商业火箭头部公司已然浮现，谁会成为中国的SpaceX？

【文/观察者网专栏作者 陈蓝】

今年是中国商业火箭取得突破性进展的一年。天兵科技天龙二号成为国内民营液氧煤油入轨第一箭，蓝箭航天朱雀二号成为世界上甲烷入轨第一箭，极大地提振了民营航天的信心。中国商业航天进入了以液体火箭为主角的下半场。

另一方面，固体火箭的步伐也没有停止。星际荣耀复飞成功，星河动力七战七捷，中科宇航一箭26星，东方空间正在紧锣密鼓地准备世界上最大固体火箭的轨道发射。这一盛况甚至让仅有SpaceX一枝独秀的美国商业航天也相形见绌。

SpaceX二十年来的成功经验有很多。但笔者认为最重要的可能是以下几条：

首先，SpaceX很早就将火箭复用作为发展方向，因为这是降低发射成本、航天大规模应用的唯一途径。这一点几乎是所有商业火箭公司的共识和共同目标，这里就不展开了。

第二，SpaceX从一开始就确定了液体火箭的技术路线，同时选择了自研发动机的研制方式。这是当时初创航天公司中是不多见的。“动力先行”一直是中国航天的座右铭。发动机对火箭的重要性怎么强调都不过分。商业航天虽然强调效率和成本控制，但也必须遵循科学，遵循火箭研制的内在规律和底层逻辑。前面已经说过，自研液体火箭已经成为中国商业航天的共识。而SpaceX在20年前就做对了这第一件事。

第三，SpaceX坚持“少而精”的发动机发展策略，20年只研制了两大系列发动机。它的前10年专注于梅林这一款发动机，不断优化改进衍生出多款性能优越的真空和海平面发动机，现有版本发动机推力比初版提升2.5倍！猛禽发动机也遵循了相同的发展轨迹，通过不断提高室压，在发动机自重基本不变的情况下，推力从185吨提升到了269吨。虽然这已属顶级技术，但真正在驱动的是结果导向的底层商业逻辑。

第四，它选择了甲烷作为星舰动力系统的燃料，研制了猛禽这款世界唯一的全流量分级燃烧火箭发动机。这也是商业航天的底层逻辑所决定的。既然复用是降低发射成本最根本的方式，那么选择最适合复用的甲烷做燃料便天然合理。此外，相比煤油，甲烷还可以实现全流量分级燃烧，可以前所未有地压榨发动机的性能，无疑也非常符合商业逻辑。SpaceX肯定权衡过甲烷机的难度、风险和开发周期。从猛禽目前的表现看，这个决策基本上已获成功。

你可能已经注意到，上述四条中三条都和发动机相关。的确，在航空航天领域，动力永远是第一位的，所谓力大飞砖、大力出奇迹等。只要动力问题解决，其他问题，无论是各种构型，还是火箭回收，都会迎刃而解。我下节还会详述。

事实证明，SpaceX的绝大多数选择都是正确的，迄今为止它没有走过太多弯路。它是中国商业航天的榜样，也是最好的参照系。

火箭研制的内在规律：动力先行、厚积薄发

SpaceX取得现在的成就不是偶然的。尊重客观规律、持之以恒地向动力系统研发倾斜是它的成功秘诀之一。

火箭作为一种高复杂性、高可靠性、高精密性的系统集成产品，其研制过程是复杂的系统工程。影响火箭研制周期的主要因素包括动力系统的研制、全箭的总装和测试，以及配套基础设施的建设等。如果涉及新技术和新工艺，则更需要长时间的验证和反复优化。这是火箭研制的基本规律。火箭研制最困难的部分从来都不是理论设计，而是工程实现。所以，不管是什么类型的火箭，如果从发动机开始自主研制的话，周期都是很长的，因为发动机通常就是影响火箭研制周期的关键。

相比固体发动机，液体火箭发动机无论是结构还是工艺更为复杂。一款新型的液体发动机从开始立项到投产使用，期间需要反复经历“设计-制造-总装-试车-设计优化-制造-总装-试车-设计优化……”的循环。设计的优化需要底层数据，底层数据只能通过地面试车或者飞行试验来获取，而设计优化的实现往往又需要新工艺的配合，新工艺的摸索又需要时间来验证。

在单台发动机的性能和稳定性通过充分验证后，火箭企业还需要通过子级动力系统试车来验证多台发动机之间的协调性和一致性，以及增压输送系统的合理性和可靠性。由于火箭动力系统和结构等其他系统是深度耦合、相互影响的关系，在动力系统得到验证后，还需要通过多种测试，进一步验证动力系统和其他系统之间的匹配性，包括一系列的接口管理、震动管理和受力分析等，过程中则需要通过设计或工艺上的优化和调整，不断对火箭进行调试，这也是一个相对漫长的过程，进一步拉长了火箭的研制周期。

从行业规律来看，一款液体火箭发动机从立项研制到达到成熟状态，需要近10年的时间。以SpaceX的梅林发动机为例，发动机从开始研制到首次飞行验证（用于猎鹰一）耗时6年，从开始研制到应用于成熟型号（猎鹰九）耗时10年。梅林发动机在首飞验证后又用了近10年时间反复迭代更新，才达到目前的成熟稳定状态。

下面是全球范围内已进行过轨道发射（按首飞时间排列，含失败）的商业火箭。可见动力系统研制方式对研制周期的重大影响。自研液体发动机到成熟普遍需要10年左右的时间。

· 猎鹰一号（SpaceX）：煤油，发动机自研，研制周期约6年（2002-2008）

· 猎鹰九号（SpaceX）：煤油，沿用猎鹰一号发动机，研制周期约5年（2005-2010）

· 电子号（Rocket Lab）：煤油，发动机自研，研制周期约7年（2012-2018）

· 朱雀一号（蓝箭航天）：固体，发动机外采，研制周期约1年（2017-2018）

· 双曲线一号（星际荣耀）：固体，发动机外采，研制周期约2.5年（2017-2019）

· 谷神星一号（星河动力）：固体，发动机部分外包，研制周期约2.5年（2018-2020）

· 力箭一号（中科宇航）：固体，发动机外采，研制周期约3年（2019-2022）

· 朱雀二号（蓝箭航天）：甲烷，发动机自研，研制周期约8年（2016-2023）

· 人族一号（Relativity Space）：甲烷，发动机自研，研制周期约8年（2015-2023）

· 天龙二号（天兵科技）：煤油，发动机外采，研制周期约2年（2021-2023）

· 星舰-超重（SpaceX）：甲烷，发动机自研，研制周期约11年（2012-2023）

正是因为液体火箭发动机研制周期漫长、投入巨大，基于一型发动机进行长时间的反复优化和验证，不断挖掘发动机的性能，同时提高可靠性，厚积薄发，也已成为航天发动机的基本研制规律。

在SpaceX率先实现火箭复用并做出了大幅降低发射费用的示范后，可回收火箭都成为了商业火箭公司的最终目标。国内头部商业火箭公司也无一例外地选择了液体火箭这条路线，但实现途径略有不同，比如固液并进、以固养液（星河动力、星际荣耀、中科宇航），或专注液发、稳步推进（蓝箭），又或借力加速、跨越发展（天兵科技）。但归根结底，都要尊重液体火箭研制的内在规律。关键依然是火箭的核心配套系统（动力系统）。事实上，可复用动力系统需要更多的时间来达到所需的成熟度和可靠性。这也是SpaceX梅林和猛禽两款发动机给予我们的宝贵经验。

SpaceX 猛禽发动机点火测试

机遇和挑战

中国商业航天经过近十年发展，正在渐入佳境，但面临的挑战也巨大。到目前为止，商业火箭还没有进入主流的大中型商业卫星市场，还没有一家商业火箭公司实现盈利并真正开始商业运营，市场占有率微不足道。国内商业火箭公司目前仍处于发展初期，商业航天整体市场和国内外大环境还有很大的不确定性，技术上也和SpaceX差距巨大。

我们要认识到这个差距，但也应该看到前面巨大的机遇。从历史的角度看，商业航天可能是二十一世纪最大的风口。而航天越来越成为中美两国的游戏，我们已经在商业航天领域做到了第二。此外，中国经济依然长期看好、商业航天市场正在成型、中国政府产业政策（包括商业航天）具有延续性和长期执行能力、中国民营企业蕴含巨大潜能，我们没有理由不乐观。

未来，中国商业航天头部公司中必定也会出现像SpaceX那样的巨头。谁会成为中国的SpaceX？那就要看企业领导人的远见、毅力和定力。只要遵循火箭产品的底层逻辑和火箭研制的内在规律，坚持不懈，就一定会取得成功。

这个历史性的机遇不仅是留给创业者和企业的，也是留给资本和投资者的。未来十年，依然会是中国商业航天发展的黄金期。对资本来说也一样，只要充分理解火箭研制的底层逻辑和内在规律，就能洞察到企业的本质和真正的能力，就能抓到机会。参照SpaceX对商业航天公司进行估值也许也是个聪明的做法。中国商业航天的发展需要资本的支持，这也是资本在“后房地产时代”应该做的正确事情。

人类进入太空已经半个多世纪，但最好的时代刚刚到来。再过十年，我们今天盘点的中国商业火箭先行者们还都会安好吗？历史的发展往往超过我们的想象力。也许，我们有机会见证奇迹的发生。