中國長城工業(yè)劉潔：火箭制造和發(fā)射服務(wù)正向著商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化和行業(yè)化方向發(fā)展
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11月17日消息，近日，中國長城工業(yè)集團有限公司劉潔在2023商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)論壇上，分享了《商業(yè)發(fā)射服務(wù)的發(fā)展歷程與展望》主題報告。她表示，商業(yè)火箭在軍民商發(fā)射服務(wù)市場將全面挑戰(zhàn)政府火箭。劉潔認為，低成本商業(yè)火箭的研制生產(chǎn)和發(fā)射活動運營管理注重效率和效益，適應(yīng)性強大，當(dāng)其可靠性和運載能力滿足政府客戶的要求時，將依賴政府經(jīng)費研制的火箭和發(fā)射管理將有更強的競爭力，這意味著火箭制造和發(fā)射服務(wù)也將向著商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化和行業(yè)化發(fā)展的方向繼續(xù)發(fā)展?！皬?012年SpaceX拿到一份軍方訂單開始，過往這些年、連續(xù)很多年SpaceX成為全球唯一可以連續(xù)獲得居民商訂單的商業(yè)航天企業(yè)或者發(fā)射服務(wù)商。這種模式將帶動更多的火箭企業(yè)朝這個方向發(fā)展進入相關(guān)行列?！币韵聻橹袊L城工業(yè)集團有限公司劉潔演講全文：劉潔：各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家，各位同事下午好，非常榮幸在這里做一個報告，報告的名稱是《商業(yè)發(fā)射服務(wù)的發(fā)展歷程與展望》。運載火箭技術(shù)是人類進入空間成為可能并逐漸實現(xiàn)了常態(tài)化，在這一過程中，人類利用空間基礎(chǔ)射程能力也在不斷發(fā)展，我接下來從個方面進行匯報：商業(yè)發(fā)射服務(wù)的產(chǎn)生與發(fā)展，當(dāng)前商業(yè)發(fā)射服務(wù)的特點和未來商業(yè)發(fā)射服務(wù)的展望。隨著運載火箭技術(shù)和空間技術(shù)應(yīng)用的螺旋互相促進發(fā)展，空間基礎(chǔ)設(shè)施從租出只服務(wù)政府、服務(wù)公益開始拓展到服務(wù)產(chǎn)業(yè)、服務(wù)商業(yè)甚至服務(wù)個人。上世紀60年代，1964年美國NASA利用德爾塔-4火箭首次發(fā)射了人類第一顆靜軌國際通信衛(wèi)星一號，開啟了通信衛(wèi)星商業(yè)化應(yīng)用。隨著衛(wèi)星廣播服務(wù)的市場收入和規(guī)模利潤增長，商業(yè)通信衛(wèi)星的運行開始從依賴政府的經(jīng)費過渡到商業(yè)化發(fā)展階段。通信衛(wèi)星運營方也不再滿足于政府提供的這些通信資源，開始自行面向市場、用戶需求的業(yè)務(wù)，開始定制衛(wèi)星，成為商業(yè)發(fā)射的首個用戶。在這期間出現(xiàn)的商業(yè)發(fā)射服務(wù)其實是政府主導(dǎo)的火箭提供的。我們可以看到，這是2005年時一些靜軌衛(wèi)星商業(yè)發(fā)射服務(wù)簽約情況，可以看到在當(dāng)時國際商業(yè)發(fā)射服務(wù)市場上比較活躍的火箭是美國火箭、俄羅斯火箭和歐洲火箭，其中美國宇宙神5火箭價格是最高的，它的GTO也就是我們說的高軌運載發(fā)射的價格是每千克1.7萬美元。比較便宜的是俄羅斯和阿里安的火箭，搭救是1.1、1.3、1.4，整個范圍是1.1-1.7萬美元/千克。隨著2010年SpaceX進入發(fā)射服務(wù)領(lǐng)域，以5000萬美元銷售GTO運力5.5噸的火箭開始，整個商業(yè)發(fā)射服務(wù)市場受到了巨大的沖擊。阿里安火箭市場主導(dǎo)地位從2014年開始失去，因為SpaceX可復(fù)用能力提升，價格繼續(xù)降低，提供的每千克發(fā)射服務(wù)價格已經(jīng)到了1萬美元以下。我們用更短的時間維度來看，從2018年以來，基本上俄羅斯火箭已經(jīng)退出了或者被擠出了商業(yè)發(fā)射服務(wù)市場，只有阿里安航天公司和SpaceX也就是獵鷹9和獵鷹重型每年是可以拿到訂單的。而且SpaceX的訂單每年已經(jīng)保持在50%以上。其中得到看的一點是，阿里安航天公司訂單并非純商業(yè)的，是得到了歐洲政府的支持，訂單來源也就是歐衛(wèi)通和歐洲衛(wèi)星公司這些歐洲企業(yè)。從2013年開始全球靜軌衛(wèi)星簽約數(shù)量在不斷降低，除了2020年美國有一個C頻段補貼政策有一個小幅上漲之外，2021、2022年還是繼續(xù)下跌。隨著靜軌通信衛(wèi)星衛(wèi)星簽約的數(shù)量減少，靜軌也就是高軌商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射的簽約量也在逐年降低，整個靜軌發(fā)射服務(wù)市場已經(jīng)不再是國際或者商業(yè)發(fā)射市場的主要買家或者主導(dǎo)力量了。隨著資本的介入和國家戰(zhàn)略的支持以及技術(shù)的演進，軌道革命加劇，低軌小衛(wèi)星發(fā)展以及相關(guān)發(fā)射服務(wù)發(fā)展非常迅猛，帶動了整個商業(yè)發(fā)射的增長。可以看到從2018-2022年期間，商業(yè)發(fā)射規(guī)模在逐年上漲，這都是小衛(wèi)星發(fā)射帶動起來的，其中2022年已經(jīng)增長到將近40億美元。上世紀80年代的時候是通信衛(wèi)星帶動高軌發(fā)射服務(wù)的出現(xiàn)和市場的出現(xiàn)，但當(dāng)時都是政府主導(dǎo)的火箭，一直到本世紀初隨著獵鷹9或者SpaceX公司、藍源公司或者是美國衛(wèi)星實驗室公司這些依靠社會資本發(fā)展起來的低成本火箭出現(xiàn)，商業(yè)火箭的研制活動才得以出現(xiàn)。現(xiàn)在除了SpaceX、獵鷹9火箭之外，還有一款電子火箭，是另外一款可以實現(xiàn)常態(tài)化發(fā)射的商業(yè)火箭。不管是國內(nèi)還是國外，在得到商業(yè)資本、政府部門和商業(yè)客戶訂單支持下的低成本小型、中型和重型火箭以及相繼進入了發(fā)射服務(wù)市場。與完全依靠政府研制的火箭相比，這些火箭在研制周期、費用和任務(wù)、可適應(yīng)性上會更強。在政府發(fā)射服務(wù)市場也更將具有吸引力。這個比較典型的是波音公司的航天發(fā)射系統(tǒng)火箭，現(xiàn)在價格是2.5億美元，低軌轉(zhuǎn)軌道能力是27噸，雖然NASA付出了很多錢去研制它，現(xiàn)在除了阿提米絲探月計劃以外，NASA還有美國軍方所有的項目都不會選擇這個火箭，因為它實在太貴了，這也是一個典型?？匆幌庐?dāng)前商業(yè)發(fā)射服務(wù)的一些特點。首先是低軌衛(wèi)星帶動低軌商業(yè)發(fā)射服務(wù)快速發(fā)展。2013年，商業(yè)航天發(fā)射次數(shù)首次超過政府航天，低軌發(fā)射次數(shù)也超過高軌發(fā)射。長期以來形成的高軌高價值、大型通信衛(wèi)星獨自起航天發(fā)射市場的格局已經(jīng)被打破。低軌經(jīng)濟的興起和繁榮其實是從遙感衛(wèi)星開始的。通信小衛(wèi)星星座計劃迎頭趕上STARLINK計劃和OneWeb計劃。近年來低軌空間試驗、實驗、貨運運輸和載人飛行、旅游市場正在逐漸從能力建設(shè)向市場規(guī)模發(fā)展。今天維珍銀河已經(jīng)實施了五次亞軌道的載人航天旅游，收入也非常可觀，這一切帶動低軌發(fā)射服務(wù)以前所未有的快速快速發(fā)展，其經(jīng)濟規(guī)模已經(jīng)完全超越了高軌發(fā)射服務(wù)。看一個統(tǒng)計數(shù)據(jù)，從2012年開始的一個數(shù)據(jù)可以看到，到2019年開始STARLINK和OneWeb開始發(fā)射，有一個轉(zhuǎn)折點，就是說其實STARLINK、OneWeb帶動了低軌小衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量的數(shù)量級增長，即使不考慮STARLINK、OneWeb，其他小衛(wèi)星的數(shù)量也是從200到500多，有一個倍數(shù)的翻倍。從質(zhì)量上看，如果把OneWeb和STARLINK這個影響刨除出去，小衛(wèi)星的發(fā)射質(zhì)量也是有所提升的，平均質(zhì)量是60千克。如果考慮OneWeb和STARLINK，那么2022年全球小衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量首次超過了200千克。對比過去十年和未來十年數(shù)據(jù)可以看到，小衛(wèi)星的發(fā)射數(shù)量有個數(shù)量級的增加，從千上到萬，增長率是2.7倍。小衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量將會增加3.4倍。小衛(wèi)星制造和發(fā)射服務(wù)市場價值有一個2.7倍的增長，也是一個數(shù)量級的增長。其中小衛(wèi)星制造領(lǐng)域的增長會比發(fā)射服務(wù)增長更快。SpaceX在發(fā)射服務(wù)市場競爭中一枝獨秀，它單獨一個企業(yè)可以作為一個行業(yè)趨勢或者一個熱點去看，獵鷹9火箭已經(jīng)成為眾多國家商業(yè)和科研民用小衛(wèi)生獲得發(fā)射服務(wù)的首選。獵鷹9火箭以低發(fā)射服務(wù)價格相繼進入并占領(lǐng)了高軌、中軌和低軌發(fā)射服務(wù)，未來還是現(xiàn)在，不管是傳統(tǒng)的還是新興的火箭都不法提供比SpaceX當(dāng)前價格更優(yōu)惠的發(fā)射服務(wù)?，F(xiàn)在歐洲主推的一些商業(yè)火箭發(fā)展速度會有些停滯，但是價格比SpaceX和獵鷹9貴很多。前一段時間維加火箭給出來每千克的發(fā)射價格，低軌的是2.5萬，我們知道SpaceX以前是5000，現(xiàn)在因為通貨膨脹到了5500美元。維加火箭要比SpaceX高出5倍。剛才我們講到小衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量正在從幾十千克到百千克去發(fā)展，這種情況下中型火箭具有更好的經(jīng)濟性，但是發(fā)展艱難。目前國際發(fā)射服務(wù)市場的中型火箭低成本進入市場的速度比較慢。我們看一下2023年的情況，今年是維加火箭倒數(shù)第二次發(fā)射，明年最后一次發(fā)射就退役了，維加火箭是年初發(fā)射失敗，明年什么時候復(fù)飛還沒確定。美國諾格公司心宿二230火箭已經(jīng)退役，新火箭該在研制過程中。日本H-3火箭首飛失敗，什么時候復(fù)飛不知道。印度的PSLV、GSLV，一個是極軌、一個是靜軌的發(fā)射火箭，今年一共也就執(zhí)行了3次。可以看到，2023年國外執(zhí)行過發(fā)射任務(wù)的重型火箭種類少，次數(shù)也少。那么歐洲、美國、日本、印度都面臨著舊型號退役新火箭不具備常態(tài)化發(fā)射能力，有些甚至還沒有首飛。看一下未來商業(yè)航天商業(yè)發(fā)射服務(wù)的展望。剛才講到SpaceX、獵鷹9以及未來的商業(yè)火箭已經(jīng)向低成本、可盈利的方向去發(fā)展，為其他火箭開創(chuàng)了一種復(fù)用的發(fā)展路線，從部分復(fù)用到全部復(fù)用。我們知道昨天美國FAA已經(jīng)授予了星箭第二次軌道發(fā)射的許可證，最早明天就可以發(fā)射了。這次發(fā)射飛船和運載器在海上濺落不回收，后續(xù)任務(wù)中將分階段實施運載器和飛船的回收和復(fù)用，向全部復(fù)用全部邁進。SpaceX發(fā)展全復(fù)用低成本的航天運輸工具，這種戰(zhàn)略影響更多火箭公司在未來做出相同的選擇。SpaceX今年已經(jīng)向年度90次發(fā)射任務(wù)邁進，在這種高密度發(fā)射過程中，對政府的航天發(fā)射管理也提出非常高的要求，一些非常新的要求。政府也是通過縮短發(fā)射與回收活動期間空域關(guān)閉時間、發(fā)射后盡快重新開放空域，縮小空域關(guān)閉范圍等有效措施，推行發(fā)射活動精細化空域管控將逐漸得以推廣。最終復(fù)用火箭發(fā)射目標是什么？目標是向具備民航運輸業(yè)具有的小時級維護即可實施下一次發(fā)射任務(wù)的模式。最后一點，商業(yè)火箭在軍民商發(fā)射服務(wù)市場將全面挑戰(zhàn)政府火箭。低成本商業(yè)火箭的研制生產(chǎn)和發(fā)射活動運營管理注重效率和效益，適應(yīng)性強大，當(dāng)其可靠性和運載能力滿足政府客戶的要求時，將依賴政府經(jīng)費研制的火箭和發(fā)射管理將有更強的競爭力，這意味著火箭制造和發(fā)射服務(wù)也將向著商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化和行業(yè)化發(fā)展的方向繼續(xù)發(fā)展。我們可以看到從2012年SpaceX拿到一份軍方訂單開始，過往這些年、連續(xù)很多年SpaceX成為全球唯一可以連續(xù)獲得居民商訂單的商業(yè)航天企業(yè)或者發(fā)射服務(wù)商。這種模式將帶動更多的火箭企業(yè)朝這個方向發(fā)展進入相關(guān)行列。謝謝。
