新太空競賽開場 預計中國民營火箭也將在今年首飛

美國東部時間2月6日，太空探索技術公司（SpaceX）打破了由聯合發射聯盟（ULA）保持了多年的記錄，成功發射的獵鷹重型火箭（Falcon heavy）將運載火箭的近地軌道運載能力提升至63.8噸。

在此之前，這一記錄是由ULA製造的德爾塔4重型火箭（Delta IV Heavy）實現的28.8噸，該火箭於2004年首次發射，但因發射成本極高，主要為美國政府、軍方提供發射服務。

值得一提的是，獵鷹重型不僅是目前運力最強的火箭，同時也是「最便宜」的火箭。NASA此前曾對美國太空發射成本進行統計分析指出，獵鷹重型是目前單位發射成本最低的火箭，其9000萬美元的官網發射報價低於德爾塔4重型的3.36億美元。從單位質量載荷成本來看，獵鷹重型單位發射成本為1141美元/千克，更是遠低於後者的11660美元/千克。

作為太空時代的唯一交通工具，運載能力的提升以及成本的大幅下降正在掀起革命。正如SpaceX創始人馬斯克的宣言，一場新的太空競賽正在上演。

低成本革命

上一輪太空競賽發生在二十世紀的50、60年代，美國、前蘇聯為爭奪航天地位而展開一系列競賽，人造衛星、空間探測、載人航天、登月、軍事等領域科技實力在此期間突飛猛進，這場完全以國力為資源的競賽也奠定了今天商業航天的基礎。

近年來，隨著各國政府、企業太空活動的不斷增加，包括衛星、火箭在內的航天產業開始走出軍事、政府領域，大規模投入商業市場，而相應的衛星、火箭產品也在發生巨大的變化。

以衛星為例，根據UCS（Union of Concerned Scientists）衛星資料庫統計，截至2017年8月31日，全球在軌運行的衛星1738顆，其中屬於軍事、政府衛星約844顆，商業衛星767顆，民用衛星127顆，民用、商業衛星佔比達到51.4%。而在美國，民用、商業衛星494顆，軍事、政府衛星309顆，民用、商業衛星佔比已達61.5%。在這份數據中，美國以803顆衛星排在世界首位，中國以204顆衛星排在第二位。

因商業航天高速發展，衛星發射數量也在急劇攀升。2013年，全球發射衛星數量首次破百，達到110顆；2016年，這一數字攀升至169顆。2017年的1-8月，全球發射衛星數量達到310顆。

這主要歸因於衛星產業的變革。與國家級高質量、多功能、更可靠、高成本的大衛星不同，近年來的商業衛星公司主要在發射微小衛星、微納衛星。一般而言，大衛星以噸為單位，而小衛星重量普遍在100-500千克，10-100千克的衛星被歸類為微衛星，納衛星重量則在1-10千克。

2017年2月，美國衛星公司Planet Labs一次就發射了88顆微納衛星，用於組建遙感星座，這種衛星質量只有3千克，通過縮小體積大幅降低生產、發射成本，同時也可以通過大量發射低成本衛星提高容錯率、降低風險。

除了Planet Labs之外，OneWeb、勞拉等商業衛星的公司，以及波音、三星等巨頭也均致力於微納衛星。SpaceX在2016年11月曾向FCC（美國通信委員會）提交了包含4428顆衛星的星座計劃，中國新進發射的北斗、墨子號、悟空號等衛星也均為微小衛星。體積小、成本低的微小衛星組網正在成為衛星市場的主流趨勢。根據目前國內外公司規劃數據，未來發射的微小衛星數量過萬顆。

龐大的微小衛星發射市場也使得商業火箭公司開始追求更低的發射成本，圍繞這一趨勢誕生了多家火箭公司。其中美國初創公司Vertor Space、Roket Labs等公司的火箭發射報價已經低至300萬美元，每次發射載荷重量在100千克以上。當然，國內長征十一號、快舟一號，以及零壹空間、翎客航天等民營創業公司也均瞄準這一爆發中的市場。

火箭競賽

除了火箭小型化之外，降低火箭發射成本最主要的方式是實現火箭回收。由於火箭發射中一級火箭成本佔比達到90%以上，如果能夠成功回收並重複利用，可以大幅降低發射成本。

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