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星河动力入川,研发低成本火箭掘金商业航天

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天虎科技 2020-06-10 14:47 抢发第一评

近年来,商业航天产业布局开始加速。5月31日,猎鹰9号搭载着马斯克旗下SpaceX研发的龙飞船进入太空,4天后,星链计划第八批60颗卫星成功发射。

而在国内,国家发改委4月首次将「卫星互联网」纳入新基建范围,民营航天企业迎来了新的发展机遇。6月5日,四川简阳举行了2020年重大产业化项目集中签约仪式,签约金额达到了371亿元。其中就有知名火箭企业星河动力,将在位于简阳的空天产业功能区推进新一代商业运载火箭的创新研发。而星河动力引入四川的背后,也有着矽谷加速器的身影。

如今,航天这项以往只有「国家队」才能实现的工作,已经成为一批民企进入的赛道。那么,目前国内发展商业航天面临哪些突出的行业痛点?未来产业有哪些发展方向?如何根据行业趋势来发展成都的卫星互联网产业?

就此,天虎科技采访了星河动力创始人、CEO刘百奇以及矽谷加速器执行董事、北航四川校友会副会长李辉。

谁能成为中国的SpaceX?

2014年国家首次鼓励民间资本参与国家民用空间基础设施建设,中国商业航天的大门就此打开。随后,中国诞生了星际荣耀、蓝箭航天、星河动力等商业火箭企业,以及天仪研究院、九天微星、微纳星空、银河航天等商业卫星企业。据统计,目前我国商业航天企业数量超过160家,涉及到A股公司超过15家。随着商业航天模式的验证以及新基建的红利,国内的商业航天赛道迎来了快速发展期。

刘百奇毕业于北京航空航天大学,在2008年博士毕业后留校任教3年,主要研究飞行器的导航系统。2011年任职中国运载火箭技术研究院,从事飞行器总体设计和航天领域发展战略研究。2015年,随着国家对于民营资本进入航天产业的开放,刘百奇身边有不少同事选择进入民营企业。而他则用了两年的时间,审慎梳理了企业战略规划、发展目标和技术路线之后,和几位合伙人共同创建了星河动力。

(星河动力CEO 刘百奇)

在刘百奇看来,近来新基建的火爆、卫星航天产业逐渐下沉,以及民营企业的纷纷入局,是产业发展阶段的必然产物。

在此前,卫星发射是「国家队」负责的重点任务,其中涉及了大量的技术以及人力物力,但随着工业级小卫星的批量化制造成为可能、可重复使用火箭技术的出现以及有效载荷技术的进步,卫星产业的成本逐渐下降,这使得越来越多的商业企业开始涉足其中。

刘百奇认为:「国内卫星互联网现在面临的最大挑战还是成本过高,卫星和火箭的成本居高不下,产能也不能满足卫星互联网建设的需求。如何在不损失可靠性的前提下降低成本、提高产能就成为了其中的关键。这并不意味着对于旧模式的简单复制粘贴,而是需要基于技术创新进行大幅降本增效。」对于目前的卫星互联网产业来说,谁先破解实现卫星的低成本发射问题,谁就可能在行业中成为先行者,这也正是星河动力入局的根本原因。

中金公司近日发布了《商业航天,谁能成为中国的SpaceX?》报告。根据测算,目前猎鹰9号的单次发射价格约为主要竞争对手的1/2,单位质量发射成本仅为主要竞争对手的1/3至1/2;SpaceX的每颗星链卫星的成本已经低于50万美元,远低于其他同样级别的卫星价格。

据悉,我国也已经发布了类似的卫星互联网计划,也需要发射大批量的卫星,但我国目前的火箭均为一次性次使用,组网和后续维护的发射成本较高。面对产能和需求之间的差距,提高火箭产能、研发可重复使用火箭成为国内发展卫星互联网产业亟需破解的瓶颈。

(星河动力可重复使用液体运载火箭——智神星一号渲染效果图)


尽管国内民营火箭的运载能力有待提高。但多数商业航天企业依然选择了SpaceX的发展路径,希望成为「中国版SpaceX」。

商业航天背后的思考和逻辑

和大多数商业航天企业的研究路径相同,星河动力始终致力于新一代低成本、高可靠商业运载火箭的研究,进而实现火箭的可回收以及降低发射成本。刘百奇希望,可以做到将每颗百公斤级业务星的制造成本以及发射成本压缩至2000万元人民币以内。

星河动力的核心产品及服务分两条路径,一是「谷神星」系列小型固体运载火箭发射服务;二是「智神星」系列中型重复使用液体运载火箭发射服务。

星河动力用「大巴车」和「出租车」来比喻公司研发的中型重复使用液体运载火箭和小型固体运载火箭,中型液体运载火箭载荷较大,单次发射可携带的卫星数量更多,适合星座组网发射;小型固体运载火箭运力较小,但是发射快捷,适合星座的单星补网。目前,星河动力计划在9月实现小型固体运载火箭的首飞。

(星河动力固体运载火箭——谷神星一号)

星河动力目前拥有90余名员工,70%的员工有10年以上航天领域工作经验,平均年龄在35岁左右,全都处于航天一线。目前重复使用液体运载火箭的研制同步进行中,星河动力计划2022年完成中型液体运载火箭首飞,2023年实现火箭一级垂直回收,届时星河动力可望成为全球范围内第二家掌握可回收液氧/煤油运载火箭技术的民营企业

成都空天产业功能区位于简阳,在2017年被纳入成都市66个产业功能区,定位为「成都高端装备及智能制造基地」,随着新基建的大潮来临以及成都东部新区的建设不断加快,成都开始愈发重视在空天产业相关的布局。在本次星河动力与简阳签约完成后,星河动力将在简阳进行新一代商业运载火箭的创新研发项目,借助成都地区高端装备制造产业基础,星河动力和相关方将通过垂直整合,构建碳纤维复材、高温合金3D打印等商业火箭配套产业链,大幅度降低量产成本,建立竞争优势。

成都应抓住窗口期,打造商业航天高地

随着研究的进行,团队也面临着一些问题:公司成立于北京,尽管拥有众多的高校人才资源以及专家,但是问题就在于用人成本居高不下,贴近产业的人才获取相对困难,不利于发展商业航天产业集群。

在刘百奇看来,四川本身具有较为完整的空天产业链,随着成都东部新区的确立,简阳空天产业功能区的地位也得到了进一步的提高,还有就是人才优势,北航、哈工大、西工大等工信部所属7所高校在川校友就超过3万人,再加上位于成都的电子科技大学、四川大学等高校的人才供给,为成都的空天产业发展进一步奠定了基础。

除此之外,近年来成都市大力拥抱新技术和新经济,不论是对于政府还是市场来说,接纳空天产业的可能性和发展空间都更大。成都空天产业功能区的专业性也给刘百奇留下深刻印象:「他们从来没有把我们当做网红企业,而是从技术方向、团队建设等方面做了近一年的调研,甚至细化到煤油和甲烷的路线之争,他们更专业,看得更长远。」

「成都是一座适合生活也适合创业的城市,在航空航天方面具有非常雄厚的产业基础,还有对创新技术的包容和理解,这就是我们最终选择落地成都的根本原因。」他说道。

作为星河动力的投资方,元航资本创始合伙人张志勇有一个观点:由于航天领域本身具有的高科技、带动效应强劲的特点,在当下形成了新的创业热点。但在两三年之内,商业航天领域特别是航天器制造领域的早期投资窗口将逐渐关闭。这是因为航天产业的特殊性带来的,一是由于行业内人才资源更为宝贵,人才培养需要更长周期;二是商业航天前期投入大、回报周期长;三是资本壁垒效应明显,后来的投资者投资效率和作用会明显降低而风险会大大增加;最后是由于商业航天本身的特点,赛道的容纳度低。

矽谷产业加速器执行董事李辉表示,目前商业航天在国内仍然是新兴产业,正处于「群雄并起」的阶段,国家卫星互联网计划是商业航天产业最主要的推手,将会推动卫星制造、火箭发射及卫星服务产业格局发生颠覆性变革,这也是四川的机会。

李辉注意到成都在此前已经有一些关于卫星互联网的产业布局,电子科技大学在通讯和微波技术方面有显著优势,由此孵化出一大批卫星应用领域相关企业,已经具备了一定的产业优势,但基本都专注于卫星航天的地面通讯的相关应用,在卫星互联网建设所急需的卫星制造和发射入轨能力方面几乎是空白。「卫星互联网千亿级建网费用,其中近一半是卫星发射,我们投星河动力,首先就是要解决产业链所急需的低成本入轨能力问题。」

矽谷产业加速器在商业航天产业链构建方面有个整体计划,李辉表示:卫星互联网建设还有两个关键问题,一是具备自主升轨能力的轻量化卫星平台技术,可以成倍降低建网成本;二是通讯技术方面的技术创新,主要是激光通讯载荷和相控阵天线,数量级提升带宽能力。

矽谷产业加速器是根据卫星互联网的顶层设计入手对整个产业链进行垂直整合,每个技术方向的确定都是和业内顶级专家进行了充分的讨论,所选项目都是瞄准网络建设的瓶颈问题,从性能达标和成本可控两个维度进行平衡,后面将与地方政府合作,与相关产业伙伴一起打造一个创新载体,以创新应用场景建设为牵引,以创新商业模式垂直整合国内外创新资源,快速形成商业火箭发射、卫星关键载荷、卫星快速AIT、卫星应用系统及终端的研发及产业能力,通过产业联动和创新技术推动核心载荷的重量、体积、功耗、成本成倍降低,在「性能达标、成本可控」的前提下实现卫星轻量化目标,大幅降低卫星制造、发射及整个网络的建设成本,为国家卫星互联网建设提供支撑。

天虎科技 温彦博 罗曙驰


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