陳藍：千帆星座邁出歷史一步，中國商業航天有機會超越SpaceX嗎？

【文/觀察者網專欄作者 陳藍】

2024年8月6日必將成為中國航天史上又一個重要日子。中國自己的巨型低軌星座邁出了大規模組網建設的第一步。下午14時42分，我國在太原衞星發射中心使用長征六號改運載火箭，成功將千帆極軌01組衞星發射升空，衞星順利進入預定軌道，發射任務獲得圓滿成功。

8月6日14時42分，我國在太原衞星發射中心使用長征六號改運載火箭，成功將千帆極軌01組衞星發射升空，衞星順利進入預定軌道，發射任務獲得圓滿成功。新華社

千帆星座由上海垣信衞星科技有限公司規劃建設，計劃通過15000顆衞星向全球用户提供低延時、高速率及高可靠性的寬帶衞星互聯網服務。這18顆星是其一代衞星的第一批次發射。

按國際電聯（ITU）規定，申請到衞星頻軌資源後，需要在2年內完成10%的衞星部署，5年內完成50%，7年內完成全部部署。垣信計劃到明年底完成648顆一代星發射，實現區域網絡覆蓋。然後再化兩年時間完成648顆二代衞星組網，實現全球網絡覆蓋。2030年底前，最終完成這個巨型星座的建設。

千帆星座只是中國目前規劃的超萬星的巨型星座之一。已經向國際電聯申請的巨型星座還有星網和藍箭鴻鵠星座。馬斯克的星鏈發射高度依賴獵鷹九號的重複使用，花了5年多時間到目前也只發射了6000多顆星。那麼，我們有能力在規定時間內完成數萬顆衞星的發射嗎？

答案在於火箭的複用，即可回收火箭。如果這些衞星都用一次性火箭發射，不僅需要巨大的火箭產能，其成本也將是不可承受之重，以致服務失去競爭力。

可回收火箭是巨型星座倒逼下唯一的選擇。所幸，我們的可回收火箭已經呼之欲出！

6月23日，航天科技八院抓總研製的可重複使用運載火箭在酒泉完成了國內首次10公里級垂直起降飛行試驗，全面驗證了3.8米直徑箭體結構、大承載着陸緩衝技術、大推力強變推可複用發動機技術、雙低温增壓輸送技術、返回着陸的高精度導航制導控制技術及健康監測技術，為後續70公里級垂直起降試驗及2025年實現4米級重複使用運載火箭首飛奠定了技術基礎。3.8米箭體直徑、140噸起飛質量均創中國可回收火箭記錄。值得一提的是，此次試驗採用了民企九州雲箭研製的三台深度變推液氧甲烷“龍雲”發動機。

航天科技八院可複用火箭十公里級回收飛行試驗航天科技

與此同時，民企藍箭航天也在緊鑼密鼓地準備十公里級可回收火箭試飛。藍箭年初進行過一次成功的可回收火箭試驗，發射質量創下國內記錄。但不到半年就被八院超越。即將進行的十公里試驗如果成功，藍箭將追平八院，再次取得國內領先地位。國企和民企同場競爭、你追我趕，倒真是從未見過之新氣象。即使在十年前，這也是無法想象的。不知不覺中，中國航天已經進入了一個新時代。

除了這兩次分別由國家隊和民商火箭公司完成的高規格試驗，自2016年起，中國多款可回收試驗火箭就已經進行了頻繁的飛行試驗。

翎客航天算是中國最早探索可回收火箭的先驅。這家2014年註冊、號稱中國首家的民營航天公司早在2016年便實現了實驗火箭的繫留懸停飛行。2018年初，在進行300多次繫留飛行後，其RLV-T3小型實驗火箭實現了中國首次可回收火箭的自由飛行和着陸。2019年3月27日、4月19日、8月10日，翎客航天的RLV-T5實驗火箭在青海冷湖成功進行了高度20米、40米和300米的垂直飛行和回收。

不過，RLV-T5也只是一枚質量1.5噸、採用酒精燃料的小型火箭。翎客航天採用電泵甲烷發動機的RLV-T6亞軌道可回收火箭的研製自2022年以來似乎已陷入困境。如果沒有新的投資，出生草根、頑強堅持多年的翎客航天將會成為死在沙灘上的先烈。但作為先驅，它依然值得我們尊敬。

翎客航天RTV-T5 300米回收飛行試驗翎客航天

第二個進入公眾視野、研製可回收火箭的公司是深藍航天。2021年7月23日，深藍航天星雲-M試驗箭在陝西銅川試驗基地完成了首次垂直起降自由飛行，高度十米，實現了液氧煤油可回收火箭零的突破。同年10月13日，星雲-M又完成了完成百米級試飛。2022年5月6日，同一枚火箭三度發射，圓滿完成公里級試飛和回收，創下當時國內可回收火箭高度記錄。

不過，星雲-M只是縮比試驗箭，三次飛行後即完成使命。深藍航天目前的重點已轉到了3.35米直徑的星雲一號。星雲一號全尺寸一子級高空和百公里級回收即將展開。今年年底，星雲一號將在海南商業發射場進行軌道首飛，實現入軌即回收，從而成為中國第一枚軌道級可回收火箭，非常值得期待！

深藍航天星雲-M公里級回收飛行試驗深藍航天

2023年11月2日，星際榮耀雙曲線二號液氧甲烷複用驗證箭在酒泉衞星發射中心點火升空，51秒後安全着陸，飛行最大高度178米。一個多月後的12月10日，該火箭實現了復飛，飛行高度達到了343米。雙曲線二號是國內首枚直徑3.35米的全尺寸回收試驗箭。在星際榮耀小固體火箭一連串失敗後，這兩次成功大大增強了業界對其中型液體火箭雙曲線三號的信心。

星際榮耀雙曲線二號回收飛行試驗星際榮耀

2024年1月19日，藍箭航天VTVL-1試驗箭在酒泉衞星發射中心點火起飛，飛行高度約350米。飛行約60秒後，火箭着陸平穩，落點準確，試驗取得圓滿成功，為即將進行的十公里級回收試飛奠定了基礎。這枚不鏽鋼試驗箭直徑3.35米，質量50.3噸，推力80噸，創下當時國內最大可回收火箭紀錄。

藍箭航天VTVL-1試驗箭成功回收藍箭航天

中國可回收火箭自由飛行高度記錄科工力量自制

2024年1月26日, 航天科工快舟VTVL試驗箭成功進行了起降測試。該箭採用自研10噸級鳴鳳-1開式甲烷發動機。但這是一次起飛高度只有約10米的繫繩飛行，和競爭對手相比，差距還很大。

航天科工快舟VTVL試驗箭回收飛行試驗（繫繩）航天科工

此外，航天科技一院“孔雀”驗證飛行器、中科宇航垂直回收驗證飛行器、星河動力“智神星一號”大型可回收液體火箭的縮比驗證平台“火鳥一號”分別在2020年9月、2023年1月和2023年7月進行了低空試飛。但它們都使用了航空發動機，嚴格説並不是火箭。

航天科技一院“孔雀”驗證飛行器航天科技

中科宇航垂直回收驗證飛行器海上回收飛行試驗中科宇航

星河動力火鳥一號驗證平台試驗飛行軌跡圖星河動力

總結一下，到目前為止，中國已經有一家公司實現了十公里級火箭發射和回收，四家實現了低空回收，四家實現了繫繩或航發驅動飛行及回收。這九家公司中，只有3.5家是國企（中科宇航為混合制公司）。這是中國航天史上，第一次出現民企引領的局面。

事實上，規劃有可回收火箭的公司不止以上九家，還有天兵科技、東方空間、空天引擎、箭元科技等也在摩拳擦掌，不久也會加入回收試驗俱樂部。從年底起，我們將會陸續看到星雲一號、智神星一號、天龍三號、朱雀三號、雙曲線三號、力箭二號、引力二號、元行者一號、長征六號X、長征十號等一系列軌道級可回收火箭的問世。獵鷹九號和星艦孤獨求敗的日子很快就要結束了。

再來比較一下美國的情況。

美國是可回收火箭的真正先驅。1993年8月18日，麥道DC-X試驗火箭便實現了垂直起飛和着陸。經過升級的型號DC-XA達到的最大高度是3.14公里。1996年7月31日，DC-XA在着陸時傾倒墜毀。這個項目從此畫上了句號。以DC-XA為基礎放大的型號參加了NASA X-33單級入軌航天運輸系統的競標，但未能中標。

麥道DC-X試飛NASA

十多年後，NASA開始扶植商業航天。2006到2009年，NASA舉辦了一個登月艙挑戰賽。前後有八個團隊（公司）參加了競賽，但只有4個團隊的6個小火箭進行了競賽飛行。犰狳航天和馬斯滕空間兩個公司最後得獎。然後，就沒有然後了。

NASA登月艙挑戰賽部分火箭NASA

馬斯克是真正實現火箭回收複用的第一人。獵鷹九號一級、重型獵鷹助推器回收已經非常成熟。複用最多的助推器已經實現了22手復飛。雖然星艦至今仍未能實現一二級回收，但二級十公里級試飛回收三年前就已經獲得成功。星艦實現全箭回收複用應該只是時間問題。可以預見，星艦回收一旦成功，發射費用將再次大幅下降，從而加快人類走向星辰大海的步伐。SpaceX在火箭回收複用方面的領先地位一時無法撼動。

SpaceX獵鷹九號海上着陸SpaceX

SpaceX星艦測試飛行SpaceX

亞馬遜老闆貝佐斯的藍源公司擁有世界上第一款實用化的垂直起降火箭 - 新謝潑德號，因為它在2015年11月就實現了垂直着陸，比獵鷹九號還早了一個月。它也是唯一的單級全複用亞軌道載人火箭。在近9年時間裏，它發射了26次。2022年9月22日，新謝潑德2號火箭創下第9飛的記錄，但不幸失事墜毀，至今未恢復元氣。自去年年底復飛以來，它只進行了兩次飛行。發射次數少導致成本高居不下，亞軌道太空旅遊市場和這款火箭的前景不容樂觀。

新謝潑德號着陸Blue Origin

美國火箭實驗室的電子號是一款成功的小型火箭。它也一直在嘗試回收和複用。從2020年底開始，它已經多次用傘降海上濺落方式成功回收了第一級。但空中回收，即用直升機空中鈎住降落傘的方式，始終沒有取得完全成功。由於濺落衝擊和海水腐蝕，電子號復飛所需的檢修和維護比垂直動力着陸麻煩得多。到目前為止，火箭實驗室只實現了一台發動機的復飛。回收成功近四年後，第一級整級復飛依然沒有時間表。

電子火箭空中回收嘗試火箭實驗室

美國可回收火箭經歷三十多年的發展，最終結成正果的只有SpaceX一家。藍源和火箭實驗室雖然實現了複用和部分複用，但每年回收次數寥寥無幾，對行業發展幾無影響，完全不是SpaceX的對手。而傳統航天巨頭如波音、洛馬幾十年來乏善可陳，幾乎放棄了可回收火箭的研製。美國可回收火箭目前就是SpaceX一家獨大的局面。

比較中美兩國可回收火箭發展狀況，我們發現在技術方案和實施路徑上，中美差異不大，中國基本上就是摸着獵鷹九號在過河。但在產業格局和市場環境上，兩國則差異很大。

我們必須承認，SpaceX十多年前在可回收火箭上的突破改變了世界航天發展的進程，影響極為深遠。人類探索火箭複用技術半個多世紀，除了航天飛機這個不算成功的嘗試，其他數十個項目無一結成正果。馬斯克的激進創新一開始也並不為人看好。火箭垂直着陸長期以來一直被視為難度最大的着陸方式，幾乎無人敢於嘗試。但獵鷹九號成功了。實事求是地説，在航天技術重大創新方面，SpaceX依然遙遙領先。

因此，我們在目前階段採用跟隨戰略是完全正確的，它可以讓我們避開許多別人踩過的坑，少走彎路，提高效率。沒有必要重複發明輪子。

另一方面，中國的航天產業格局是，兩大國有航天集團非常強大，而民商航天企業數量眾多，多家頭部公司實力相當，沒有出現美國SpaceX一家獨大的“準壟斷”局面。所以，這個市場必然更卷，競爭更激烈，淘汰率更高。與很多西方經濟學家的斷言相反，強大的國企和眾多民企同場競爭的結果是，中國在可回收火箭的發展上更接近完全競爭市場。理論上，這樣的市場將會產生資源配置最合理、生產效率最高、最能滿足需求、社會效益也最大的產品。

事實上，由於中國強大的產業鏈優勢，專業分工更細、市場更開放、生態也更強大，中國火箭研製已經形成了不同於SpaceX垂直整合的模式。舉例説，航天科技八院的十公里試驗箭破天荒地使用了民商航天九州雲箭的龍雲液氧甲烷發動機。而天兵科技的天龍二號第一級則使用了國家隊航天科技六院的YF-102煤油發動機。航天馭星等商業測控公司承擔了幾乎所有民營火箭的發射測控。來自全球最高效供應鏈的高性價比商用器件更是被大量使用。這是美國不具備的條件。通過這樣的優化配置，做到比SpaceX更低的發射成本不是夢想。

當然，無論是中國國內可回收火箭的競爭，還是中美的競爭，目前才剛剛開始。SpaceX等了十多年，現在終於等來了真正的對手。今後四五年將精彩紛呈，中國的三大巨型星座後期巨大的發射量必然要依靠可回收火箭來完成。我們將看到新的實力玩家脱穎而出，也會看到不少公司被殘酷淘汰。

中國進入可回收火箭領域，將是繼獵鷹九號實現火箭複用後世界航天發展一個新的里程碑，也許會成為大規模太空開發的重要開端。這樣的例子發生過，那就是智能電動汽車。馬斯克的激進創新造就了特斯拉，但有望打敗燃油車的不是特斯拉，而是中國。中國雖然是跟隨者，但強大的產業鏈基礎和捲到極致的完全競爭市場，使得中國電動車市場在全球範圍內一騎絕塵、遙遙領先,在很多技術領域也已經超越特斯拉。

歷史會重演嗎？中國商業航天有機會超越SpaceX嗎？我們將拭目以待。

千帆競渡，百舸爭流，星辰大海競自由。中華民族已經錯過了太多的東西，不能再錯過太空。所以，我們來了！

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