12月23日上午10點,寒風中的東風商業航天創新實驗區,一聲“點火”令下,長征十二號甲(以下簡稱長十二甲)火箭底部噴薄出巨大的火焰,直刺蒼穹。
這枚白色箭體在天空中劃出的軌跡備受矚目:首飛任務能否同時實現“發射成功、回收成功”?
據新華社報道,長征十二號甲遙一運載火箭二子級進入預定軌道,一子級未能成功回收,飛行試驗任務獲得基本成功。
當國內低軌星座建設如火如荼,一枚大運力、低成本、高可靠的火箭成為卡住萬億級市場咽喉的瓶頸之一。長十二甲的首飛,標志著由“國家隊”主導的可回收火箭技術正式加入戰局,試圖叩開那扇通往低成本、高頻次、“航班化”發射時代的大門。
首飛結果再次印證了火箭可復用之路的坎坷,“前輩”如獵鷹9號、新格倫號、朱雀三號等首戰回收也均未成功。按照計劃,2026年“國家隊”還將有一枚5米級可重復使用火箭首飛。不過,也有聲音指出,在攻關可回收技術之外,優先確保新型火箭的可靠性與交付能力也十分重要。
例如,朱雀三號、長征十二號甲以及天兵科技旗下的天龍三號、中科宇航旗下的力箭二號等,均屬于大運力液體火箭,可承載發射更多衛星載荷,這同樣是“萬星計劃”加速組網的現實需求。朱雀三號、長征十二號甲首飛任務已驗證了其入軌能力。
如果說商業航天是一座藏著萬億級市場的富礦,可重復使用運載火箭能否成為開啟這一礦藏的鑰匙?
全球低軌衛星的“圈地戰”已經打響。國內的國網星座、千帆星座等“萬星計劃”要加速組網,關口之一便在于優化發射與運維成本,衛星批產制造與火箭重復使用兩大技術由此成為業內的著力點。
目前,國內承運衛星互聯網低軌衛星的火箭主要包括長六改、長八甲、長十二等,這些火箭大都為近年首飛的新型火箭,從中不難看出當下商業火箭的研發脈絡:降低綜合成本、實現高頻次發射、有效提升運載能力,與可重復使用運載火箭大運力、低成本、短周期的特點相得益彰。
銀河航天直接參與我國衛星互聯網低軌衛星的研制,該公司公共事務總經理徐穎向《每日經濟新聞》記者(以下簡稱“每經記者”)表示:“商業航天在政策支持、技術突破、市場需求的共同驅動下,萬億級的市場正蓄勢待發。”
行業需求側爆發在望,運載端的突破備受期待。
“推動航天的技術突破要有‘十年磨一劍’的態度,任何重大的技術發展都不是一帆風順的,需要持續打磨產品,相信長期主義。”徐穎說,未來,隨著在火箭研制與技術接口標準化、聯合仿真、發射流程優化等方面展開進一步深化合作,行業應當加大技術創新力度、提高市場核心競爭力,共同加速發展新質生產力,抓住太空新基建時代機遇。
前不久首飛入軌的朱雀三號,以及今日發射的長征十二號甲,均是首飛即開展回收試驗,國內運載端正在商業化之路上加速追趕。
朱雀二號改進型遙二運載火箭發射升空 新華社發(汪江波攝)與此同時,另一種聲音也不容忽視:在復用技術突破之外,商業火箭發射市場同樣需要穩定的交付能力與可靠性,換言之,即這些新型商業火箭能不能做到規模化生產?能不能實現當下就能飛,還能又準又穩?比起技術,這些是更有“商業”味兒的話題。
縱覽國內幾枚可回收火箭,企業之間也有著不同的節奏和戰略考慮。例如,藍箭航天的朱雀三號首飛即嘗試回收,天兵科技在研的天龍三號同樣瞄準可重復使用目標,但即將開始的首飛并不直接進行回收驗證。
按照計劃,天龍三號在首飛后以快速實現常態化商業發射為目標,保障每年30次以上的發射任務。天兵科技在有關天龍三號的進展公告中,也以“一箭36星”的群打能力為賣點。
此外,在推進劑的選擇上各家企業也有不同。朱雀三號、長征十二號甲采用液氧甲烷推進劑,天龍三號與SpaceX的獵鷹9號則采用液氧煤油推進劑。甲烷的優點在于不易結焦和積炭,發動機維護更簡便;液氧煤油推進劑的優點則在于技術成熟、性能穩定。
藍箭航天是液氧甲烷推進劑的擁躉。
天兵科技相關負責人則向每經記者表示,低成本、高可靠是商業航天火箭發展的第一性原理。天龍系列火箭均采用液氧煤基煤油作為推進劑,相較于傳統的石油基煤油,公司采用的煤基煤油單位成本縮減一半以上,且在蒸餾過程中將硫元素進行了有效分離,大幅改善發動機結焦問題,有效提升發動機及火箭回收復用次數,進一步降低全箭平均發射成本。
該負責人認為,液氧甲烷因密度低導致火箭體積大、有效載荷系數降低,且需在零下161℃環境存儲運輸,保障難度及成本較高、安全性差,更適用于未來超重型運載火箭或火星移民等遠期愿景。
快舟十一號遙八運載火箭在酒泉衛星發射中心發射升空 新華社發(汪江波 攝)以2015年為發展元年,中國商業航天已跨越十年的周期,行業需求愈發明確,運力供給側歷經多年蓄勢陸續“開花結果”。多位產業人士在受訪中提及,已經感受到拐點正在浮現,新的競爭開始了。
天兵科技相關負責人表示,現階段,中國商業航天正從單一的技術競爭,邁入由產業模式和生態效率主導的全新發展階段。
就火箭發射市場而言,天兵科技相關負責人認為,競爭不再局限于單一火箭的成功發射,而是擴展到技術自主性、量產穩定性、發射經濟性與生態協同性等綜合維度的較量。待業內的多款新型大運力火箭發射后,競爭的焦點將會進一步轉向規模化產業體系的構建。
首先,在成本方面,要通過持續的技術創新降低單位發射成本。
例如,朱雀三號的目標是把每公斤的發射費用降低到2萬元以下。而據天兵科技相關負責人介紹,天龍三號在規模化量產實現后,不回收的成本已經與獵鷹9號處于同一水平,預計可重復技術將進一步降低成本。誰能在成本端實現大幅突破,面對訂單就更具優勢。
此外,企業之間的競爭也在比拼規模化制造、全產業鏈布局以及高頻次、常態化的發射能力。
以SpaceX的“星鏈”工程為例,平均下來每幾天就要發射一批衛星。今年以來,我國衛星互聯網計劃加速推進,7月27日到8月26日,一個月的時間內共發射了6組衛星,平均發射間隔也縮短至5天左右。火箭發射逼近“航班化”,對商業火箭企業的生產能力、測試流程、地面支持系統提出考驗。
長期來看,中科星圖副總裁、商業航天戰略部總經理郝雪濤認為,商業航天的決勝關鍵在于“應用”,即能否培育出如手機直連衛星、全球無縫物聯網、太空計算等具有經濟顛覆性的萬億級消費與商業市場。
商業航天,“商業”是題眼。郝雪濤表示,從商業化來看,行業仍存在一些堵點有待突破,例如可重復使用火箭技術未達穩定商用水平、大運力火箭研發與工程化尚在攻堅、衛星批產能力與設計壽命有待提升,導致單次發射成本與衛星單星成本居高不下,制約了星座大規模部署的經濟性。
此外,商業航天下游仍缺乏能支撐萬億級市場的規模化、高黏性商業應用,來反哺上游的巨大投入。同時,國內在頻率資源分配、發射審批效率、太空交通管理等方面的規則有待優化;國際規則話語權與技術標準體系也亟待加強,以適應產業高速發展的需要。
近期,國家航天局設立商業航天司,并印發《國家航天局推進商業航天高質量安全發展行動計劃(2025—2027年)》,為行業發展擘畫藍圖,進一步支持鼓勵和規范引導商業航天高質量發展。
郝雪濤判斷,產業最終將走向以巨型星座為基礎設施、以數據智能服務為核心價值的全新生態。
據中國航天科技集團官微文章,長征十二號甲運載火箭首飛團隊由李建強帶領,后者曾擔任我國“金牌火箭”——長征二號丁運載火箭總設計師,在其任內,長二丁火箭于2023年6月的一次發射中將41顆衛星送入軌道,刷新我國“一箭多星”的最高紀錄。
盡管關于李建強的公開報道較為有限,但從中仍可管窺其對商業火箭發射市場的洞察。“商業用戶最看重的就是時間和金錢。”李建強曾表示。這一思路指引長二丁火箭從原有的“研制型”轉變為“小批量生產型”,以大幅提高火箭任務適應性和計劃靈活性。
伴隨商業航天發展與競爭態勢的變化,長二丁也面臨后續如何發展和更新換代的問題,火箭復用技術隨之進入設計人員的視野。2023年6月,李建強曾表示,長二丁火箭在站好當前這班崗的同時,還會積極開展第四代可重復使用火箭的論證和研制工作。
實際上,“國家隊”圍繞可重復使用火箭已有多次嘗試。
隸屬航天科技集團的一院與八院曾分別推出長征八號R型和長征六號X型兩枚火箭,均為可回收火箭方案。其中,長征八號R型計劃采用芯一級與助推器的整體垂直回收與重復使用,長征六號X也將驗證垂直起降技術,實現一子級重復利用。
近年來,長征六號、長征八號及其衍生型號陸續首飛,曾名噪一時的長八R和長六X卻逐漸“銷聲匿跡”。直到2024年3月,航天科技集團一則“官宣”重新點燃了市場預期:正在加速研制4米級、5米級可重復使用火箭,計劃分別于2025年和2026年首飛。
目前,現役長征系列火箭的箭體直徑大都是3.35米,更大直徑、更大推力的火箭方案更符合商業航天的現實需要。
2024年6月,我國重復使用運載火箭首次10公里級垂直起降飛行試驗圓滿成功,火箭由航天科技集團八院抓總研制,2025年1月,研制團隊又開展了“龍行二號”試驗箭75公里級回收試驗,盡管官方未公布此次試驗結果,但仍被業內視為長十二甲研制歷程的重要一步。
此次首飛也是“國民合作”的典范,長征十二號甲一級搭載7臺九州云箭研制的“龍云”液氧甲烷發動機。
據官網,九州云箭是一家專注于液體火箭發動機的商業航天公司,其“龍云”發動機為70噸級液氧甲烷發動機,可作為中大型液體運載火箭的一級主推力發動機使用,例如5機并聯應用3.35米直徑火箭,7機并聯應用3.8米直徑火箭,9機并聯應用4.2米直徑火箭。