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美國SpaceX公司快速發展因素剖析及有關啟示
來源:尖兵之翼
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作者:孫冀偉 景旭華 黃 超 尚 煒 李 喆
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發布時間: 2020-09-01
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本文在對SpaceX公司快速發展內外部因素系統分析的基礎上，對我國航天高質量發展提出了一些建議，希望有一定的借鑒意義...
近年來，國外商業航天公司發展迅猛，尤以美國SpaceX公司為代表，其在短短的十幾年時間里，設計和生產了Falcon1火箭、Falcon9系列火箭、Falcon重型火箭以及“龍”飛船等宇航產品，并已開展星鏈的組網部署，引起了整個行業的高度關注。本文在對SpaceX公司快速發展內外部因素系統分析的基礎上，對我國航天高質量發展提出了一些建議，希望有一定的借鑒意義。
進入21世紀以來，以美國為首的世界航天強國逐步調整自身的航天政策，強調擴大國際合作、增強空間安全及發展商業航天。2010年6月28日，美國總統奧巴馬頒布了新版《國家航天政策》，其中特別提到，“美國將遵循并建議其他國家也認可并遵循以下原則：具有競爭力的商業航天活動對于航天的可持續發展十分重要。美國政府將致力于鼓勵并推動美國商業航天的發展，滿足美國自身的需要，形成全球競爭力，加強美國在新興市場和創新驅動型企業中的領導地位”。
在此背景下，互聯網項目PayPal的聯合創始人艾倫·馬斯克于2002年創立了SpaceX公司，一家以提供航天發射與運輸服務為主的私營宇航公司。在成立后的十幾年時間里，其設計和生產的Falcon1火箭、Falcon9系列火箭、Falcon重型火箭以及“龍”飛船等宇航產品相繼投入使用，并逐步躋身國際航天運輸市場的先進行列，引起了整個行業的關注。以Falcon9火箭為例，其標準發射費用為6200萬美元，相比美國聯合發射聯盟（ULA）的德爾塔4重型火箭4.35億美元的發射費用低很多（Falcon9火箭具備發射能力后，聯合發射聯盟迫于壓力將價格降至2.7億美元左右），其低成本的運營模式對世界范圍內的傳統宇航領域企業發射服務市場形成了一定程度的沖擊。
SpaceX公司的主要產品
Falcon9火箭。Falcon9火箭是一款中型、低成本、兩級構型全液體運載火箭，其主要執行近地軌道空間站貨運/載人、高軌通信商業衛星、太陽同步軌道偵察衛星等多種載荷發射任務。Falcon9火箭研制時間為4年半，研制費用約3億美元。自2010年首飛到2020年5月已完成85次發射，發射成功率達97%。
Falcon重型火箭。Falcon重型火箭的芯級模塊和二級模塊與Falcon9火箭的一級、二級基本相同。每個通用芯級采用9臺Merlin發動機，二子級采用1臺大噴管的Merlin-1D真空型發動機。Falcon重型火箭的研制費用約為5億美元，發射費用為9000萬美元，其近地軌道運載能力可以達到63.8噸，GTO運載能達到26.7噸。
星艦。從2016起，馬斯克宣布了其火星移民計劃及對應的運載器BFR（Big Falcon Rocket，后改名Starship星艦），其一、二級均可垂直著陸并可重復使用，計劃2022年發射登陸火星的貨運飛船，2024年發射登陸火星的載人飛船。該系統由助推級（火箭）部分和飛船部分構成，整個系統LEO運載能力達150噸左右。
“龍”飛船。“龍”飛船是NASA為滿足航天飛機退役之后，定期向“國際空間站”運送貨物的需求，支持發展的商業貨運飛船，據估算單次任務費用約1.2億美元。“龍”飛船的最大特點是可重復使用，任務結束后在海面上回收，是目前唯一能夠實現回收的貨運飛船。“龍”飛船最大可上行載荷6000千克，下行載荷3000千克。
“載人龍”飛船。“載人龍”飛船是SpaceX公司研制的新一代載人飛船，具有可重復使用、乘員運輸能力強、內部空間大、操作友好等特點，能夠執行低成本、業務化的載人航天飛行任務。目前，“載人龍”飛船單次任務報價約1.5億美元，平均每座不到2200萬美元。
“星鏈”低軌通信星座。SpaceX公司的低軌互聯網星座項目最早于2015年提出，原計劃建設一個由近1.2萬顆衛星組成的衛星星座，致力于利用大規模低軌衛星提供全球高速寬帶接入服務。不過根據SpaceX公司最新提交給FCC的備案，其計劃額外再增加3萬顆衛星，最終總數將達到4.2萬顆。截至目前，衛星在軌數量已達422顆。
SpaceX公司估值與任務情況
2008年，SpaceX公司Falcon1火箭在第四次飛行成功后，NASA給予了其第一階段CRS合同（16億），這也是SpaceX公司前期得到的最大一筆外部資金，為其后續快速成長奠定了基礎。
進入21世紀以來，以美國為首的世界航天強國逐步調整自身的航天政策，強調擴大國際合作、增強空間安全及發展商業航天。2010年6月28日，美國總統奧巴馬頒布了新版《國家航天政策》，其中特別提到，“美國將遵循并建議其他國家也認可并遵循以下原則：具有競爭力的商業航天活動對于航天的可持續發展十分重要。美國政府將致力于鼓勵并推動美國商業航天的發展，滿足美國自身的需要，形成全球競爭力，加強美國在新興市場和創新驅動型企業中的領導地位”。
在此背景下，互聯網項目PayPal的聯合創始人艾倫·馬斯克于2002年創立了SpaceX公司，一家以提供航天發射與運輸服務為主的私營宇航公司。在成立后的十幾年時間里，其設計和生產的Falcon1火箭、Falcon9系列火箭、Falcon重型火箭以及“龍”飛船等宇航產品相繼投入使用，并逐步躋身國際航天運輸市場的先進行列，引起了整個行業的關注。以Falcon9火箭為例，其標準發射費用為6200萬美元，相比美國聯合發射聯盟（ULA）的德爾塔4重型火箭4.35億美元的發射費用低很多（Falcon9火箭具備發射能力后，聯合發射聯盟迫于壓力將價格降至2.7億美元左右），其低成本的運營模式對世界范圍內的傳統宇航領域企業發射服務市場形成了一定程度的沖擊。
SpaceX公司的主要產品
Falcon9火箭。Falcon9火箭是一款中型、低成本、兩級構型全液體運載火箭，其主要執行近地軌道空間站貨運/載人、高軌通信商業衛星、太陽同步軌道偵察衛星等多種載荷發射任務。Falcon9火箭研制時間為4年半，研制費用約3億美元。自2010年首飛到2020年5月已完成85次發射，發射成功率達97%。
Falcon重型火箭。Falcon重型火箭的芯級模塊和二級模塊與Falcon9火箭的一級、二級基本相同。每個通用芯級采用9臺Merlin發動機，二子級采用1臺大噴管的Merlin-1D真空型發動機。Falcon重型火箭的研制費用約為5億美元，發射費用為9000萬美元，其近地軌道運載能力可以達到63.8噸，GTO運載能達到26.7噸。
星艦。從2016起，馬斯克宣布了其火星移民計劃及對應的運載器BFR（Big Falcon Rocket，后改名Starship星艦），其一、二級均可垂直著陸并可重復使用，計劃2022年發射登陸火星的貨運飛船，2024年發射登陸火星的載人飛船。該系統由助推級（火箭）部分和飛船部分構成，整個系統LEO運載能力達150噸左右。
“龍”飛船。“龍”飛船是NASA為滿足航天飛機退役之后，定期向“國際空間站”運送貨物的需求，支持發展的商業貨運飛船，據估算單次任務費用約1.2億美元。“龍”飛船的最大特點是可重復使用，任務結束后在海面上回收，是目前唯一能夠實現回收的貨運飛船。“龍”飛船最大可上行載荷6000千克，下行載荷3000千克。
“載人龍”飛船。“載人龍”飛船是SpaceX公司研制的新一代載人飛船，具有可重復使用、乘員運輸能力強、內部空間大、操作友好等特點，能夠執行低成本、業務化的載人航天飛行任務。目前，“載人龍”飛船單次任務報價約1.5億美元，平均每座不到2200萬美元。
“星鏈”低軌通信星座。SpaceX公司的低軌互聯網星座項目最早于2015年提出，原計劃建設一個由近1.2萬顆衛星組成的衛星星座，致力于利用大規模低軌衛星提供全球高速寬帶接入服務。不過根據SpaceX公司最新提交給FCC的備案，其計劃額外再增加3萬顆衛星，最終總數將達到4.2萬顆。截至目前，衛星在軌數量已達422顆。
SpaceX公司估值與任務情況
2008年，SpaceX公司Falcon1火箭在第四次飛行成功后，NASA給予了其第一階段CRS合同（16億），這也是SpaceX公司前期得到的最大一筆外部資金，為其后續快速成長奠定了基礎。
