隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展和航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模的日益擴大，我國及全球的商業(yè)航天迅速發(fā)展，除目前主流的衛(wèi)星發(fā)射外，以太空旅游、太空殯葬等為代表的商業(yè)火箭發(fā)射活動也是不斷取得新的進展。而那些我們最初覺得遙不可及的太空挖礦、洲際交通運輸?shù)纫仓鸩竭~入大眾的視線，成為未來的發(fā)展方向。
1：什 么 是 商 業(yè) 火 箭
商業(yè)航天是指采用市場化機制以獲取商業(yè)利潤為首要目標而開展的航天活動。其中，商業(yè)火箭是我國當前展開商業(yè)航天活動的主要方式之一。
商業(yè)火箭發(fā)射的應(yīng)用場景
資料來源：公開信息整理、《2021中國的航天》
2：發(fā)展進程與相關(guān)政策指引
發(fā)展進程
中國商業(yè)火箭的發(fā)展進程
資料來源：公開信息整理
部分相關(guān)政策
部分促進商業(yè)火箭發(fā)展的相關(guān)政策
資料來源：公開信息整理
3：現(xiàn)階段商業(yè)火箭發(fā)射的底層路徑
發(fā)射的產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成（以發(fā)射衛(wèi)星應(yīng)用為主）
商業(yè)火箭發(fā)射的產(chǎn)業(yè)鏈條
資料來源：公開信息整理
注：
1. 火箭公司一方面需要與衛(wèi)星客戶對接，承攬商業(yè)發(fā)射訂單；另一方面也需要同時對接供應(yīng)商、發(fā)射場與保險公司；
2. 火箭上還有一些不直接影響飛行成敗并由箭上設(shè)備與地面設(shè)備共同組成的系統(tǒng)，例如遙測系統(tǒng)、外彈道測量系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和瞄準系統(tǒng)等。
另外，當前我國商業(yè)火箭主要作為運輸工具為衛(wèi)星公司等客戶提供發(fā)射服務(wù)，將其衛(wèi)星等載荷送入預(yù)定軌道，并收取發(fā)射服務(wù)費（重量/單發(fā)計價）。發(fā)射過程中，同時可提供火箭冠名、箭體廣告、直播廣告等服務(wù)并收取廣告費。（太空旅行、太空殯葬、太空挖礦等新興應(yīng)用場景在后續(xù)商業(yè)火箭持續(xù)發(fā)展中也會帶來新的盈利點）
燃料結(jié)構(gòu)技術(shù)對比
現(xiàn)階段按照推進劑不同，我國主流運載火箭主要分為固體燃料火箭和液體燃料火箭。從全球火箭型號來看，除中國外，其他世界各國主流火箭都為液體火箭。
固體火箭與液體火箭對比圖
資料來源：Britannica 官網(wǎng)
其中，固體火箭相較液體火箭的最大優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)簡單，可以長期儲存，快速響應(yīng)，發(fā)射地點靈活，在軍用領(lǐng)域、自然災(zāi)害等緊急情況下使用意義重大。但從商業(yè)航天發(fā)射的低成本競爭角度看，固體火箭競爭激烈，單位發(fā)射價格沒有絕對優(yōu)勢。（無論在技術(shù)成熟度、發(fā)射市場價格、響應(yīng)周期、制造成本等各方面對無法與國家隊相比，另外，我國的固體燃料由國家掌控，民營企業(yè)在此方向上還會有供應(yīng)鏈風險）
而液體火箭作為可回收重復(fù)使用技術(shù)的基本條件，相比于固體火箭其不僅推重比大、推力可調(diào)節(jié)，燃料成本也更低。
所以，若要快速推動我國商業(yè)火箭的發(fā)展進度，并在后續(xù)的競爭中以低成本的優(yōu)勢脫穎而出，液體燃料火箭的選擇是毋庸置疑的，目前我國商業(yè)火箭企業(yè)競爭也正是聚焦于此。
固體火箭與液體火箭優(yōu)劣勢對比
資料來源：公開資料整理
在此，基于液體火箭燃料的選擇也頗為講究。目前常見的推進劑有3種，分別為：液氧煤油、液氧甲烷和液氧液氫。而前兩種則是目前全球的主流路徑，各有利弊，如何選取也是依據(jù)各家企業(yè)的戰(zhàn)略布局。
相對來說液氧煤油安全性最高、易保存，是當下運用最廣泛的燃料之一；而液氧甲烷則方便制取、比沖相對更高，且不易積碳，可重復(fù)次數(shù)更高（適合運用在后續(xù)星際飛行、載人旅游中）；液氧液氫雖然比沖最高，但不穩(wěn)定且造價相對更高。
常見液體燃料火箭的推進劑對比
資料來源：公開資料整理
回收技術(shù)路徑
為進一步降低成本，回收的路徑顯得尤為重要。一般來說，運載火箭的回收復(fù)用方式可以分為傘降回收、帶翼飛回和垂直回收三種。傘降回收是一級火箭完成級間段分離后使用降落傘進行回收的方式，成熟度高，但其對著陸地形要求高，落地即報廢，并不能達到回收降本的作用；帶翼飛回則是配備機翼結(jié)構(gòu)的一級火箭利用空氣動力滑翔降落的回收方式，落地精度高，但對運載力的損失大且目前只是停留在設(shè)計概念。
垂直回收則是全球火箭回收方式的主流，該方式是通過重啟一級火箭發(fā)動機以減速并調(diào)整成和地面垂直的姿勢回到指定地點的回收方式。主要分為 3 個階段：1）陸上回收；2）海上回收；3）“超級筷子”，不僅精準落地且運力損失小，還能縮短發(fā)射周期。
（例如以 SpaceX 獵鷹 9 號為例，初步測算垂直回收復(fù)用后的火箭成本約為初始成本的 44%。同時，以 SpaceX公司所有可回收利用的型號與全球主流火箭成本進行對比，也能進一步感知到回收技術(shù)在后續(xù)競爭中的重要性）
運載火箭回收復(fù)用技術(shù)分類與發(fā)展
資料來源：Space 官網(wǎng)，中國運載火箭技術(shù)研究院
獵鷹9號一級回收飛行剖面圖
資料來源：公開信息
全球主流火箭成本對比
資料來源：Visual Capitalist 官網(wǎng)
4：市 場 規(guī) 模
中國商業(yè)航天的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)
我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈總體可分為上中下游三個環(huán)節(jié)
產(chǎn)業(yè)鏈上游參與者為衛(wèi)星制造企業(yè)，人造衛(wèi)星整星一般由衛(wèi)星保障系統(tǒng)和衛(wèi)星載荷構(gòu)成，占整個產(chǎn)業(yè)規(guī)模的 7%左右；
產(chǎn)業(yè)鏈中游主體為衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)企業(yè)及地面設(shè)備制造企業(yè)，其中運載火箭是商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射的主要提供方，箭體結(jié)構(gòu)、動力裝置、控制系統(tǒng)中的制導(dǎo)系統(tǒng)及其附加系統(tǒng)中的電氣系統(tǒng)是運載火箭主要構(gòu)成，占整個市場規(guī)模的 3%，2021 年此細分市場規(guī)模達到 379 億元；預(yù)計 2024 年將達到 701 億元；而地面設(shè)備包括衛(wèi)星測控設(shè)備和衛(wèi)星終端技術(shù)設(shè)備，與下游的衛(wèi)星應(yīng)用與運營企業(yè)端占比相同，兩者相加占到整個市場的 90%。
中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)
資料來源：AET-電子技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)
中國商業(yè)航天的市場規(guī)模
在政策和資本等多方加持下，2015-2021 年中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)保持著 22.3%的年均復(fù)合增長率。根據(jù)艾媒咨詢數(shù)據(jù)顯示，2020 年中國商業(yè)航天市場規(guī)模已經(jīng)突破 1 萬億元；預(yù)計未來 3 年，產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)以超 20%的增長率進行擴張，預(yù)計 2022 年將突破 1.5 萬億元，2024 年有望達到 2.3 萬億元。
2015-2024年中國商業(yè)航天市場規(guī)模及預(yù)測
中國商業(yè)火箭主流發(fā)射衛(wèi)星市場規(guī)模預(yù)測
（未包含補網(wǎng)）
假設(shè)條件：
2022-2028 年
1、根據(jù)現(xiàn)有組網(wǎng)計劃（如下表），因星網(wǎng)工程構(gòu)建的還存在不穩(wěn)定性，假設(shè) 2028 年之前先不考慮星網(wǎng)計劃的發(fā)射，大約尚有 3000 顆衛(wèi)星尚未發(fā)射，計劃在 2028 年發(fā)完。所以設(shè)定 2022年發(fā)射增長率為 25%，2023-2028 則每年再前一年的基礎(chǔ)上再增加 5%的增速，到 2028 年基本發(fā)射完成；
2、目前市場上的組網(wǎng)計劃以小衛(wèi)星為主，假設(shè)占比為 90%，平均重量為 200kg；大衛(wèi)星占比為 10%，平均質(zhì)量為 1000kg;單價 2025 年之前為 6w/kg，后續(xù)隨著可發(fā)射公司增多，將降為 5.5w/kg；3.2021 年實際發(fā)射衛(wèi)星 102 顆。
根據(jù)現(xiàn)有假設(shè)條件，每 7 年為一個組網(wǎng)周期，預(yù)計 2022-2028 年商業(yè)火箭純發(fā)射市場規(guī)模將達到 163.27 億元。
我國已公布現(xiàn)有星座組網(wǎng)計劃表
資料來源：公開信息整理
2022-2028年商業(yè)火箭純發(fā)射市場規(guī)模預(yù)測表
2029-2035 年
1、星網(wǎng)計劃發(fā)射開始，每年在 2028-2034 年基礎(chǔ)上以 10%增速上升，到 2035 年組網(wǎng)完畢；
2、假設(shè)到 2029 年國內(nèi)企業(yè)在可回收上已取得成功，發(fā)射成本將進一步下降至 4w/kg；3.星網(wǎng)計劃中小衛(wèi)星平均重量為 300kg,占比依舊為 90%左右。
根據(jù)現(xiàn)有假設(shè)條件，2029 年后，市場步入快速發(fā)射時期，預(yù)計到 2035 年規(guī)模將達到 591.04億元。
2029-2035年商業(yè)火箭純發(fā)射市場規(guī)模預(yù)測表
注：
1. 小衛(wèi)星大多數(shù)都是形狀、體積的差異很大，不好大批量的裝載，使用小火箭更適配；
2. 沒有特定的軌道面， 需要到達的地方不一樣，小火箭更方便、易控。
5：市 場 競 爭 格 局
當前我國商業(yè)航天行業(yè)呈現(xiàn)出主體多元、模式多樣的競爭格局。而商業(yè)火箭企業(yè)在經(jīng)歷了一段時間的“洗滌、沉淀及發(fā)展”后在相關(guān)的發(fā)展上也存在一定的差異。
國內(nèi)外部分商業(yè)火箭企業(yè)情況對比圖
資料來源：各公司官網(wǎng)、公開信息整理
注：
國家隊以航天科技、航天科工兩大央企集團參與者為代表，大多具有國家科研院所和國資背景，在需要大量資金投入和技術(shù)支撐的衛(wèi)星發(fā)射、衛(wèi)星制造以及重大航天工程相關(guān)的衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域承擔主力軍和頂梁柱的作用。國家隊在發(fā)射所需資源上有明顯優(yōu)勢（例如：固體燃料、發(fā)射場、客戶資源等）。
國內(nèi)外部分商業(yè)火箭企業(yè)具體發(fā)展進程圖
資料來源：各公司官網(wǎng)
除目前現(xiàn)有情況及進展外，對于我國商業(yè)火箭企業(yè)的競爭來說，在明確液體火箭的方向后，競爭則更多的較為直觀的體現(xiàn)在了發(fā)動機的制造上。
因為從成本占比看，火箭發(fā)動機占到火箭成本的一半以上，是火箭的心臟。根據(jù)美國聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟 ULA 數(shù)據(jù)，一個中型液體運載火箭成本構(gòu)成由發(fā)動機、結(jié)構(gòu)、電子設(shè)備三大部分，其中，第一級火箭發(fā)動機成本占比達 55%，結(jié)構(gòu)占比為 23%，電子設(shè)備占比為 8%; 第二級發(fā)動機、 結(jié)構(gòu)、電子設(shè)備成本占比都約在 28%。
資料來源：ULA
國內(nèi)外部分商業(yè)火箭發(fā)動機與火箭參數(shù)對比圖
資料來源：各公司官網(wǎng)
注：
1.除了 Space X 能確實實現(xiàn)近地軌道可回收外，列表所述可回收是指在未來可能實現(xiàn)，當前無法做到；
2. Rocket Lab 是在之前 100 多個小火箭制造商中存活下來的，目前每個月能生產(chǎn)制造 1 個火箭，最大的困難是無法擴大利潤，建設(shè)能力也還不夠（NASA 不想讓 Space X 一家獨大扶持起來的）。
總的來說，我國商業(yè)火箭的發(fā)射仍處于快速發(fā)展的階段，仍以國家隊為代表的固體火箭為主。對于主流應(yīng)用衛(wèi)星的發(fā)射來說，固體火箭實際載荷發(fā)射數(shù)量較低且發(fā)射成本較高；同時這也對其他尚在早期的新興應(yīng)用的場景難以適用。所以盡管各大商業(yè)火箭企業(yè)在策略上會稍有不同，但方向明確，紛紛加碼液體火箭，試圖在后期以可回收的低成本競爭打開市場，搶占先機。
目前我國各企業(yè)的液體火箭與可回收的研制正在如火如荼的進行中，與國外的差距也逐漸縮小。盡管現(xiàn)在來看競爭格局還未明朗，但隨著政策和資本的推動，我國商業(yè)火箭企業(yè)在不久的將來也一定能創(chuàng)造出可進入商業(yè)應(yīng)用階段的可重復(fù)使用火箭，那時我國也將真正進入商業(yè)航天高速發(fā)展時代，對此未來可期。
6：行 業(yè) 發(fā) 展 主 要 風 險
? 火箭研發(fā)進度不及預(yù)期（壁壘高+投入周期長）
? 火箭試驗+發(fā)射失?。ǔ翛]成本高+火箭發(fā)射仍受國家管控，發(fā)射失利后需按照要求開展嚴格、復(fù)雜、徹底的歸零工作）
? 衛(wèi)星星座建設(shè)不達預(yù)期
? 供應(yīng)鏈及規(guī)?；ㄔO(shè)能力
? 行業(yè)競爭加劇
文稿說明｜本文為金龍投資公司團隊原創(chuàng)文章
