中国商业航天热下的真实进展晚点LatePost
火箭不需要上春晚,但它们需要上完太空回地球。
太空无限大,但商业价值最热门的 500 公里高度近地轨道(LEO)已经像热门航线一样繁忙——2025 年头半年, 的卫星在太空中做了 14.4 万次机动,以避开碰撞。
大多数拥堵主要由它自己造成。现在我们头顶 500 公里的近地轨道有 10049 颗星链(Starlink)通信卫星,都是过去 3 年 SpaceX 用它的 “小火箭” 猎鹰 9 发上去的。
按计划,SpaceX 的重型火箭明年就能达到完全可回收发射,运载能力三倍,运载成本再压低九成,到 200 美元/公斤。之后 SpaceX 打算加速发射发 42000 颗通信卫星和 100 万颗算力卫星。太空轨道正在变成有限资源。
对于拥堵环境,去年底,中方代表在联合国安理会相关会议上表示,“个别国家的商业卫星星座肆意扩张,缺乏有效监管,带来显著安全挑战。”
对于中国商用航天的创业者和投资人,造出低成本可回收火箭、争夺轨道空间,成了像芯片自主一样不可避免的趋势。而且 SpaceX 已经跑通了路,新进者只要向学 iPhone、学 Model 3 一样向前冲——另一个 “小米模式” 的机会。
随着 SpaceX IPO 进展推进,并且估值可能超过 1.75 万亿美元。商业航天在送货之前已经送来投资机会。A 股商业航天板块今年以来涨幅超过 40%, 我们追踪的一家创业公司估值 4 个月翻了十倍,比具身智能更快。
像之前研究人形机器一样,我们访谈了多位中国火箭公司创始人、总工程师,以及他们背后的投资人,尝试剥离期望和现实,看商业航天的实际进展和路径。
排队发射,复制 2015 年的 SpaceX
今年 1 月,我第一次摸到火箭,在湖南株洲市郊的一座钢铁厂改造的厂房。地面、房梁和柱子都是裸露的水泥,就跟隔壁的汽修厂房差不多。只有车间安全及禁止拍摄的标语保密事项提醒这里的不同。
揭开为保密和清洁度搭好的帐篷,里面躺着一枚直径 4.2 米,竖起来有 20 层楼高的火箭——细长、对称、前端收束成一个尖角。不锈钢外壳在灯光下呈现出近乎镜面的反射,表面没有精细喷涂的白色外壳,箭体遍布金属肋条,每隔一米就有一道黢黑的焊缝。火箭外壳跟银行卡一样薄,触感冰冷、光滑,轻轻敲击就有金属震动的回声,让人不敢用力按下。
它初次亮相,大幕揭开时,包括蚂蚁、宁德时代、汇川动力等机构的 80 多位投资人全体起立鼓掌。一位投资人说,“我们湖南也要有自己的火箭了。”
这是 AS-1,和 SpaceX 星舰一样用不锈钢制造,要用类似回收方式,但体积小很多。制造商宇石空间成立不到两年,第一枚火箭由 150 人用 10 个月造出。
宇石空间 AS-1 火箭。来源:宇石空间。
这枚火箭会在今年下半年运到海南文昌,排队等待发射,像 SpaceX 靠真火箭直接做实验收集数据。宇石空间联合创始人朱新文说,“我们不避讳复刻 SpaceX ,好的技术路线是会产生共鸣的,难的是本地化,而且是脱离全球供应链体系的本地化。”
这一批中国商业航天创业公司都把复刻 SpaceX 当作商业模式,我们接触的四个公司的创始人都直接说自己照搬 SpaceX 的设计原则,这也是投资方的期望。一家号称 “最像 SpaceX” 的初创公司,4 个月内估值从不到 10 亿元涨到 100 亿元。
SpaceX 成立 24 年,主要的商用火箭有三代:
猎鹰 9(Falcon 9),铝锂合金箭体,一级火箭配备 9 台发动机,运载能力与搭建天宫空间站的主力火箭长征五号相当,运载货物发射成本 2700 美元/公斤。
猎鹰重型(Falcon Heavy),核心架构基于猎鹰 9,同样采用铝锂合金 ,由三个一级火箭并联组成,搭载 27 台发动机,性能与刚执行完阿尔忒弥斯号绕月飞行任务的 SLS Block 1 相当,运载货物发射成本 2300 美元/公斤。
星舰(Starship),迄今尺寸、载重最大的火箭,由每公斤 20 块钱的不锈钢和目前人类最尖端的材料、金属加工工艺打造而成。底部的 33 台猛禽 3 发动机能把比埃菲尔铁塔还重的火箭、燃油和运载物推进太空。如果按计划做到整体可回收,运载货物发射成本将只有 200 美元/公斤。
星舰还在测试阶段,发射了 11 次,成功回收了一级火箭(底部),二级部分(像飞船的部分)还没有。去年 SpaceX 去年发射入轨的总重量占全球约 90%,基本只靠猎鹰 9 。
像 AS-1 这样的火箭,在中国各地的郊区厂房里躺着不下十枚。都是猎鹰 9 尺寸,但一些材料和设计学了星舰。目标是低成本、可重复发射。
从估值 750 亿元、已经完成 IPO 辅导的蓝箭航天,到估值数十亿元的 A 轮创业公司,同类公司已经超过 20 家。如果产能拉起来,他们一年能造 100 枚火箭。
如果能完全实现设计目标,成功回收箭体,这一批火箭每公斤发射成本能降到 4000 美元,比中航工业的发射成本低大概一半,只比猎鹰 9 高 50%。
多数火箭公司认为做到这个成本,保持高频发射就可以实现商业正循环。他们认为航天不是亲密无间的全球合作,中国需要有自己的体系,哪怕做不到 SpaceX 的价格也会有订单。
他们感受到了政策的高度支持——海南航天航天发射场二号工位已经常态化向商业公司开放,并且更多发射工位正在建设。中国主导的星网和地方政府及商业公司上海垣信发起的千帆计划累计给出 2.5 万颗卫星的发射需求。
证监会去年末新增指引文件,商业火箭公司可以在尚未盈利但达到技术里程碑的情况下申报上市。投资人因此形成共识,一家火箭公司如果成功回收火箭,就 “很有可能” 获批上市。目前已有包括蓝箭在内的 5 家火箭公司递交上市申请,最高的蓝箭估值超过 700 亿元,近期它的老股交易价能到 850 亿估值,高于宇树机器人。其余火箭公司估值也都在数百亿元。
起步更晚的小创业公司也还能融资。他们告诉投资人,造有用的火箭比造有用的人形机器人容易;火箭公司也不需要上春晚,钱都用在研发上;研发费用比造车便宜,车企研发一款全新车型能花几十亿元,够火箭公司产 30 发火箭,“一个月发一次都能够发两年半了。”
有些国内火箭公司告诉投资人,自己会成为航天领域的 “安卓”,是 “学习 SpaceX 第一”。也有公司说自己才是 " 真实进展 " 最快的,虽然目前还没人成功回收火箭。
所有公司寄希望于同一个前提:中国未来必须有自己的低成本可回收火箭,就像芯片制造厂那样。这样他们只要做到中国领先就足以拿到丰厚订单。
20 个人,6 个星期,焊一枚不锈钢火箭
“传统航天不能牺牲面子,也不能牺牲人,所以只能牺牲钱,商业航天,钱最重要,也不载人,可以牺牲一些面子。” 一位火箭公司总工程师说。
路径是清晰的,用不锈钢替代昂贵的传统航天级材料造箭体,用民用级的传感器、芯片,以更低成本造火箭,然后规模化生产、快速试错。
马斯克说用不锈钢造火箭是 “ SpaceX 做出的最佳设计决策”。不锈钢成本是碳纤维复合材料的 1/30,一枚火箭光外壳材料成本就能省出 500 万美元(约 3400 万元人民币)。
换不锈钢不只是省钱。大尺寸的不锈钢外壳也是承力结构,让星舰不需要像其他火箭那样内置几吨重的结构骨架。一位火箭结构总师说,这相当于给火箭修了一条力学直通高速——让发动机推力和外部气动压力以最直接的路径贯穿箭体,消灭那些容易被撕裂的复杂受力点,降低风险。
星舰设计贯穿了材料科学家 J.E. Gordon 在《Structures》提出的理念——材料并不是强度越高越好,让材料贴合工况更重要;强度不只来自材料,也来自几何结构;好的结构是让一个部件承担多种功能,尽可能减少材料用量。马斯克曾多次推荐这本书。
星舰一开始就被当作一个完整壳体来制造,然后内部加压,让它像一个摇晃后被崩硬的可乐罐,外部环状结构再限制形变,把所有压力都集中在整个外壳上,而不是某一个点。
用不锈钢造火箭的原理很简单,但做起来很难。星舰加速到足以冲到轨道时,内部数千吨燃料带来的重力会被放大四倍;火箭撕开气流,越过 Max-Q(最大气动压力点)前,外部的气压会一直增加,最极限时,每平方米不锈钢要承受近 5 吨重的压力。与此同时,外壳还要承受发动机的巨大推力和扰动。


