比单价,中国火箭已经不输SpaceX

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近日，中国卫通披露了上市企业年报，里面一则信息引起了网友注意：公司以人民币2.6亿元/发的平均价格，采购了2枚长征三号乙运载火箭，用于发射地球同步轨道通信卫星。

按现行汇率，2.6亿元人民币约相当于3600万美元，远低于SpaceX使用猎鹰9号火箭执行类似任务时6700万美元的公开报价。

SpaceX官网给出的猎鹰9号火箭将卫星送至地球同步转移轨道的报价，6700万美元对应运力为5.5吨。巧合的是，我国长征三号乙火箭执行同类任务的运力也是5.5吨，因此两者具有可比性。这一情况引起了不少网友的关注。一方面，中国航天产业的航天科技集团（即长征三号乙火箭提供方）去年底公开表态“对标SpaceX，集团公司整体上大而不强、大而不优，这与我们在航天领域率先实现强国目标还相去甚远”；另一方面，基于中国卫通披露的数字，我国火箭发射的实际价格并不高于SpaceX。中国航天的低成本优势是否属实？什么是我们面临的真正挑战？应该如何应对？01. 发射价格受众多因素影响中国火箭并不处于劣势人们一般用发射单位重量载荷的价格来衡量火箭成本控制水平（X万元/公斤），而互联网上不少资料都简单使用“公开报价/火箭最大运力”所得出的结果进行比较。这一做法有失偏颇。实践中，影响实际成本测算的因素还包括但不限于以下方面：1、火箭真正使用的运力往往低于理论极值。受整流罩容积、箭体结构强度、航天器重量密度、市场需求等因素限制，火箭特别是运力较大的型号，往往没有机会用尽潜力。例如美国猎鹰9号火箭，虽然其理论最大入轨能力高达22吨，但实际载荷一般不超过18吨；重型猎鹰火箭理论上可以发射26.7吨重的地球同步卫星，但其实际承运的最大商业载荷仅有9吨，而这已经是人类制造的最重商用通信卫星。2、履约模式。轨道独特（例如地球同步轨道卫星、星际探测器等）、时效性强、可靠性要求高和/或者保密的航天器，哪怕重量很轻，往往也采用“独家包箭”模式发射，这时火箭公司多少可以“敲”甲方爸爸一笔；而囊中羞涩的中小卫星研制企业，则倾向于与别家共享火箭或者搭某个大卫星的顺风车。这种情况下各方免不了一顿讨价还价；此外，如果甲乙方间存在上下级或者投融资之类“特殊”关系，定价也有可能偏离一般商业规律。3、估算误差。这是新兴航天公司常遇到的情况。火箭首飞前一年甚至更长时间，公司就要开始搜寻客户，这时火箭研发支出、发射时间、实际性能尚无定论，因此报价“仅供参考”。这种模糊的状态甚至会延续若干发火箭。4、价格明细。火箭发射，采购火箭需要资金，测控、保险等相关服务也需有偿购买。包含项目不同，价格可能也大相径庭。文章开头提到的长征三号乙火箭，有行业分析员认为2.6亿元可能仅是箭体和不含测控的发射服务采购价。如果加上测控和保险这两个必不可少的项目，单发总价应该在4.6亿元左右 – 即便如此，与国际同行相比仍然具有竞争力。正因为这些变数存在，所以火箭成本控制水平不应简单基于理论数据评估。事实上哪怕以低价著称的猎鹰9号，也承接过“黑店式”暴利生意，例如今年2月8日为NASA发射PACE地球观测卫星，收费8040万美元。这颗卫星仅重1.7吨，其目的地为676.5公里高度太阳同步轨道。任务难度对掌握液体火箭的国家来说基本只算入门水平（除非暗藏不为人知的技术要求），但每公斤载荷运费高达4.7万美元，约合34万元人民币。

PACE卫星示意图，来自NASA。不过，发射成本控制在较低水平，并不意味着中国各类火箭公司可以高枕无忧。另外两个短板，正在制约“新质生产力”时代我国航天产业的发展。02. 面向新兴大型星座发射需求我国单箭运力和发射频次成主要瓶颈近几年，全球卫星发射市场出现一个重大变化：以SpaceX星链为代表的巨型星座正在从蓝图变成现实，无论卫星数量还是入轨总重量，星座建设已经成为占据支配地位的任务类型。2024年，我国的大型通信星座也呼之欲出，无论国家主导的GW还是上海主导的G60星座，都已确定今年内开始建设。

2024年2月29日，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，随后成功将卫星互联网高轨卫星01星送入预定轨道。外界认为这标志着中国大型通信星座建设启动。图自《中国航天报》。我国大型星座有以下特点：1、规模庞大。无论GW还是G60，卫星数量均超过1万颗；2、时间紧迫。两个星座均应在2030年前后完成主要部署，否则入轨申请作废；3、成本控制要求高。星座按商业方式运营，包括发射在内，各环节成本设限；4、预计单颗卫星重几百千克至1吨左右，低轨卫星为主，尽量群发入轨。以上信息表明，我国即将进入星座建设高峰，期间每年需将数千颗卫星送入太空，对应重量超过1000吨。而2023年，我国入轨航天器数量221个，总重量155吨。可见仅仅是星座建设，就提出了10倍于当前的入轨能力要求，这还不包括空间站运用、深空探测、其它卫星发射等常规任务。不过这并非遥不可及的目标。2023年，美国实施了116次发射（其中96次为猎鹰系列火箭），入轨载荷总重量1214吨。我们国家只要拥有类似能力，就可以很好实施星座建设任务。与美国相比，我国当前短板主要体现在发射频次较低以及单箭运力不足两个方面。

2023年世界航天发射情况。图自《中国航天科技活动蓝皮书》（2023年）




美国猎鹰9号火箭（上）和我国长征三号乙火箭（下）。猎鹰9号理论最大载荷超过22吨，而我国常用于商业任务的型号，包括长征三号乙在内，最大载荷都不超过15吨，甚至只有几吨。03. 从认知到行动补齐短板，满足航天对运力的紧迫需求为了提升发射频次和单箭运力，笔者建议：1、加速发展运力与猎鹰9号相当的可重复使用商业火箭。这类产品运力和成本已经能够满足星座建设的迫切需求，且研发难度适中，有望在短期内取得突破。目前我国头部商业火箭公司均已发布这类产品规划，值得期待。


民营航天企业天兵科技研制的天龙三号火箭计划年内试飞，有可能成为我国首款对标猎鹰9号的产品。图自天兵科技。2、鼓励新建商业航天专用发射场所。发射台数量本身不是制约运力的重大因素。2023年SpaceX在猎鹰系列火箭“全年不掉链子”高可靠性助力下，仅用3个工位就创造了其它任何国家和机构无法企及的近百次发射纪录。但未来若干年内，我国新型商业火箭成熟度还无法与猎鹰系列比肩，如果多个型号共享少数发射设施，可能会出现连锁延误，影响发射频次。因此条件允许的情况下，依靠充足发射场资源平行实施多个任务，将是商业航天的更好选择。3、简化商业任务审批流程。传统航天多服务事关国家形象的重大任务，并主要围绕“保成功”制定了全套监管审批流程。但当前，行业特别是商业航天领域，迫切需要依靠航天器数量实现商业闭环和与其它国家争取太空资源；而公众舆论经过国内外行业教育，对试验挫折的态度已经趋于成熟理性。因此，行业规章制度也应当有所调整，对于商业任务，不妨将“保成功”调整为“保安全”（人员和不应承受相关风险的财产安全），鼓励参与者快速迭代，早出成果，满足紧迫的运力需求。综上所述，与世界航天综合实力最强国家相比，我们国家在火箭发射成本上不落下风，但在单箭运力和发射频次上，还存在明显短板，无法满足已经迫在眉睫的巨大发射需求。不过，解决方案已经在路上，而且非常有望在几年内开花结果。相信只要尊重科学、勇于探索，中国航天终将不负使命。