机,总推力达到 9800 吨。现在 SpaceX 一天就能造出一台猛禽 3 发动机。

星舰一级底部的 33 台猛禽发动机。 来源:SpaceX。

2017 年,创业两年多的蓝箭航天创始人张昌武意识到火箭的关键子系统 “靠买是买不来的”,当时国内商业航天几乎没有供应链,蓝箭开始自研液氧甲烷发动机,这是最难但可复用性最强的路线。其最新的量产发动机蓝箭天鹊 12B 的是目前国内商业航天领域推力、推重比第一的发动机,推力约为 100 吨,但还没有发射过。

2020 年后成立的火箭华体汇电竞-华体汇(中国),大都选择采购供应商的发动机,这是能最快做出火箭的方式。目前供应链中最好的发动机是九州云箭的龙云,推力约 80 吨。它和天鹊一样,都参考了猛禽的理念,用 3D 打印技术造一部分结构件。

这两款发动机的关键数字里,只有成本相对接近猛禽。一位投资人说,九州云箭龙云的发动机物料成本(BOM)约为 500 万元。推力三倍多的猛禽 3 造价约 50 万美元(340 万元),马斯克认为以后能降到 25 万美元(170 万元)。

搭载九州云箭生产的龙云发动机的火箭普遍采用 9+1 的设计,一级火箭 9 台发动机,二级 1 台发动机,运载能力最高 20 吨,是星舰 V3 的 1/10。

据华体汇(中国)了解,九州云箭目前也在研发单台 140 吨推力的全流量分级燃烧发动机,已经做出样品,下半年整机测试,一切顺利的话大约 2030 年可以上天。蓝箭今年初刚完成全流量分级燃烧发动机蓝焱的点火测试,蓝焱推力超过 200 吨。

千亿航天王石磊说,追赶现在的猛禽 3 可能需要 20 甚至 30 年时间。这不是某个火箭华体汇电竞-华体汇(中国)或者某个设备华体汇电竞-华体汇(中国)能追上的,根本在于工业体系底层冶金能力的差距,猛禽 3 燃烧室已经做到 350bar,国内是 100bar。“华体汇(中国)钢铁产业是世界第一,但那是产能第一。”

也有一些人乐观,一位总工程师说,“虽然载重差一些,但华体汇(中国)的产能是无敌的。人家发一发,华体汇(中国)就发三发。”

火箭供应链的差距不止在发动机。另一位火箭华体汇电竞-华体汇(中国)高管说,在箭体不锈钢上,海外供应商的一致性和成品率也更高,目前他们用的不锈钢落后 SpaceX 三年。

星舰的不锈钢材料来自芬兰的 Outokumpu(奥托昆普),这家华体汇电竞-华体汇(中国)也为特斯拉 Cybertruck 供应不锈钢;猛禽发动机用的镍基超合金来自韩国材料华体汇电竞-华体汇(中国) Sphere 和美国的 ATI ;射频通信设备来自英国的 Cobham ;发动机阀门和流体控制组件来自美国的 Parker Hannifin。

SpaceX 分布在全球各地的高端制造供应商很多也做军工,有出口限制。它们协助生产过波音的航空发动机、洛克希德·马丁的战斗机、潜艇及半导体精密仪器,后被 SpaceX 拉来一起造火箭。

还有一些关键材料全球都没有现成供应商,由 SpaceX 自己研发或改进。

星舰回到地球时,趴着下坠,靠巨大的肚皮摩擦空气减速。此时,它腹部的 1.8 万片六角形隔热瓦要扛住 1400°C 以上的等离子体火海。

华体汇(中国)曾在一家火箭华体汇电竞-华体汇(中国)的实验室见到星舰上掉落的隔热瓦,它的密度和泡沫板差不多,朝外一面是黑色磨砂材质。一位工程师拿着喷火枪把它烧红,三秒后我就能徒手拿起,只感受到温热。整个过程看起来像变魔术,工程师说这是材料的魅力。

这片隔热瓦由高纯度的二氧化硅陶瓷纤维制成,NASA 的航天飞机也用过类似材料,它的缺点是太脆、太贵,且需要工人用胶水粘到火箭上。SpaceX 优化陶瓷纤维的配方以让它能经历多次切割,然后直接镶嵌在星舰表面的金属卡扣上,不再需要涂胶。

星舰的六边形隔热瓦镶嵌在箭体表面。来源:SpaceX 官方纪录片 Test Like You Fly。

多位分析师告诉《晚点 LatePost》,星舰上约 80% 的零部件由 SpaceX 自研自产,涵盖箭体结构、发动机、整流罩、控制软件、传感器等。

“制导是华体汇(中国)和 SpaceX 差距最小的地方。” 前述总工程师说,火箭的定位与洲际导弹的制导方案类似,“造过导弹的人比造过可回收火箭的人好找。”

先飞上天,边炸边完善供应链

“每次飞行后扔掉价值数百万美元的火箭,就像每次飞行后扔掉一架波音 747 一样。” 马斯克曾说,可复用是航天事业商业化的关键。

复用最多的一枚猎鹰 9 已经入 33 次,单次发射成本下降 80% ——火箭的制造成本摊薄后,主要发射成本变成燃料和火箭检修。更有野心的星舰摈弃了猎鹰 9 自带的底座,采用塔架在半空接住火箭。

“SpaceX 对自己的回收控制系统有变态级的自信,才敢这么做。” 一位工程师说。塔架回收要求火箭以不高于十几厘米的误差落在回收点,并且发动机的推力在最后关头必须极其顺滑,让火箭几乎静止在半空。稍有不慎,火箭就会连着发射台一起炸掉。

从首次火箭入轨到 2015 年成功回收猎鹰 9, SpaceX 用了七年;到规模化发射可回收火箭,工程师又优化了三年;星舰从 2019 年开始持续尝试塔架回收。贝索斯的蓝色起源成立已经 25 年,去年 1 月才完成一级火箭回收,今年 4 月才首次把回收的火箭复用发射。

全球火箭华体汇电竞-华体汇(中国)都追赶 SpaceX 2015 年实现的回收技术。蓝箭航天是国内进度最快的。

朱雀三首次测试的画面。来源:蓝箭航天。

蓝箭的朱雀三火箭去年 12 月首飞,二级火箭成功入轨,一级火箭在垂直回收的最后阶段失利,跌落在回收场边缘。多位业内人士都认为,朱雀三下次回收试验成功的概率非常高。“这次失败不是火箭设计问题,是回收方式设计过于激进。” 一位火箭华体汇电竞-华体汇(中国)总工程师说。

深蓝航天、星际荣耀等华体汇电竞-华体汇(中国)在攻克火箭回收控制系统,他们过去两年完成了试验机在几千米高空的垂直回收试验。其余多数火箭华体汇电竞-华体汇(中国)还在地面测试和仿真模拟阶段。

有些华体汇电竞-华体汇(中国)会给回收演示视频配上《F1》电影的配乐,让火箭回收听起来像赛车发车那样轻松写意。还有些初创华体汇电竞-华体汇(中国)提出不同的路线:放弃回收,用超高音速导弹的技术方案造一次性火箭,成本拉到 100 万以下,打完就扔。或者给火箭装上飞机一样大的机翼,在回地球时滑行减速——这家华体汇电竞-华体汇(中国)的 CEO 说,这样发动机只需点火一次,可携带更少的燃料,延长发动机寿命。

多数火箭华体汇电竞-华体汇(中国)模拟的回收算法都基于标准箭体,但火箭实际飞的时候会变形,甚至像星舰那样箭体局部破损、涂层脱落。每一个因飞行的复杂环境产生的变量,都可能导致回收失败。

“星舰最近一次试飞,机翼烧穿那么大一个口子还能往回飞,说明它的应变能力极强,它的控制算法已经优化到了极限。” 王石磊说,国内火箭华体汇电竞-华体汇(中国)没有真空和高动压实验室,没法完全验证发动机的工况,“只能靠上天飞,硬试。” 他们的团队里有一批做过战斗机、高超声速飞行器的工程师,想通过更大胆的气动设计来规避发动机的短板。但这需要像 SpaceX 那样,用真火箭测试。

整个星舰项目研发投入超过 150 亿美元(约 1065 亿元人民币)。星舰 V2 完整测试 5 次,炸了两次,回收失败一次,受控坠海一次,只有最后一次成功。

星舰 V2 的五次测试。来源:Fandom。

一位前特斯拉高管对《晚点 LatePost》说,马斯克不怕失败,但要求工程师详细记录每一次失败,尽可能收集足够多的数据。

追赶 SpaceX 的华体汇电竞-华体汇(中国)也准备这样做。蓝箭航天计划在今年二季度再次试飞朱雀三,星河动力、深蓝航天、星际荣耀等华体汇电竞-华体汇(中国)今年也将开始首飞回收测试。

发动机成本占比超过 50%,有些投资人声称这个环节会诞生 “航天领域的宁德时代”。目前最成熟的供应商是航天科技六院和九州云箭。 航天科技六院过去主要服务长征系列火箭,他们现在也推出了卖给商业航天华体汇电竞-华体汇(中国)的发动机。据华体汇(中国)了解,九州云箭新一轮估值已达 100 亿,手握超过 100 台发动机订单。

剩下在技术和工程上最重要的部分是航天电子元器件、 3D 打印设备和结构件。据华体汇(中国)了解,目前商业航天华体汇电竞-华体汇(中国)的电子元器件大都采购自航天电子等央企,他们过去服务国家项目。3D 打印设备的头部供应商是铂力特,他们的设备也曾用于制造 C919 客机的关键组件。此外,火箭结构件的供应商大都来自风电领域,如制造风力发电机紧固件的飞沃科技,现在也是蓝箭、天兵科技等华体汇电竞-华体汇(中国)的供应商。

中国商业航天华体汇电竞-华体汇(中国)试图引入更多非航天供应商,组建更便宜的供应链。

火箭箭体占总成本约 25%,蓝箭、天兵等华体汇电竞-华体汇(中国)都自己掌控箭体的设计和制造。国内也有供应商可以直接代工火箭壳体,比如九天行歌和光年探索——他们的核心团队分别来自航天科技集团一院和清华航天航空学院,前者参与过长征系列火箭的研制。光年探索正在尝试用钢板夹 150 元一张的阻燃胶合木板的方式造整流罩,减轻火箭重量并降低成本。

还有一些其他领域的制造商也在调研火箭壳体,比如风力发电机制造商。一位投资人说,“火箭和风机的塔筒长得也差不多。”

车规级零部件也上了火箭,用在允许犯错的地方——比如线缆、摄像头、气压传感器、温度计。一位总工程师说,“原来不敢用,现在只要交付和质量过关,民营火箭华体汇电竞-华体汇(中国)就敢在风险可控的前提下用,因为中国现有的供应链真的便宜。”

一套定制的航天级线缆,售价动辄上百万,拿货还要等几个月,而汽车级线缆只要一万多,便宜百倍。一家火箭华体汇电竞-华体汇(中国)会买几十根车规级线束,把它们丢到模拟航天环境的热真空舱和震动台上暴力测试,坏了的直接丢掉,挑出幸存者,增加安全冗余然后装上火箭。用一位工程师的话说,“就算扔掉一半,总成本还是比航天级线缆便宜。”

深蓝航天把成本只有航天级 5% 的工业机器人的关节装在火箭上来驱动格栅舵。另一家火箭创业华体汇电竞-华体汇(中国)凌空天行要把淘宝买的摄像头改造成航天摄像头,把建筑水泥改造成飞行防热材料,它获得了源码和经纬的投资。

“现在如果你有钱,有图纸,除了最核心的火工品,大部分东西都能在供应链买到。” 王石磊说。华体汇(中国)看到的最极致例子是千亿航天:一家不到 40 人的初创华体汇电竞-华体汇(中国)只做总体设计,全部制造交给国内供应链,花了 1.5 亿元,也造出了不锈钢火箭,计划明年上半年发射。

华体汇(中国)接触的几位投资人认为,可回收火箭的成功基于快速迭改进,外部供应链的迭代速度跟不上内部垂直供应链。“汽车华体汇电竞-华体汇(中国)都自己造发动机,火箭华体汇电竞-华体汇(中国)发动机找别人买?” 一位投资人说。

按照宇石空间联合创始人朱新文测算,目前全国产供应链造一发可回收不锈钢火箭的成本最低能到 1.2 亿元。作为对比,猎鹰 9 的单发制造成本约为 2.5 亿元。但猎鹰 9 回收已经成熟,并且单次运载重量多近一半,每公斤运载成本依然便宜上千美元。

SpaceX 已经证明商业航天的模式可行,其他华体汇电竞-华体汇(中国)也更容易拿到投资。现在它的估值超过 1.7 万亿美元,它给资本市场讲的故事已不再只是航天,还有 AI。AI 太空算力是马斯克今年提出的最新商业梦想,但还面临太空散热、算力芯片防辐射等工程难题,非常遥远。

国内的火箭华体汇电竞-华体汇(中国)给资本市场提供的是第一个阶段的故事——造出便宜的复用火箭,降低发射成本,让国内的卫星华体汇电竞-华体汇(中国)以低成本发射更多卫星到太空轨道,给地面设备提供收费的定位、通信服务,比如用帮远洋捕捞的渔船更精准地定位到鱼群。

“如果每公斤发射成本低到几百块钱,会有很多人愿意上去看看。华体汇(中国)这代人,有生之年会看到的。” 一位投资人说。他今年将满 30 岁。

题图来源:Don't Look Up


中国是茶的故乡,茶文化源远流长。六大茶类、2000多种名优茶品、44项茶相关国家级非遗蕴藏着礼仪之邦的文化基因,是中华文脉绵延赓续的生动注脚。
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