星河動力入川,研發低成本火箭掘金商業航天
星河動力入川,研發低成本火箭掘金商業航天

發展商業航天需要解決哪些痛點?

星河動力入川,研發低成本火箭掘金商業航天

近年來,商業航天產業布局開始加速。5月31日,獵鷹9號搭載著馬斯克旗下SpaceX研發的龍飛船進入太空,4天后,星鏈計劃第八批60顆衛星成功發射。


而在國內,國家發改委4月首次將「衛星互聯網」納入新基建范圍,民營航天企業迎來了新的發展機遇。6月5日,四川簡陽舉行了2020年重大產業化項目集中簽約儀式,簽約金額達到了371億元。其中就有知名火箭企業星河動力,將在位于簡陽的空天產業功能區推進新一代商業運載火箭的創新研發。而星河動力引入四川的背后,也有著矽谷加速器的身影。

如今,航天這項以往只有「國家隊」才能實現的工作,已經成為一批民企進入的賽道。那么,目前國內發展商業航天面臨哪些突出的行業痛點?未來產業有哪些發展方向?如何根據行業趨勢來發展成都的衛星互聯網產業?


就此,天虎科技采訪了星河動力創始人、CEO劉百奇以及矽谷加速器執行董事、北航四川校友會副會長李輝。


誰能成為中國的SpaceX?


2014年國家首次鼓勵民間資本參與國家民用空間基礎設施建設,中國商業航天的大門就此打開。隨后,中國誕生了星際榮耀、藍箭航天、星河動力等商業火箭企業,以及天儀研究院、九天微星、微納星空、銀河航天等商業衛星企業。據統計,目前我國商業航天企業數量超過160家,涉及到A股公司超過15家。隨著商業航天模式的驗證以及新基建的紅利,國內的商業航天賽道迎來了快速發展期。


劉百奇畢業于北京航空航天大學,在2008年博士畢業后留校任教3年,主要研究飛行器的導航系統。2011年任職中國運載火箭技術研究院,從事飛行器總體設計和航天領域發展戰略研究。2015年,隨著國家對于民營資本進入航天產業的開放,劉百奇身邊有不少同事選擇進入民營企業。而他則用了兩年的時間,審慎梳理了企業戰略規劃、發展目標和技術路線之后,和幾位合伙人共同創建了星河動力。


(星河動力CEO 劉百奇)


在劉百奇看來,近來新基建的火爆、衛星航天產業逐漸下沉,以及民營企業的紛紛入局,是產業發展階段的必然產物。


在此前,衛星發射是「國家隊」負責的重點任務,其中涉及了大量的技術以及人力物力,但隨著工業級小衛星的批量化制造成為可能、可重復使用火箭技術的出現以及有效載荷技術的進步,衛星產業的成本逐漸下降,這使得越來越多的商業企業開始涉足其中。


劉百奇認為:「國內衛星互聯網現在面臨的最大挑戰還是成本過高,衛星和火箭的成本居高不下,產能也不能滿足衛星互聯網建設的需求。如何在不損失可靠性的前提下降低成本、提高產能就成為了其中的關鍵。這并不意味著對于舊模式的簡單復制粘貼,而是需要基于技術創新進行大幅降本增效。」對于目前的衛星互聯網產業來說,誰先破解實現衛星的低成本發射問題,誰就可能在行業中成為先行者,這也正是星河動力入局的根本原因。


中金公司近日發布了《商業航天,誰能成為中國的SpaceX?》報告。根據測算,目前獵鷹9號的單次發射價格約為主要競爭對手的1/2,單位質量發射成本僅為主要競爭對手的1/3至1/2;SpaceX的每顆星鏈衛星的成本已經低于50萬美元,遠低于其他同樣級別的衛星價格.


據悉,我國也已經發布了類似的衛星互聯網計劃,也需要發射大批量的衛星,但我國目前的火箭均為一次性次使用,組網和后續維護的發射成本較高。面對產能和需求之間的差距,提高火箭產能、研發可重復使用火箭成為國內發展衛星互聯網產業亟需破解的瓶頸。



(星河動力可重復使用液體運載火箭——智神星一號渲染效果圖)


盡管國內民營火箭的運載能力有待提高。但多數商業航天企業依然選擇了SpaceX的發展路徑,希望成為「中國版SpaceX」。


商業航天背后的思考和邏輯


和大多數商業航天企業的研究路徑相同,星河動力始終致力于新一代低成本、高可靠商業運載火箭的研究,進而實現火箭的可回收以及降低發射成本。劉百奇希望,可以做到將每顆百公斤級業務星的制造成本以及發射成本壓縮至2000萬元人民幣以內。


星河動力的核心產品及服務分兩條路徑,一是「谷神星」系列小型固體運載火箭發射服務;二是「智神星」系列中型重復使用液體運載火箭發射服務。


星河動力用「大巴車」和「出租車」來比喻公司研發的中型重復使用液體運載火箭和小型固體運載火箭,中型液體運載火箭載荷較大,單次發射可攜帶的衛星數量更多,適合星座組網發射;小型固體運載火箭運力較小,但是發射快捷,適合星座的單星補網。目前,星河動力計劃在9月實現小型固體運載火箭的首飛。


(星河動力固體運載火箭——谷神星一號)


星河動力目前擁有90余名員工,70%的員工有10年以上航天領域工作經驗,平均年齡在35歲左右,全都處于航天一線。目前重復使用液體運載火箭的研制同步進行中,星河動力計劃2022年完成中型液體運載火箭首飛,2023年實現火箭一級垂直回收,屆時星河動力可望成為全球范圍內第二家掌握可回收液氧/煤油運載火箭技術的民營企業。


成都空天產業功能區位于簡陽,在2017年被納入成都市66個產業功能區,定位為「成都高端裝備及智能制造基地」,隨著新基建的大潮來臨以及成都東部新區的建設不斷加快,成都開始愈發重視在空天產業相關的布局。在本次星河動力與簡陽簽約完成后,星河動力將在簡陽進行新一代商業運載火箭的創新研發項目,借助成都地區高端裝備制造產業基礎,星河動力和相關方將通過垂直整合,構建碳纖維復材、高溫合金3D打印等商業火箭配套產業鏈,大幅度降低量產成本,建立競爭優勢。


成都應抓住窗口期,打造商業航天高地


隨著研究的進行,團隊也面臨著一些問題:公司成立于北京,盡管擁有眾多的高校人才資源以及專家,但是問題就在于用人成本居高不下,貼近產業的人才獲取相對困難,不利于發展商業航天產業集群。


在劉百奇看來,四川本身具有較為完整的空天產業鏈,隨著成都東部新區的確立,簡陽空天產業功能區的地位也得到了進一步的提高,還有就是人才優勢,北航、哈工大、西工大等工信部所屬7所高校在川校友就超過3萬人,再加上位于成都的電子科技大學、四川大學等高校的人才供給,為成都的空天產業發展進一步奠定了基礎。


除此之外,近年來成都市大力擁抱新技術和新經濟,不論是對于政府還是市場來說,接納空天產業的可能性和發展空間都更大。成都空天產業功能區的專業性也給劉百奇留下深刻印象:「他們從來沒有把我們當做網紅企業,而是從技術方向、團隊建設等方面做了近一年的調研,甚至細化到煤油和甲烷的路線之爭,他們更專業,看得更長遠。」


「成都是一座適合生活也適合創業的城市,在航空航天方面具有非常雄厚的產業基礎,還有對創新技術的包容和理解,這就是我們最終選擇落地成都的根本原因。」他說道。


作為星河動力的投資方,元航資本創始合伙人張志勇有一個觀點:由于航天領域本身具有的高科技、帶動效應強勁的特點,在當下形成了新的創業熱點。但在兩三年之內,商業航天領域特別是航天器制造領域的早期投資窗口將逐漸關閉。這是因為航天產業的特殊性帶來的,一是由于行業內人才資源更為寶貴,人才培養需要更長周期;二是商業航天前期投入大、回報周期長;三是資本壁壘效應明顯,后來的投資者投資效率和作用會明顯降低而風險會大大增加;最后是由于商業航天本身的特點,賽道的容納度低。


矽谷產業加速器執行董事李輝表示,目前商業航天在國內仍然是新興產業,正處于「群雄并起」的階段,國家衛星互聯網計劃是商業航天產業最主要的推手,將會推動衛星制造、火箭發射及衛星服務產業格局發生顛覆性變革,這也是四川的機會。


李輝注意到成都在此前已經有一些關于衛星互聯網的產業布局,電子科技大學在通訊和微波技術方面有顯著優勢,由此孵化出一大批衛星應用領域相關企業,已經具備了一定的產業優勢,但基本都專注于衛星航天的地面通訊的相關應用,在衛星互聯網建設所急需的衛星制造和發射入軌能力方面幾乎是空白。「衛星互聯網千億級建網費用,其中近一半是衛星發射,我們投星河動力,首先就是要解決產業鏈所急需的低成本入軌能力問題。」


矽谷產業加速器在商業航天產業鏈構建方面有個整體計劃,李輝表示:衛星互聯網建設還有兩個關鍵問題,一是具備自主升軌能力的輕量化衛星平臺技術,可以成倍降低建網成本;二是通訊技術方面的技術創新,主要是激光通訊載荷和相控陣天線,數量級提升帶寬能力。


矽谷產業加速器是根據衛星互聯網的頂層設計入手對整個產業鏈進行垂直整合,每個技術方向的確定都是和業內頂級專家進行了充分的討論,所選項目都是瞄準網絡建設的瓶頸問題,從性能達標和成本可控兩個維度進行平衡,后面將與地方政府合作,與相關產業伙伴一起打造一個創新載體,以創新應用場景建設為牽引,以創新商業模式垂直整合國內外創新資源,快速形成商業火箭發射、衛星關鍵載荷、衛星快速AIT、衛星應用系統及終端的研發及產業能力,通過產業聯動和創新技術推動核心載荷的重量、體積、功耗、成本成倍降低,在「性能達標、成本可控」的前提下實現衛星輕量化目標,大幅降低衛星制造、發射及整個網絡的建設成本,為國家衛星互聯網建設提供支撐。



天虎科技  溫彥博  羅曙馳

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