浅谈商业航天发射成本：“刷一枚火箭”到底多贵

在人类征服太空进程中,商业航天愈发被视为重要力量。

世界范围看,美国太空探索技术公司(SpaceX)占据全美发射市场的大半壁江山,计划2024年完成144次飞行,实现每2.8天发射一次,达到“垄断级”领先。在中国,受《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015—2025年)》政策鼓励,商业航天经历7年“磨炼”,同样发展快速。据统计,2023 年已执行的 53 次航天发射任务中,商业运载火箭执行了 近10次,呈飞速发展趋势。

商业航天“驶入”快车道,重要动力源自商业卫星应用需求的爆发式增长。以遥感和通信卫星为主流的中低轨卫星星座建设,已经被视为能够带来巨大经济和社会价值的“太空金矿”,日益受到各国和商业太空公司的关注。正如SpaceX“星链计划”对于通信服务的颠覆,华为mate60系列卫星电话,对于手机功能扩展的“遥遥领先”。

从商业角度来看商业航天火箭,首先是运载火箭要安全可靠,能够确保卫星入轨,不能“打水漂”;而另外一个重要因素则是发射成本必须可控,毕竟经济利益永远是商业行为的底层逻辑。一个卫星星座建设的成本约50%都是火箭发射成本,发射一颗卫星的价格,甚至可能比研制一颗卫星的价格还贵。

那么当前商业航天经济账怎么算,“刷一枚火箭”到底有多贵?

透视商业航天“带货”成本

在全球发射市场,想要太空“带货”,需要那么“亿点点”实力。

运载火箭的商业本质是太空物流,收费也与物流行业类似,按运送重量每公斤收费,要发的卫星多,还可以直接包整箭。所以决定一只火箭售价最主要的因素是火箭的运载能力,根据火箭运载能力大小不同,每个火箭的整箭价格也不同。因此,国内外航天界将运载火箭单位载荷价格作为关键性价比指标,即发射一公斤载荷所需费用,作为核心成本计算和对比依据。

表1 国外主流运载火箭发射服务价格汇总表

注:本表格数据来源于《中国航天》整理的中国长城工业集团有限公司和北京航天长征科技信息研究所,此外均选取各自火箭对应其发射场的最大运载能力进行分析。

从上述发射价格表格中可以看到的规律是:一是运载能力大的火箭可以摊薄单位发射成本,中大型运载火箭是市场的主力;二是“可回收技术”能够进一步降低火箭发射成本。

影响火箭发射价格的,除了火箭自身的生产成本外,还包括火箭运输、发射场租、测控等费用。因此,降低火箭发射成本也是一个“系统工程”:除了提升火箭工业化批量制造水平,让火箭从“工艺品”变成“工业品”之外,还需合理布局火箭从生产到发射的流线,提高经济性。

事实上,国内商业航天企业已经开始围绕“箭体降本、运载降本、发射降本”等目标,积极提升中国商业航天高性价比发射能力,以此推动航天产业发展、助力建设航天强国。

中国自己的商业航天经济账

在如何实现商业航天发射降本这一问题上,国内的商业航天企业很早就开始未雨绸缪,拿出了不同解决方案。为此,东方空间副总师表示,要提升火箭发射的经济效益,不能只是系统局部的降本,而是在整个发射任务阶段都能降低支出。

以东方空间为例,在面向未来卫星客户大规模组网需求时,从火箭设计、生产、贮存、发射实施等环节,给出了多项有针对性的解决方案,形成“引力”系列独有的一站式便捷发射体系,让发射任务的经济性得到充分保障。

如东方空间引力一号中型运载火箭,在设计时瞄准近地轨道运载能力6.5吨,通过大运载能力实现了规模效益,摊薄了单位发射成本,较以往小型运载火箭降低50%以上。此外,东方空间还在研制引力二号中大型运载火箭,运载能力将高达17吨,进一步将成本降低至SpaceX水平。国内商业航天在降成本的路径上踏实而有稳健的迈进。

另外,依托东方航天港、东方空间火箭总装集成测试中心及相关基础设施,可实现“出厂即进场”,水平总装厂房、垂直总装厂房、登船港口距离仅约5公里,这意味着以往火箭转运几百公里甚至上千公里的距离被急剧缩短,将以往长达2周的转运过程缩短到1天即可,极大的减少了物流时间、物流成本、箭体包装及恢复时间,发射经济型进一步提升。

同时,东方空间采用海上发射模式,依托我国海工装备制造基础卓越,发射船资源相对丰富,采用租赁形式执行发射任务,在平常无发射任务时可进行海上风机、货物的运输,高效利用资源。

在可预见的未来,通过一站式便捷发射体系的建立,中国商业航天企业必将拿出更为经济性的商业航天发射方案,达成运力两端的双赢局面,真正实现商业火箭常态化发展,让无数航天梦想都能触手可及不仅是预期,更是一个即将到来的现实,有力加速中国在太空领域的探索步伐。