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航空航天
轉自：未盡研究
全球向太空發射火箭的熱情正在重新點燃。
去年，發射次數首次打破了美蘇太空競賽以來保持了50餘年的紀錄。新紀錄還會很快打破。今年一季度，這一數字已經達到32次，略超去年同期的27次。
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中國與美國主導了新一輪太空競争。在去年全部144次軌道發射中，中國為55次，美國為51次。
馬斯克的SpaceX公司已經發射了1,900多顆低軌道衛星，其星鍊（Starlink）衛星網際網路服務，已經擁有 250,000 名使用者。星鍊在俄烏戰争中已經初露峥嵘。亞馬遜公司也在加大投入衛星網際網路服務，已經簽約未來幾年的83次火箭發射，提供發射服務的公司中，包括貝索斯創辦的藍色起源(Blue Origin)。
最近，中國完成了神舟13号載人飛行任務，3名宇航員在空間站駐留183天。2022年，中國将加快建成空間站和太空實驗室。
中國的國家發改委，最近也提出推動“十四五”北鬥産業發展，推廣北鬥規模化應用，以及市場化、産業化、國際化發展。北鬥衛星導航系統已于2020年7月正式開通服務，目前在軌服務的北鬥衛星共計45顆。
但競争已變得有所不同，除了承擔國家間競賽的使命，火箭搭載了更多的商業應用，民營企業、初創公司正在成為技術創新的主力。
剔除老牌國防軍工企業，美國公司SpaceX的獵鷹9号發射了31次，其他初創公司合計11次，共失敗3次。中國的民營初創公司共發射3次，失敗2次。
兩國民營公司的技術能力有差距，商業環境也不同。以Space X為代表的美國商業航天發射企業，通過創新不斷降低成本，拓展了空間技術（Space Tech）的商業化應用場景；更多的需求，意味着更多的發射，進一步攤薄了成本，并推動了技術疊代。
在商業航天發射領域，運載火箭的引擎推重比和燃料技術，決定了載荷的大小，也影響着一箭多星的數量，進而影響到單顆衛星的發射成本；一級火箭的可回收重複利用，也有助于降低單次發射成本。
SpaceX推崇液氧甲烷。從重複利用的角度講，使用這種燃料，發動機不易積碳，生命周期會長很多；從成本的角度講，甲烷成本比煤油低50%以上；從提升載荷的角度講，液氧甲烷的比沖（也就是每機關推進劑的量，能産生的沖量）也要大于液氧煤油。目前，中國初創公司也在研發液氧甲烷發動機，但推力仍然無法與SpaceX猛禽系列的200噸相比。
提升載荷的另一條路徑是提升發動機引擎推重比，也就是機關品質發動機能推動的總重量。自2002年以來，SpaceX已經先後研發了梅林、紅隼與猛禽發動機。國内民營企業仍處于實驗或理論階段，較為領先的是來自星河動力的蒼穹發動機，在今年三月份完成了全系統試車，其推重比介于SpaceX梅林系列的幾個早期型号之間，至少有10年左右的差距。
載荷越高，單次發射能搭載的衛星越多。一箭多星的發射技術，降低了單顆衛星的發射成本。去年，SpaceX一次性将143顆衛星送上太空，創造了紀錄。該公司下一代的星艦（StarShip）運載能力在百噸左右，預計能一次送400多顆衛星入軌。
降低發射成本的重大突破還來自重複利用技術。回收式的運載火箭，主要分為部分可回收以及完全可回收兩大類。前者主要回收第一級火箭。SpaceX在完成回收第一級火箭後，将發射成本降到了兩千美元左右。在此之前的幾十年時間裡，整個軌道發射的成本都高于每千克1萬美元。星艦能進一步将成本壓縮至每千克200美元。中國幾家融資額領先的初創公司，也将可回收利用技術設計到下一代火箭中，但目前仍未發射驗證。
SpaceX的成功離不開政府的支援。事實上，NASA與美國國防部等政府機構與公共部門，是商業航天技術主要的早期投資者，也是合同提供方。但随着市場逐漸向民營企業開放，更多風險投資湧入，美國的商業航天初創公司對接了更多元化的發射需求。
中國也在嘗試開放市場。《2021中國的航天》白皮書鼓勵引導商業航天發展，具體包括擴大政府采購範圍，推動科研設施裝置開放共享，支援參與重大工程項目研制，建立準入負面清單制度。
目前，中國的商業航天公司主要為科研院校及衛星網際網路營運商提供衛星發射服務，營收規模較小，商業閉環相對脆弱。
風險投資看好中國商業航天的未來。今年，星河動力(Galactic Energy)宣布已完成2億美元的B輪融資，這是繼2020年長光衛星(CGSTL)融資4億美元之後，中國在空間技術領域金額第二大的單輪融資，也是商業航天發射領域的最大融資，略高于之前星際榮耀（iSpace）和藍箭航天（Landspace），以及從國企拆分出來的科工火箭（Expace）所宣布得1.75億美元左右的融資記錄。
但與競争對手的投入相比，這還遠遠不夠。在過去的8年裡，中國商業航天初創公司共融資約20-25億美元。美國僅SpaceX一家，就在2021年融資15億美元；火箭實驗室（Rocket Lab）則通過特殊目的收購公司（SPAC）上市融資7.77億美元。
圍繞火箭零部件設計與制造，以及發射服務，這些來自中國的初創公司的探索與創新，正在開啟中國商業航天的未來。
本文系授權轉載，文章僅代表原作者觀點，不代表硬科技公衆号立場。
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