今晚,SpaceX终于将迎来“星舰”的第一次完全组合体发射。这是新发射系统的首次重大测试。如果成功,这将是马斯克将人类带到火星等遥远目的地的一个重要里程碑
作为一种完全可重复使用的运输系统,SpaceX星舰(Starship)能将宇航员和货物运送到地球轨道、月球、火星等地。它由两部分组成,高度达120米(大约40层楼),一级助推器“超重”(Super Heavy)高度约69米,配备多达33台第二代海平面版猛禽发动机,液氧/甲烷推进剂,每台推力204吨。上面级“星舰”(Starship)高度约50米,配备3台海平面版猛禽发动机、3台真空版猛禽发动机。
(资料图)
未来,星舰可能还会“长高”大约10米,再加3台真空版猛禽发动机。
(点击以下视频号内容,了解星舰更多信息,内容来源于油管博主@特斯拉中文信息汇总)
不到实施发射任务的一刻,“星舰”能否成功测试,目前谁也没有答案,但可以确定的是,难度异常。马斯克曾表示,星舰飞船首次发射成本约30亿美元(约合人民币206亿元),成功与否的概率就像抛硬币。
更抓马的是,就在前不久,隶属于维珍集团的维珍轨道,因发射任务失败率较高、融资困难、载荷能力和可靠性较低等原因,陷入持续的亏损中,创始人理查德·布兰森也拒绝进一步为其提供资金。维珍轨道不得不在本月申请破产保护,并进入破产程序中。
那么,为何SpaceX要冒着如此巨大的风险和成本,去打造这样一个庞然大物呢?它背后的生意逻辑是什么呢?在火箭发射行业中,还有哪些其他的头部玩家呢?他们又如何竞争和合作?本文将从需求侧、供给侧两个角度,来分析火箭发射行业的生意经。
需求侧:各应用多点开花,卫星互联网如火如荼
火箭作为人类进入太空的主要载具,决定着一个国家进入、利用和控制太空的能力,是航天领域的核心基础,也是各国现代科技发展水平和综合国家的重要标志。
随着航天技术的发展、商业案例的陆续落地,火箭发射行业面临着多样化和巨大化的需求。一方面,太空旅行、太空挖矿、深空探测等将对未来运载火箭提出了更多需求;另一方面,以卫星互联网为代表的卫星大规模应用,对航天发射的需求急剧增加,成为当前航天发射市场的主力军。
(1)太空旅行、太空挖矿、深空探测
2021年,维珍银河、蓝色起源、SpaceX先后完成各自首次载人太空商飞,维珍银河“团结”号、蓝色起源“新牧羊人”号分别提供高度80公里、100公里的亚轨道观光服务,SpaceX则提供高度575公里的绕地飞行服务,其中SpaceX在2021年9月16日发射的“灵感4”,是人类首次将完全由平民组成的宇航机组人员送入太空。
顾名思义,太空旅行是指将普通民众作为游客,送入太空进行短暂停留或观光,这是一种新兴的商业航天服务。太空旅行的目标客户是富有且热爱冒险的群体,他们愿意为体验太空环境和欣赏地球美景,而支付高昂的费用。目前,太空旅行的价格从20万美元到5500万美元不等,取决于飞行高度、时长和服务内容。据预测,到2030年,全球太空旅行市场规模将达到30亿美元。
太空挖矿则通过“找矿-探矿-占矿-采矿-返回”五个阶段,开发和利用小行星上丰富的太空矿产资源,商业价值相当可观。
据估计,小行星带中有数百万颗小行星,其中约有1.5万颗接近地球轨道。这些小行星中可能含有金、银、铂、钯、铁、镍、钴等稀有金属和贵重元素,以及水、氢、氧等可用于制造火箭燃料和生命支持系统的物质。一些小行星上的资源价值甚至超过了整个地球的GDP。
例如,一颗名为“16 Psyche”的小行星,据估计其金属价值高达7万亿美元,相当于地球上所有的货币总和。
太空挖矿的技术难度、成本非常高,目前还处于探索阶段。但是,一些国家和公司已经开始布局这一领域,例如美国、中国、日本、印度等国家都曾发射过小行星探测器,而SpaceX、蓝色起源、行星资源、深空工业等公司都有太空采矿的计划和愿景。
深空探测指对太阳系以外的天体,进行观测和研究的活动,是人类对宇宙的最高层次的探索。深空探测的目标是揭示宇宙的起源、结构、演化和命运,寻找外星生命的可能性,拓展人类的认知边界。深空探测的难点在于距离过远、信号衰减、环境复杂等因素,需要更强大的火箭、更先进的仪器和更精密的控制。 目前,人类已经发射了多个深空探测器,例如旅行者1号、旅行者2号已飞出太阳系,分别成为第一个、第二个进入星际空间的人造物体;开普勒太空望远镜已发现超4000颗系外行星;詹姆斯·韦伯太空望远镜于2021年12月发射,能观测到宇宙最早期的恒星和星系。
以上三种应用都是对未来运载火箭提出了更高的要求,例如更大的载荷能力、更高的可重复使用性、更低的发射成本等,这些应用是火箭发射行业长期而稳定的需求源泉。
(2)卫星互联网:对航天发射市场需求急剧增加
卫星互联网指利用卫星网络,提供全球范围内无缝覆盖的互联网接入服务,是解决地面网络覆盖不足、提高网络速度和质量、实现数字鸿沟缩小等问题的有效途径。卫星互联网有以下几个优势:
-覆盖范围广:卫星互联网可以覆盖地球上任何地方,包括偏远地区、海洋、极地等地面网络难以到达或成本过高的地方。
-传输速度快:卫星互联网可以利用光纤、激光等技术,实现高速的数据传输,甚至超过地面网络。
-部署成本低:卫星互联网只需要在轨道上部署卫星和在地面上安装终端,不需要铺设大量的地面基础设施,节省了时间和资金。
-应用场景多:卫星互联网可以为各种行业和领域提供网络服务,例如航空、航海、军事、教育、医疗、农业、灾难救援等。
卫星互联网的市场潜力巨大,据预测,到2030年,全球卫星互联网市场规模将达到420亿美元。
目前,卫星互联网的主要玩家有SpaceX的“星链”、亚马逊的“库佩尔”、OneWeb、泰来斯阿尔尼亚的“欧洲卫星互联网”、中国的“鸿雁”等。这些玩家都有自己的卫星网络规划和发射计划。
例如,SpaceX计划发射42000颗卫星;亚马逊计划发射3236颗卫星;OneWeb计划发射648颗卫星等;中国航天科工集团计划研发的“鸿雁”,将由300颗低轨道卫星组成,可为全球提供实时数据通信、综合信息服务,这也是目前全球唯一能和星链计划相抗衡的通信领域发展计划,预计投入达200亿元。
因此,这些卫星网络的建设对火箭发射行业提出了巨大的需求。据统计,2020年全球共发射了1144颗卫星,其中有近一半是由SpaceX发射的“星链”卫星。预计到2025年,全球每年将有超过2000颗卫星发射。
此外,由于轨道高度低、寿命短、更新快等原因,这些卫星需要定期更换和补充。据估计,每年需要发射约3000颗新卫星来维持这些网络的正常运行。
综上所述,从需求侧来看,火箭发射行业面临着多元化、增长化的市场需求。各类应用对火箭发射能力、频率、成本等方面都提出了更高的要求。这也为供给侧带来了机遇和挑战。
供给侧:国家和公司并驾齐驱,竞争与合作并存
火箭发射行业的供给侧主要由两类玩家构成,一类是国家机构,一类是商业公司。
国家机构通常拥有较强的技术实力、资金支持和政策优势,但也受制于政治、军事和外交等因素。商业公司则具有较高的创新能力、市场敏感度和灵活性,但也面临着技术壁垒、资金压力和法规限制等问题。这两类玩家在火箭发射行业中既存在竞争,也存在合作。
(1)国家机构:技术领先、政策支持、战略导向
国家机构是火箭发射行业的传统主力,也是技术领先者。目前,全球有11个国家或地区拥有自主发射能力,分别是美国、俄罗斯、中国、欧盟、日本、印度、以色列、伊朗、朝鲜、巴西和韩国。其中,美国、俄罗斯和中国是火箭发射的三大强国,占据了全球火箭发射市场的绝大部分份额。
这些国家或地区都有自己的航天机构或组织,例如美国的NASA、俄罗斯的罗斯科斯莫斯、中国的国家航天局、欧盟的ESA、日本的JAXA、印度的ISRO等。这些机构或组织负责规划、执行各自国家或地区的航天计划和项目,包括火箭发射。
这些国家或地区都有自己的火箭发射系统或平台,例如美国的德尔塔、阿特拉斯、猎鹰、安塔雷斯、电子等;俄罗斯的联盟、质子、安加拉、德涅普尔等;中国的长征、快舟、银河、海鹰等;欧盟的阿丽亚娜、维加、索伊兹-斯图克斯等;日本的H-IIA/H-IIB/H3、Epsilon等;印度的PSLV/GSLV/GSLV Mk III等。
火箭发射产业同时也都受到政府的政策支持、战略导向,例如美国将太空视为新战场,推动太空军事化和太空探索;俄罗斯将太空视为重要资源,推动太空利用和太空合作;中国将太空视为新高地,推动太空开发和太空治理;欧盟将太空视为新机遇,推动太空创新和太空竞争。这些政策和战略不仅影响了各国或地区的火箭发射技术、能力的发展,也影响了各国或地区在火箭发射市场上的竞争和合作的态度和方式。
(2)商业公司:创新突破、市场导向、灵活多变
商业公司是火箭发射行业的新兴力量,也是创新引领者。
目前,全球有数十家商业火箭公司,其中最具代表性的有SpaceX(美国)、蓝色起源(美国)、火箭实验室(美国/新西兰)、维珍轨道(美国)、Relativity Space(美国)、Astra(美国)、火箭公司(中国)、i-Space(中国)、蓝箭航天(中国)、星河动力(中国)等。
这些商业公司旗下火箭发射系统或平台包含:SpaceX的猎鹰9号、猎鹰重型、星舰等;蓝色起源的新谢泼德、新格伦等;火箭实验室的电子等;维珍轨道的LauncherOne等;Relativity Space的Terran 1等;Astra的Rocket 3.0等;火箭公司的快舟11号等;i-Space的星际一号等;蓝箭航天的朱雀二号等;星河动力的银河一号等。
这些商业公司都具有较高的创新能力、市场敏感度和灵活性。
Astra开发了可移动式发射平台,提高了发射便捷性和安全性。
在国内火箭发射企业中,火箭公司开发了固体运载火箭技术,提高了发射效率和稳定性;i-Space开发了液体运载火箭技术,提高了发射性能和可控性;蓝箭航天开发了液氧甲烷运载火箭技术,提高了发射环保性和经济性;星河动力开发了液氧煤油运载火箭技术,提高了发射可靠性和适应性。
这些商业公司都受到市场需求、竞争的驱动。
火箭公司、i-Space、蓝箭航天、星河动力等都是中国商业火箭公司的代表,他们在国家政策的支持下,积极参与国内外的火箭发射市场,与国有企业和外国公司竞争。
与市场机会对应的是,这些玩家也面临着技术壁垒、资金压力和法规限制等问题,例如火箭技术的复杂性、风险性,导致技术开发的难度、高昂的成本;火箭市场的不确定性、竞争性,导致资金回收的困难、利润空间的压缩;火箭行业的敏感性、战略性导致法律法规的严格和变化。
总之,商业公司是火箭发射行业的新兴力量和创新引领者,他们具有较高的创新能力、市场敏感度和灵活性,但也面临着技术壁垒、资金压力和法规限制等问题。他们在火箭发射行业中既存在竞争,也存在合作。
火箭发射行业前景广阔,机遇与挑战并存
火箭发射行业是一个有门槛的蓝海行业,同时也充满着变数。它受到各种因素的影响,包括需求侧和供给侧。
从需求侧来看,火箭发射行业面临着多元化和增长化的市场需求,各类应用对火箭发射能力、频率、成本等方面都提出了更高的要求;从供给侧来看,火箭发射行业由两类玩家构成,一类是国家机构,一类是商业公司。
国家机构是技术领先者和市场主导者,他们拥有强大的技术实力、资金支持和政策优势,但也受制于政治、军事和外交等因素。例如NASA曾给与SpaceX系列扶持,包括但不限于技术报告和专利、大量合同和资金、派驻到SpaceX的核心技术人员等。
商业公司是新兴力量和创新引领者,他们具有较高的创新能力、市场敏感度和灵活性,但也面临着技术壁垒、资金压力和法规限制等问题。
国家机构和商业公司在火箭发射行业中,既存在竞争,也存在合作。
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