在人类探索宇宙的宏伟叙事中,航天历来都是令人神往的华彩篇章。随着科技的飞速发展,航天行业正迎来前所未有的变革。而我国在这场星际征途中,除了“国家队”作为“顶梁柱”之外,越来越多的民营企业担起重任。
星际荣耀作为中国第一家成功完成运载火箭入轨发射任务的民营商业航天企业,无疑是其中的佼佼者。这家名字既科幻又透着霸气的企业,自2016年10月成立以来,以惊人的速度成长,2024年入选《2024·胡润全球独角兽榜》,成为全球关注的焦点。其背后,是中信聚信、经纬、顺为、红杉等顶尖的市场化投资机构,以及金融街资本运营中心、上海科创基金、四川产业基金等政府背景基金的鼎力支持。
星际荣耀的董事长彭小波,拥有超过20年在航天领域的丰富经验。从北京航空航天大学毕业后,他便投身火箭相关工作,历任中国运载火箭技术研究院总体设计部运载火箭总体设计室主任、总体设计部副主任,参与了长征系列火箭的设计和研制,是国内较早投身商业航天领域的创业者。
2024年10月26日,嘉宾派・北京站访学走进星际荣耀,彭小波作为嘉宾商学实战导师,为嘉宾派企业家学员带来以《商业运载火箭的发展及实践》为主题的精彩授课,揭开航天世界的神秘面纱,探讨中国民营火箭企业的未来蓝图,一同探索遥远的星辰大海。
以下为授课部分内容精编版,Enjoy~
1、神秘的航天世界业外的朋友对于航空航天可能比较陌生,星际荣耀从事的商业运载火箭属于航天范畴。航空与航天的区分主要在于卡门线。卡门线一般海拔在100公里左右,是匈牙利裔美国科学家冯·卡门提出的太空和航空的分界线。一般认为,超过卡门线的飞行器飞行归类到航天,低于卡门线的飞行器飞行定义为航空。
此外,我们还会提到不同的轨道,比如用于空间站等大型设施的低轨地球轨道(LEO)、用于GPS和北斗导航系统的卫星运行的中轨地球轨道(MEO)、用于对地观测的太阳同步轨道(SSO)等等。
中国航天的概念,其实产生相对较早。历史上,明朝时期有位担任万户的官员被认为是载人航天的早期探索者之一。他尝试将自己绑在装有烟花的椅子上飞行,这被视为人类航天史上的早期尝试,尽管在当时这显然是悲剧性的。
谈到导弹,我们不能不提到纳粹德国的V1和V2导弹。V1导弹类似于带机翼的巡航导弹,而V2导弹则是经典的弹道导弹,没有机翼,只有尾翼。V2导弹成为了许多国家导弹的原型和基础。德国战败后,德国的科学家和设施被美国和苏联瓜分,美国带走了大部分工程师和科学家,包括著名的冯·布劳恩,他是美国探月工程的总设计师,也是V1和V2导弹的总设计师。
我国著名科学家钱学森曾参与美国对德国的军事接收工作。在接收工作后,冯·布劳恩来到了美国并领导了载人航天计划,为美国早期航天的奠基和发展做出了重大贡献。
苏联接收工作参与得晚,在德国只获取了一些设备和设施,包括V2导弹,这是最早的弹道式导弹。苏联将其改造成了自己的型号,这个型号后来成为中国东风一号导弹的原型。在中苏友好合作时期,苏联将仿制的V2导弹移交给中国,中国在此基础上研制了东风一号导弹,因此V2导弹成为了美国、苏联和中国导弹发展的重要原型。
世界上第一颗卫星由苏联发射,名为史泼尼克,也称为太空伴侣,发射日期为1957年10月4日,这一天成为了世界航天史上的重要日子。这一事件对全世界产生了巨大影响,尤其是在美苏冷战时期,苏联在航天技术上一度领先于美国。1957年10月4日,苏联成功发射第一颗人造卫星,对美国政治人物形成巨大压力,引发了关于体制和科研管理模式效率的讨论。
有些观点认为:是不是苏联这种模式更好?当时苏联率先做到了将卫星送入轨道,而美国还没做到,美国就有很大的压力,这也是后来促使美国建立NASA这个机构的主要驱动因素。当时第一个人造卫星只能做一些很简单的对地通信,或者是音乐播放。中国的东方红1号,就是只能播放个音乐。但是现在各种卫星的发展之下,我们的生活已经被航天技术的应用极大地改变了,同时也对整个军事策略产生了深刻的影响。
苏联的卫星发射成功,美国人把它叫太空界的珍珠港事件。1957年12月,苏联将一只狗送入太空,这只狗是在莫斯科街头捕获的流浪狗,经过简单处理后被装入卫星发射升空。虽然这只狗当时因为在太空的一些条件限制,很快就死亡了,但它的名字和故事被永远记录在航天史上,也为后续的载人航天积累了宝贵经验。
当时,美国对此非常紧张,于是在1958年1月31日发射了探险者1号卫星,这是美国第一颗成功进入太空的卫星,使用了朱诺1号火箭(Juno I rocket)。这也是美国在太空竞赛中追赶的重要一步。
而前苏联在1961年将宇航员尤里·加加林送入太空,他成为了第一个进入太空的人。从1957年苏联发射第一颗卫星,到1961年第一次载人航天的成功,仅用了四年时间,这个进度非常激进和迅速。
星际荣耀的董事长彭小波在嘉宾派课堂授课
事实上,尤里·加加林在首次进入太空时,面临着极高的风险。当时,美国的设计师系统对他的返回成功率并不乐观。加加林乘坐的飞船叫东方号,在返回过程中非常原始和危险。在距离地面约3公里时,加加林需要从飞船中跳出并使用降落伞着陆,而返回舱在另一个地点着陆。这个过程非常危险,需要精确判断高度并及时跳出舱门,任何失误都可能导致严重后果。
尽管风险巨大,加加林的首次飞行还是取得了成功,他因此成为人类历史上第一个进入太空的人,这是一个永恒的荣耀。然而,加加林在后来的一次飞行训练中不幸遇难,这提醒我们宇航员所承担的风险。
冷战时期,苏联在航天领域多次取得领先,包括发射第一颗人造卫星、执行第一次太空行走、建立第一个空间站以及首次将女宇航员送入太空。这些成就给美国带来了巨大压力。1962年,美国总统肯尼迪宣布了阿波罗计划,目标是将人类送上月球,以证明美国在航天技术上的竞争力。从1962年阿波罗计划启动,到1969年7月阿波罗11号成功登月,美国仅用了7年时间。
阿波罗计划的成功,成为了美国航天史上的一个里程碑。这项成就极其不易,以至于尽管美国在后来的几十年里一直试图重返月球,却未能再次执行类似的登月任务。
这导致一些人质疑阿波罗计划的真实性。从行业角度来看,阿波罗计划无疑是真实的。组织30万人长期维持一个谎言是不可能的。历史上,美国宇航员阿姆斯特朗在被问到登月是否为假时,他不分说,挥拳就打。他后来解释,他们冒着生命危险,众多工程师长时间努力,国家付出了巨大代价,这是一次伟大的实践。对于质疑其真实性的人,他无需解释,甚至有些愤怒。
从专业技术角度来看,阿波罗计划的真实性不容置疑。在冷战最激烈的时期,如果苏联人发现阿波罗计划是假的,他们肯定会揭露。但事实上,苏联从未站出来宣称美国人没有登上月球。这是一个简单的逻辑。
中国的航天事业受到了航天之父钱学森的重要影响,他是冯·卡门的学生,也是美国加州理工学院空气推进实验室的创始人之一。钱学森是空气动力学领域的著名学者,他回国后对中国航天事业起到了极大的促进作用。他是中国当时唯一见过并研究过导弹的人。毛主席和周总理都曾接见他,并就航天发展进行了交流。
钱学森为中国定下了航空航天这个说法,也制定了发展航空航天事业的计划纲要,他建议国家先发展航天,再发展航空。他认为航天是一种进攻性武器,射程更远,且当时中国的国情更适合发展航天。而航空产品虽然看似简单,但由于涉及载人飞行,对安全性和可靠性有更高要求,因此并不是那么容易发展。钱学森的这一建议,对中国航天的奠基和早期发展起到了重要作用。
1970年,中国成功发射了第一颗人造卫星东方红一号,使用的运载火箭是长征一号,该火箭是基于东风导弹改进而来的。东方红一号的研制,最初由中国科学院负责;而运载火箭长征一号,则是在国防部第五研究院进行开发,到了1970年其已经发展更名成为七机部。这些部门,后来演变成了航天科技集团和航天科工集团的前身,即航天总公司。
航天总公司的前身是航空航天部,负责卫星研制的团队最初在中科院,但后来整体转到了七机部,由七机部牵头。这就是“一院搞火箭,五院搞卫星”的由来。五院后来加入了中科院和一部分一院的人员,成立了空间技术研究院,即现在的中国空间技术研究院。因此,中科院常被称为中国卫星的诞生地,这个说法也不无道理,因为中科院最早承担了研制工作,后来工作转移到了五院。
航天的发展可以分为几个阶段:从V2导弹开始,一直到1945年,这是一个探索阶段;1945年到1991年是冷战时期的高速发展阶段,以美苏两国为主导,包括探月等任务都在这一时期完成;1991年到2015年,随着冷战结束,世界航天进入了一个低潮期。因为之前的竞技状态不再,苏联解体,美国探月成功,国际空间站建设,似乎不再需要比拼。
直到2015年,Space X成功实现了一级火箭回收,实现了火箭复用,凭借在商业和运作上的成功经验,让人们开始重新审视航天的发展路径。更重要的是,激活了全社会对航天本身意义的思考,也拉开了人类大规模探索和应用宇宙的序幕。
嘉宾派学员在授课现场
2、中国版Space X的崛起Space X公司颠覆了整个航天产业。在Space X出现之前,美国的波音、洛克希德·马丁,中国航天科技集团,俄罗斯的能源联合体等都有各自的专长,但Space X的出现打破了这一格局。它发射次数非常惊人,2024年计划发射144次,截止目前已完成101次发射,占到全球发射次数的90%以上。如果按送入轨道的重量计算,Space X可能占到全球发射入轨重量的97%以上。
Space X之所以能做到重塑行业格局,就是通过一子级火箭的重复使用,显著降低了发射成本。美国波音和洛克希德·马丁的宇宙神5号和德尔塔4号火箭的发射价格在四五亿美元,而Space X具有回收技术的猎鹰9号发射成本仅为6500万美元,每公斤发射价格约为5000美元。如果后续starship+super heavy也能重复使用,那么每公斤的价格还会指数级别下降,可能只要每公斤400美金-500美金。
这种技术难度很大,也大大拉开了Space X和其他企业的差距。如果以猎鹰9号2015年12月的首次成功回收为基准,其他国家要是明年能够实现发射和回收成功,差距可能是10年;如果starship+super heavy回收成功,那么差距甚至可能超过15年。
近几年,中国在这一领域发展也很快,其中就包括星际荣耀。2019年7月25日,星际荣耀的SQX-1 Y1火箭成功入轨,成为中国第一家、全球第三家将火箭成功送入轨道的民营运载火箭企业。在此之前,私人运载火箭只有美国的Space X、 Rocket Lab实现了入轨成功 。
去年11月2号,星际荣耀研制的双曲线二号可重复使用液氧甲烷验证火箭(SQX-2Y)成功完成垂直起降发射,在经过检测后,在12月10日进行了再次飞行及回收。这对中国航天具有重要意义,因为它是国内首次使用1:1比例的真实火箭而完成的垂直回收、垂直起降的实验,标志着国内在可重复使用运载火箭技术上取得重大突破。
而目前研制中的双曲线三号更为先进,其长度69.6米,直径4.2米,起飞质量491吨。双曲线三号一次性的运载能力达到了14吨,相当于长征七号的运载能力,而在低地球轨道(LEO)航迹回收运力达到了8.5吨, 相当于长征载人航天火箭的运载能力。
双曲线三号预计明年年底计划实现首飞入轨和回收,其决定采用岸上发射、海上回收的模式。预计在明年5月份左右完成一艘回收船和测控船的建造,并开始相关实验。
应用这种模式的原因在于:采用回收船回收的模式对发射点和回收点的设置比较灵活,对任务的适应性比较好。
此外,星际荣耀在北京的运载火箭生产基地包括火箭总装生产线、贮箱生产线、铆接生产线、导管生产线、机加生产线及检测中心,预计2025年全部投资到位并达产;在海南文昌筹建的可重复使用火箭复用厂房,预计2025年6月投入使用。
嘉宾派学员走进星际荣耀运载火箭生产基地
3、航天发射的市场新纪元近几年,随着Starlink技术的需求,卫星发射次数快速上升,已经达到了历史的最高时期。
卫星的主要应用可以归为:通信、导航和遥感。
对于个人用户来说,接触最多的是通信和导航,比如开车时使用的高德、百度或腾讯地图;长途电话则会动用地球同步轨道(GEO)轨道上的通信卫星来实现。
遥感主要是军队、政府以及林业、农业和抗震部门使用,国际上遥感图像的最高分辨率大约是0.1米左右,中国的卫星也能达到这一精度。例如,通过卫星的照片,可以看到村口有车停着,有人摆桌子收羊,甚至可以数出羊的数量。
目前发射市场最主要的用户,就是通信领域中的低轨互联网星座计划——Starlink,美国已经发射了超过7000颗卫星,并在全球数十个国家拥有约400万用户,且数量正在快速增长。Starlink的直连技术也在实验中,未来普通手机有希望可以直接连接卫星,不需要额外设备。国外已经有报道显示,三星和苹果手机已经实现直接连接卫星的功能,预计不久后会推向市场。
在Starlink推出之前,1957年至今,全球共发射4,000多颗卫星,但Starlink计划未来一期和二期分别计划发射12,000颗和45,000颗卫星,会带来巨大增长。而且这些卫星的寿命大约为五年,因此每年大约有2,000多颗卫星需要更新。如果使用运载火箭,即使是每次发射20颗卫星,每年也需要100次发射来满足一个星座的需求。
我们国家现在也在进行类似Starlink计划,有自己的星座。预计这个行业未来的5到10年后,每年至少需要100次到200次火箭发射来满足市场需求。
而且发射市场也是一个TO B的开放市场,不会形成垄断。我们与客户接洽时发现,他们对价格非常敏感,并没有固定的比例分配给国家队或民营企业,而是更看重谁能提供性价比更高的服务。
星际荣耀的目标,就是双曲线三号(SQX-3)系列中的大型可重复使用火箭,在项目助力和组网任务牵引下,2025年完成入轨首飞及回收,2026年完成复用飞行,2030年具备25发/年的发射能力。其目的就是结合商业发射工位和复用火箭产业建设,形成大规模、可靠、经济的进入空间能力。
星际荣耀还希望建立产业化生产基地,实现批量生产。Space X目前面临的问题,就是火箭生产速度太快,回收的火箭也需要存放,因此没有足够的合适存放空间。我们正在全国多地布局产能,包括四川、陕西和广东。其中,国家在进行“三线建设“,推动东部产业向西南地区转移。西南地区拥有良好的产业基础,与我们的产业布局非常契合。就像川渝地区产业基础扎实,对于企业来说,协作配套半径小,成熟人才也相对容易获得,管理成本也能够降低。
嘉宾派学员在授课现场
4、星际征途,不屈之心2019年7月25日,星际荣耀的SQX-1 Y1火箭成功入轨,成为中国第一家、全球第三家将火箭成功送入轨道的民营运载火箭企业,在此之前,私人运载火箭只有美国的SpaceX、 Rocket Lab取得了入轨成功 。那个时候有一种踌躇满志的感觉,但这个市场总会教育你,体会到生长的不容易。
星际荣耀之后也经历了失败和挫折。在2021年至2022年,星际荣耀的双曲线一号运载火箭接连三次在发射过程中出现异常。
而且,现在的火箭行业距离盈亏平衡点还有一段距离,因此融资对公司来说非常重要。两年前或三年前,经济环境可能比现在更活跃,现在市场上的资金没有以前充裕,融资周期也变长了。
随着近两年市场状况变化,在融资过程中也学习到了一些心得,比如:要在不需要钱的时候就开始寻找资金;要在融资过程中注重确定性而不是金额;根据不同的资金属性确定融资顺序等。
在观众提问环节,有人问我创业到现在是什么心态,如何面对挫折与挑战?
我觉得,无论是在什么行业创业,心力都是非常重要的。面对再大的挫折、困难或委屈,我们都要坚信自己能够成功,并且要竭尽全力去实现目标。特别是在火箭行业,结果非常明确,只有成功和失败两种,没有中间地带。成功了,大家喝完庆功酒,然后再开始下一次发射;失败了,我们面临的是来自用户、股东、政府和监管机构的巨大压力。
但是,我们都知道,一旦走上创业这条路,接受了投资者的资金,就没有退路。因此作为企业的领导者或核心骨干,我们必须具备强大的心理承受能力。虽然由于经济周期、环境变化等不可控因素,有些工作会受一些影响。但只要还在创业过程中,我们就应该拼尽全力。
有一句话很鼓舞我:“凡所发生,都有利于我”。有时,我也会感到焦虑、迷茫甚至挫败,但这些情绪都是暂时的,我们都将继续前进。
分享 | 彭小波 星际荣耀的董事长
作者 | 王佳瑜
出品 | 嘉宾商学