商業航天急需「商業化」:資本向上,成本向下

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轟烈的飛天計劃,到了新的一年絲毫沒有減速的跡象。

資本的動向總是很好的佐證。今年年初天兵科技、深藍航天、星途探索、九州雲箭等相繼獲得融資。

不論衛星還是火箭,對於入局的企業來說,唯一確定的是要打造一套獨立於體制內體系的配套產業鏈。有業內人士指出,“目前,市場更希望能夠尋求商業化供應鏈的保障。如果依託於體制內,一旦相關產品採購受限或者價格提升,對市場參與方的影響比較大。”

“成規模的火箭、衛星製造能力,需要一個更細化、更強大的工業製造基礎。”有業內人士稱。

正如出身航天系統的小米CEO雷軍兩年前所說,商業航天的本質是要將航天從科研轉爲工業的模式。

只不過,在業內人士看來,“從2015年發展到現在,雖然整個商業航天市場的融資規模看上去比較好,實際上仍需要更多的資本資源投向中下層製造等生態”。

再造產業鏈

押注造火箭、衛星總體的資本,比看好零部件廠商的多得多。相比之下,部組件製造是一樁“冷門”的生意。

相關數據統計,2021年商業航天賽道的融資事件共35起,披露融資金額有64.5億元,其中火箭/衛星發射研發、航天裝備製造等居多。

但同時,資本市場也逐漸明晰,在整個航天產業鏈中,一發商業火箭成功發射的背後,衛星製造和火箭發射的價值只佔10%,火箭、衛星所需關鍵零部件的可開拓、可想象空間很大。

正如中科創星投資總監李峰表示,此前商業航天領域的投資,主要集中在火箭、衛星等總體方面,在產業鏈上游佈局不多,難以從單機和部組件等根本環節降低成本。

這也意味着,“真正要把火箭、衛星的製造規模做大,發射頻次提高,並把整體價格降下來”,需要在製造端做更多的事兒。

“包括各種測試行業在內,國內製造業的發展基礎非常雄厚,只是受限於航天體系的要求、標準,廣大民營製造業始終沒有辦法爲國家航天工業提供一些服務。”寰宇航天方面認爲。

核心團隊來自上海航天八院的「寰宇航天」,其創立時,已經有太多的火箭、衛星總體企業走在行業前列。

避開火箭總體的熱點,也放棄火箭發動機研發的路子,寰宇航天明確定位在產業整合、協調的角色。利用國內現有的、廣泛的製造業技術,團隊在泰山腳下搞出了國內第一個“開放式”火箭綜合試車基地,試着改變“很多民營火箭公司在體制內火箭子級動力系統試車排不上隊”的現狀。

在業內人士看來,體制內固然優先保障國家任務,而針對商業任務,不得不需要經過層層審批,以及經濟性審查才能承接。

從商業衛星服務商的角度看,當前國內商業航天關鍵核心部件依然依託體制內的研究院所,暫且沒有實現全商業化的研製模式及供應鏈條,且體制內星上產品的整體成本定價高,包括了人員成本、管理成本,並不符合商業航天低成本的採購需求。

在當前全球低軌小衛星星座建設帶來的巨大市場下,「微動時空」去年以空間運動部件領域爲切入點入局商業航天。

從供應鏈角度,將體制內同類產品成本降低近50%,也讓「微動時空」很快拿到了訂單。“我們2021年4月份成立,在兩個月之內拿到了首個產品首飛的商業訂單。”

某種意義上,體制內研究院所的認可,加快了其商業市場覆蓋。微動時空方面表示,“目前我們對接完成了商業航天90%的衛星同級單位,也收到了相關任務書。”按照計劃,微動時空的產品將於今年中旬搭載完成首飛驗證。

成本要足夠低

自2015年至今,資本對“上天”的執念一直未變。

步入資本回報期,早期藉助固體火箭迅速登臺的民營火箭市場已然改變。2022年,成爲中國液體商業火箭的發射元年。

在追逐工業化,批量生產的終極目標下,降成本的理念一遍又一遍被重申。

面臨愈來愈大的嚴控成本壓力,製造廠商想盡一切辦法,把造火箭的流程簡化:深藍航天、天兵科技、星河動力等民營火箭企業多款液體火箭發動機零件由3D打印製造。

3D打印火箭發動機零部件技術的日漸成熟,3D打印廠商也有了更近一步的機會。

爲將成本壓縮到極致,成立於2021年3月的「太瀚航天」,計劃建立火箭零部件全產業鏈生產線,將火箭超過90%的零部件在太瀚工廠由原材料直接3D打印爲成品。

按照太瀚航天的預估,火箭發動機所有部件均採用3D打印,在30天時間內可完成一臺發動機的製造。如此一來,一枚飛天火箭的採購成本預計可控制到1000萬人民幣級別。若再結合可回收技術,每發火箭的採購部分成本將更低。

不過,有業內人士指出,3D打印現有的驗證還不夠充分,能否適應火箭常規模、高品質的製造需求,現在還不好說。

從原有的航天級元器件,商業航天逐漸走向工業COTS級元器件,必然存在一個試錯的過程,而產業鏈一些薄弱環節也隨之顯現出來。

在做市場調研和發掘商業航天發展需求時,「九天行歌」CEO王志峰發現,推進劑貯箱產品複雜,投入很大,並專業性極強,商業火箭推進劑貯箱是剛性需求,有可能成爲商業航天產業的瓶頸。

作爲商業液體火箭中最關鍵的上游供應鏈產品之一,液體火箭貯箱佔全箭箭體結構體積80%、重量60%以上,成本佔全箭的25%左右,工藝過程複雜,技術和工程門檻高。

藉此機會,從航天體制內出來的王志峰創立了九天行歌。公司在建的國內首家商業火箭推進劑貯箱和箭體制造、總裝和測試基地落地山東煙臺,計劃具備每年供應20-30發火箭核心部件的配套能力。

不可否認,液體火箭正在不斷加大對商業航天產業鏈的滲透。有業內人士認爲,從發射體量上來說,液體火箭是未來市場的主流。相比之下,固體火箭會承擔一些獨特的市場定位,如臨時補網,小規模的發射或試驗。

除了依託魯東地區地理優勢進行一些混動系統的動力測試,上海寰宇航天近期在青島投資建設液體火箭低溫推進劑貯箱HOETS產線,項目一期總投入5.5億元,2022年四季度前可全面投產。

在寰宇航天的計劃中,已初步形成發動機測試的產業鏈。“我們從西向東進行發動機測試:目前,有幾家發動機企業落地在濰坊。裝備從泰安動力系統測試完之後回濰坊原廠檢查出廠。依託青島港口的便捷,裝備要麼向北到煙臺海陽的發射場,要麼往南運到海南文昌發射場,形成產業聯動。”

衛星批量化先行

顯然,脫離了國家航天製造平臺的商業火箭、衛星,品控、週期和價格問題愈發凸顯,符合航天產品品控體系要求的商業化生態產業鏈需求格外迫切。

而無論在時間層面,還是技術層面,研發、設計、製造、發射等因持續而龐大的資金投入而變得門檻更高,已經默契地展開了一場產業補充。

王志峰表示,發動機、貯箱、飛控和載荷等一些相對獨立的分系統,每個分系統又是極專業的子系統工程產品,對設計、工藝、裝備、質量控制和技師隊伍有很高的要求,相關的人才明顯稀缺。

或許是商業航天羽翼漸豐,越來越多原先在體系內部工作的專家與商業航天綁定,出現在民營航天團隊之中。我國液體運載火箭製造領域的資深結構/工藝/裝備設計師、運載火箭結構絕熱資深技術專家、火箭總裝/總測專家及焊接/鉚接國家級技能大師等,已經參與到九天行歌“運載火箭的推進劑貯箱和箭體結構”的環節之中。

若論資歷,在近10年的國家發射任務中,這一生產工作環節80%左右的產品都是由這一團隊完成。

只不過,類似這樣的團隊組建可遇不可求。在業內人士看來,按照目前的進度,我國商業航天距離規模化製造、批量化發射還遠,且有比較長的路要走。“我們不悲觀也不樂觀,SpaceX是2002年成立,中國商業航天企業在2015年剛起步,或許中國發展會更快。”

對零配件服務商而言,他們也清楚地認識到,自己只是做添磚加瓦而非開創性的工作。“未來需要頭部的火箭、衛星總體公司,有更商業化、更突破常規的設計、佈局。”

相比火箭,衛星的批量化已經走在前面。今年年初,由國內民營衛星企業銀河航天自主研製的6顆低軌寬帶通信衛星正式出廠,驗證了衛星產線的小規模批產能力以及低成本研製模式。目前,這批衛星已經確定在今年一季度擇機發射。

能夠肯定的是,隨着分工細化,我國商業航天正在從國家任務的延伸,進入到高速工業化時代。

至於資本層面,2022年或許有一些新的局面值得期待。

當下,除了中科創星、元航資本、奇績創壇、創新黑馬基金、軍民融合資本等延伸至供應鏈端,已有一些傳統制造企業正在尋找這類小體量且具備專業性的團隊。有業內人士表示,“去年有一些做科技轉型的上市公司,想通過科技轉型改善他們在機電等傳統行業每年繳稅率較高的困境,需要在公司的內部部門裡補充一些科技團隊。”