6月12日，在2025第九屆上海國(guó)際航空航天技術(shù)與設(shè)備展覽會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“上海航展”）現(xiàn)場(chǎng)，第一財(cái)經(jīng)記者在現(xiàn)場(chǎng)與多位商業(yè)航天零部件供應(yīng)商交談后了解到，隨著材料輕量化、研發(fā)迭代提速以及衛(wèi)星成本的下探，中國(guó)商業(yè)航天或許正迎來(lái)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
與此同時(shí)，在上海航展的現(xiàn)場(chǎng)，美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）是從業(yè)者們頻頻向記者提及的關(guān)鍵詞。部分從業(yè)者認(rèn)為，盡管與SpaceX之間仍存在差距，但在技術(shù)迭代、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同等方面的持續(xù)突破，正為中國(guó)商業(yè)航天打開新的增長(zhǎng)局面。
從不銹鋼到鋁合金，SpaceX是“參考答案”？
在上海航展的某一處展臺(tái)內(nèi)，三塊碩大的金屬薄片斜靠在墻面上，吸引了不少參展觀眾駐足圍觀。
天津天鍛航空科技有限公司的工作人員馬江澤向第一財(cái)經(jīng)記者介紹，這些薄片其實(shí)是火箭儲(chǔ)油箱的底蓋，業(yè)內(nèi)通常將其稱之為“瓜瓣兒”。
“八片或者十六片‘瓜瓣兒’能完整地拼成一個(gè)底蓋兒。”馬江澤說(shuō)，今年帶到上海航展上的“瓜瓣兒”有兩種材質(zhì)，“顏色深一點(diǎn)的是不銹鋼的，淺一點(diǎn)的是鋁合金的，重量更輕也更便宜”。
鋁合金的密度大約為2.7g/cm3，遠(yuǎn)低于不銹鋼的7.9g/cm3，這意味著火箭儲(chǔ)油箱整體的重量都能夠“減負(fù)”。馬江澤告訴記者，從整體的成本上來(lái)看，火箭的重量每減少一公斤，就能節(jié)省數(shù)萬(wàn)元的燃料開支。更輕的儲(chǔ)油箱還能為火箭騰出更多空間裝載推進(jìn)劑或其他有效載荷。
“馬斯克的SpaceX不就是這么做的嘛。”在上海航展的現(xiàn)場(chǎng)，SpaceX是包括馬江澤在內(nèi)的商業(yè)航天從業(yè)者不斷向記者提及的關(guān)鍵詞。
2010年，SpaceX的可回收式中型運(yùn)載火箭獵鷹-9號(hào)完成首次發(fā)射。在后期的逐步發(fā)展中，獵鷹-9號(hào)運(yùn)載火箭的二級(jí)液氧和煤油貯箱的共用箱底開始采用2195鋰鋁合金，降低了整體的成本。
“過去的火箭發(fā)射是一件‘不允許失敗’的事情，因此在火箭材料的選取上，成本不是優(yōu)先級(jí)最高的考慮指標(biāo)。”深圳市金石三維打印科技有限公司的工作人員劉虎能（化名）在3D打印這一行做了超過六年，訂單大多來(lái)自于3C電子行業(yè)。直到最近三年，他開始接到了商業(yè)航天的訂單。“一開始可能是一些渦輪泵部件，后來(lái)在商業(yè)衛(wèi)星的零部件，比如散熱器、支架等零部件的供應(yīng)上，也可以用3D打印技術(shù)了。”
在3D打印技術(shù)被應(yīng)用到商業(yè)航天領(lǐng)域之前，航天零部件的制造周期通常都在2-3個(gè)月。涉及設(shè)計(jì)拆解、開模鑄造、冷卻組裝、檢測(cè)處理等步驟，需要完整且可靠的生產(chǎn)流水線。而現(xiàn)在，“從拿到設(shè)計(jì)圖紙到交付成品，我們只需要大約一周時(shí)間，而且可以靈活進(jìn)行小批量定制，優(yōu)勢(shì)非常明顯。”
這種制造方式也加速了商業(yè)航天研發(fā)團(tuán)隊(duì)的迭代節(jié)奏。“以低成本為宗旨，邊想邊干，快速迭代，逐步逼近極限。”如今，這套模式已經(jīng)不再是SpaceX的獨(dú)有路徑，依托國(guó)內(nèi)完善的工業(yè)供應(yīng)鏈，劉虎能說(shuō)，中國(guó)商業(yè)航天的追趕步伐正在加快，“有時(shí)火箭交付后一周內(nèi)，我們就能拿到反饋并進(jìn)行調(diào)整，這種反饋速度比幾年前快了一倍以上，比海外供應(yīng)鏈會(huì)更快。”
衛(wèi)星成本“打下來(lái)了”，差距仍待彌合
“今年我們的出貨量相比去年有了明顯增長(zhǎng)。”上海天安軸承技術(shù)公司作為國(guó)內(nèi)商業(yè)衛(wèi)星企業(yè)的上游供應(yīng)商，其技術(shù)支持人員吳俊毅在接受第一財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)表示，他判斷2024年國(guó)內(nèi)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)一輪“爬坡期”。
銳仕方達(dá)數(shù)據(jù)顯示，2024年全球衛(wèi)星制造收入達(dá)2993億美元，中國(guó)衛(wèi)星制造總收入132億元，預(yù)計(jì)2025年突破166億元。部分行業(yè)頭部企業(yè)在2024年的衛(wèi)星制造成本較2020年下降60%。
談及與SpaceX“星鏈”計(jì)劃的競(jìng)爭(zhēng)，一位中國(guó)商業(yè)衛(wèi)星企業(yè)高管指出，中美在“單位公斤成本”上的差距正在縮小，但在火箭的運(yùn)載能力和可回收技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)依然存在短板。目前，中國(guó)的火箭回收技術(shù)仍處于試驗(yàn)驗(yàn)證階段，需要通過“快速發(fā)射—在軌反饋—迭代優(yōu)化”的閉環(huán)模式，加速實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破。
“相比火箭，衛(wèi)星的發(fā)展會(huì)快一些。”這位高管表示，“傳統(tǒng)衛(wèi)星研發(fā)周期長(zhǎng)，而我們現(xiàn)在通過高頻發(fā)射，把實(shí)驗(yàn)室搬上太空，實(shí)現(xiàn)軟件升級(jí)與硬件迭代并行推進(jìn)。”
根據(jù)北京空間科技信息研究所披露的數(shù)據(jù)，2024年，全球共進(jìn)行265次運(yùn)載火箭發(fā)射，入軌航天器2795顆，發(fā)射次數(shù)同比增長(zhǎng)超過18%。其中，美國(guó)與中國(guó)發(fā)射次數(shù)最多，過去一年，美國(guó)共發(fā)射154次，入軌航天器2399顆，SpaceX公司發(fā)射的“星鏈”衛(wèi)星占絕大部分。中國(guó)則共實(shí)施68次發(fā)射，入軌航天器257顆。
差距仍然存在。星際榮耀液體火箭總設(shè)計(jì)師季海波在去年接受媒體采訪時(shí)透露，公司計(jì)劃在2025年底，發(fā)射能夠成功入軌并可回收的火箭雙曲線三號(hào)，“如果我們能夠成功，那就相當(dāng)于達(dá)到了SpaceX在2015年時(shí)的水平”。
成都奇航電子股份有限公司華東片區(qū)銷售經(jīng)理林祉佯向第一財(cái)經(jīng)記者表示，當(dāng)前該公司生產(chǎn)的風(fēng)機(jī)呈現(xiàn)出了定制化的趨勢(shì)。“火箭打多高、實(shí)際載荷和飛行時(shí)間都對(duì)零部件產(chǎn)生要求，我們通常都會(huì)根據(jù)訂單需求進(jìn)行定制化的生產(chǎn)，而非用標(biāo)準(zhǔn)件。”他認(rèn)為，“鏈主”型的企業(yè)在當(dāng)前商業(yè)航天的發(fā)展階段是非常重要的。
“只有企業(yè)敢于下達(dá)確定性訂單，供應(yīng)商才有足夠的信心加大研發(fā)和迭代的投入。”林祉佯表示，商業(yè)航天領(lǐng)域的零部件研發(fā)是一個(gè)典型的周期性過程。“以我們的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品為例，大約在2015年我們開始布局國(guó)產(chǎn)替代化的自主研發(fā)，需要根據(jù)不斷變化的市場(chǎng)需求，整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游的資源進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)與持續(xù)優(yōu)化，整個(gè)過程大約花了五年時(shí)間。”
他判斷，隨著商業(yè)航天在未來(lái)進(jìn)入規(guī)模化放量階段，供應(yīng)鏈的響應(yīng)速度和技術(shù)迭代節(jié)奏都將進(jìn)一步加快。“也許今天看起來(lái)，我們還需要十年來(lái)追趕，但在日益完善的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同之下，中國(guó)商業(yè)航天實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的時(shí)間，可能會(huì)比想象中更短。”
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