探訪火箭工廠，中國商業(yè)航天熱下的真實(shí)進(jìn)展

火箭不需要上春晚，但它們需要上完太空回地球。

文丨李梓楠

圖丨黃幀昕

編輯丨黃俊杰

太空無限大，但商業(yè)價(jià)值最熱門的 500 公里高度近地軌道（LEO）已經(jīng)像熱門航線一樣繁忙——2025 年頭半年，SpaceX 的衛(wèi)星在太空中做了 14.4 萬次機(jī)動(dòng)，以避開碰撞。

擁堵主要由它自己造成。現(xiàn)在我們頭頂 500 公里的近地軌道有 10049 顆星鏈（Starlink）通信衛(wèi)星，都是過去 3 年 SpaceX 用它的 “小火箭” 獵鷹 9 發(fā)上去的。

按計(jì)劃，SpaceX 的重型火箭明年就能達(dá)到完全可回收發(fā)射，運(yùn)載能力三倍，運(yùn)載成本再壓低九成，到 200 美元/公斤。之后 SpaceX 打算加速發(fā)射發(fā) 42000 顆通信衛(wèi)星和 100 萬顆算力衛(wèi)星。太空軌道正在變成有限資源。

對于擁堵環(huán)境，去年底，中方代表在聯(lián)合國安理會(huì)相關(guān)會(huì)議上表示，“個(gè)別國家的商業(yè)衛(wèi)星星座肆意擴(kuò)張，缺乏有效監(jiān)管，帶來顯著安全挑戰(zhàn)。”

中國商用航天的創(chuàng)業(yè)者和投資人會(huì)說，造出低成本可回收火箭、爭奪軌道空間，成了像芯片自主一樣不可避免的趨勢。而且 SpaceX 已經(jīng)跑通了路，新進(jìn)者只要向?qū)W iPhone、學(xué) Model 3 一樣向前沖——另一個(gè) “小米模式” 的機(jī)會(huì)。

隨著 SpaceX IPO 進(jìn)展推進(jìn)，并且估值可能超過 1.75 萬億美元。商業(yè)航天在送貨之前已經(jīng)送來投資機(jī)會(huì)。A 股商業(yè)航天板塊今年以來漲幅超過 40%， 我們追蹤的一家創(chuàng)業(yè)公司估值 4 個(gè)月翻了十倍，比具身智能更快。

像之前研究人形機(jī)器一樣，我們訪談了多位中國火箭公司創(chuàng)始人、總工程師，以及他們背后的投資人，嘗試剝離期望和現(xiàn)實(shí)，看商業(yè)航天的實(shí)際進(jìn)展和路徑。

排隊(duì)發(fā)射，復(fù)制 2015 年的 SpaceX

今年 1 月，我第一次摸到火箭，在湖南株洲市郊的一座鋼鐵廠改造的廠房。地面、房梁和柱子都是裸露的水泥，就跟隔壁的汽修廠房差不多。只有車間安全及禁止拍攝的標(biāo)語保密事項(xiàng)提醒這里的不同。

揭開為保密和清潔度搭好的帳篷，里面躺著一枚直徑 4.2 米，豎起來有 20 層樓高的火箭——細(xì)長、對稱、前端收束成一個(gè)尖角。不銹鋼外殼在燈光下呈現(xiàn)出近乎鏡面的反射，表面沒有精細(xì)噴涂的白色外殼，箭體遍布金屬肋條，每隔一米就有一道黢黑的焊縫。火箭外殼跟銀行卡一樣薄，觸感冰冷、光滑，輕輕敲擊就有金屬震動(dòng)的回聲，讓人不敢用力按下。

它初次亮相，大幕揭開時(shí)，包括螞蟻、寧德時(shí)代、匯川動(dòng)力等機(jī)構(gòu)的 80 多位投資人全體起立鼓掌。一位投資人說，“我們湖南也要有自己的火箭了。”

這是 AS-1，和 SpaceX 星艦一樣用不銹鋼制造，要用類似回收方式，但體積小很多。制造商宇石空間成立不到兩年，第一枚火箭由 150 人用 10 個(gè)月造出。

宇石空間 AS-1 火箭。來源：宇石空間。

這枚火箭會(huì)在今年下半年運(yùn)到海南文昌，排隊(duì)等待發(fā)射，像 SpaceX 靠真火箭直接做實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)。宇石空間聯(lián)合創(chuàng)始人朱新文說，“我們不避諱復(fù)刻 SpaceX ，好的技術(shù)路線是會(huì)產(chǎn)生共鳴的，難的是本地化，而且是脫離全球供應(yīng)鏈體系的本地化。”

這一批中國商業(yè)航天創(chuàng)業(yè)公司都把復(fù)刻 SpaceX 當(dāng)作商業(yè)模式，我們接觸的四個(gè)公司的創(chuàng)始人都直接說自己照搬 SpaceX 的設(shè)計(jì)原則，這也是投資方的期望。一家號稱 “最像 SpaceX” 的初創(chuàng)公司，4 個(gè)月內(nèi)估值從不到 10 億元漲到 100 億元。

SpaceX 成立 24 年，主要的商用火箭有三代：

- 獵鷹 9（Falcon 9），鋁鋰合金箭體，一級火箭配備 9 臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，運(yùn)載能力與搭建天宮空間站的主力火箭長征五號相當(dāng)，運(yùn)載貨物發(fā)射成本 2700 美元/公斤。

- 獵鷹重型（Falcon Heavy），核心架構(gòu)基于獵鷹 9，同樣采用鋁鋰合金 ，由三個(gè)一級火箭并聯(lián)組成，搭載 27 臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，性能與剛執(zhí)行完阿爾忒彌斯號繞月飛行任務(wù)的 SLS Block 1 相當(dāng)，運(yùn)載貨物發(fā)射成本 2300 美元/公斤。

- 星艦（Starship），迄今尺寸、載重最大的火箭，由每公斤 20 塊錢的不銹鋼和目前人類最尖端的材料、金屬加工工藝打造而成。底部的 33 臺(tái)猛禽 3 發(fā)動(dòng)機(jī)能把比埃菲爾鐵塔還重的火箭、燃油和運(yùn)載物推進(jìn)太空。如果按計(jì)劃做到整體可回收，運(yùn)載貨物發(fā)射成本將只有 200 美元/公斤。

星艦還在測試階段，發(fā)射了 11 次，成功回收了一級火箭（底部），二級部分（像飛船的部分）還沒有。去年 SpaceX 去年發(fā)射入軌的總重量占全球約 90%，基本只靠獵鷹 9 。

像 AS-1 這樣的火箭，在中國各地的郊區(qū)廠房里躺著不下十枚。都是獵鷹 9 尺寸，但一些材料和設(shè)計(jì)學(xué)了星艦。目標(biāo)是低成本、可重復(fù)發(fā)射。

從估值 750 億元、已經(jīng)完成 IPO 輔導(dǎo)的藍(lán)箭航天，到估值數(shù)十億元的 A 輪創(chuàng)業(yè)公司，同類公司已經(jīng)超過 20 家。如果產(chǎn)能拉起來，他們一年能造 100 枚火箭。

如果能完全實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，成功回收箭體，這一批火箭每公斤發(fā)射成本能降到 4000 美元，比中航工業(yè)的發(fā)射成本低大概一半，只比獵鷹 9 高 50%。

多數(shù)火箭公司認(rèn)為做到這個(gè)成本，保持高頻發(fā)射就可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)正循環(huán)。他們認(rèn)為航天不是親密無間的全球合作，中國需要有自己的體系，哪怕做不到 SpaceX 的價(jià)格也會(huì)有訂單。

他們感受到了政策的高度支持——海南航天航天發(fā)射場二號工位已經(jīng)常態(tài)化向商業(yè)公司開放，并且更多發(fā)射工位正在建設(shè)。中國主導(dǎo)的星網(wǎng)和地方政府及商業(yè)公司上海垣信發(fā)起的千帆計(jì)劃累計(jì)給出 2.5 萬顆衛(wèi)星的發(fā)射需求。

證監(jiān)會(huì)去年末新增指引文件，商業(yè)火箭公司可以在尚未盈利但達(dá)到技術(shù)里程碑的情況下申報(bào)上市。投資人因此形成共識(shí)，一家火箭公司如果成功回收火箭，就 “很有可能” 獲批上市。目前已有包括藍(lán)箭在內(nèi)的 5 家火箭公司遞交上市申請，最高的藍(lán)箭估值超過 700 億元，近期它的老股交易價(jià)能到 850 億估值，高于宇樹機(jī)器人。其余火箭公司估值也都在數(shù)百億元。

起步更晚的小創(chuàng)業(yè)公司也還能融資。他們告訴投資人，造有用的火箭比造有用的人形機(jī)器人容易；火箭公司也不需要上春晚，錢都用在研發(fā)上；研發(fā)費(fèi)用比造車便宜，車企研發(fā)一款全新車型能花幾十億元，夠火箭公司產(chǎn) 30 發(fā)火箭，“一個(gè)月發(fā)一次都能夠發(fā)兩年半了。”

有些國內(nèi)火箭公司告訴投資人，自己會(huì)成為航天領(lǐng)域的 “安卓”，是 “學(xué)習(xí) SpaceX 第一”。也有公司說自己才是 " 真實(shí)進(jìn)展 " 最快的，雖然目前還沒人成功回收火箭。

所有公司寄希望于同一個(gè)前提：中國未來必須有自己的低成本可回收火箭，就像芯片制造廠那樣。這樣他們只要做到中國領(lǐng)先就足以拿到豐厚訂單。

20 個(gè)人，6 個(gè)星期，焊一枚不銹鋼火箭

“傳統(tǒng)航天不能犧牲面子，也不能犧牲人，所以只能犧牲錢，商業(yè)航天，錢最重要，也不載人，可以犧牲一些面子。” 一位火箭公司總工程師說。

路徑是清晰的，用不銹鋼替代昂貴的傳統(tǒng)航天級材料造箭體，用民用級的傳感器、芯片，以更低成本造火箭，然后規(guī)模化生產(chǎn)、快速試錯(cuò)。

馬斯克說用不銹鋼造火箭是 “ SpaceX 做出的最佳設(shè)計(jì)決策”。不銹鋼成本是碳纖維復(fù)合材料的 1/30，一枚火箭光外殼材料成本就能省出 500 萬美元（約 3400 萬元人民幣）。

換不銹鋼不只是省錢。大尺寸的不銹鋼外殼也是承力結(jié)構(gòu)，讓星艦不需要像其他火箭那樣內(nèi)置幾噸重的結(jié)構(gòu)骨架。一位火箭結(jié)構(gòu)總師說，這相當(dāng)于給火箭修了一條力學(xué)直通高速——讓發(fā)動(dòng)機(jī)推力和外部氣動(dòng)壓力以最直接的路徑貫穿箭體，消滅那些容易被撕裂的復(fù)雜受力點(diǎn)，降低風(fēng)險(xiǎn)。

星艦設(shè)計(jì)貫穿了材料科學(xué)家 J.E. Gordon 在《Structures》提出的理念——材料并不是強(qiáng)度越高越好，讓材料貼合工況更重要；強(qiáng)度不只來自材料，也來自幾何結(jié)構(gòu)；好的結(jié)構(gòu)是讓一個(gè)部件承擔(dān)多種功能，盡可能減少材料用量。馬斯克曾多次推薦這本書。

星艦一開始就被當(dāng)作一個(gè)完整殼體來制造，然后內(nèi)部加壓，讓它像一個(gè)搖晃后被崩硬的可樂罐，外部環(huán)狀結(jié)構(gòu)再限制形變，把所有壓力都集中在整個(gè)外殼上，而不是某一個(gè)點(diǎn)。

用不銹鋼造火箭的原理很簡單，但做起來很難。星艦加速到足以沖到軌道時(shí)，內(nèi)部數(shù)千噸燃料帶來的重力會(huì)被放大四倍；火箭撕開氣流，越過 Max-Q（最大氣動(dòng)壓力點(diǎn)）前，外部的氣壓會(huì)一直增加，最極限時(shí)，每平方米不銹鋼要承受近 5 噸重的壓力。與此同時(shí)，外殼還要承受發(fā)動(dòng)機(jī)的巨大推力和擾動(dòng)。

一家初創(chuàng)火箭公司拿到一部分星艦鋼材的參數(shù)，逆向研發(fā)倒推成分，然后耗時(shí)三年才做出能用來造火箭的不銹鋼。

焊接要求跟造潛艇一樣高。一枚火箭外殼上的焊縫長達(dá)十幾公里，在高壓飛行狀態(tài)下，一個(gè)直徑 1 毫米的氣孔就足以讓所有人的努力白費(fèi)。

劉興（化名）上一份工作是在中車株洲，焊了十年高鐵車廂。他經(jīng)歷了錄取率 5% 的篩選，上崗前在一個(gè)環(huán)形鋼桶邊上練了 6 個(gè)月，就開始焊火箭。

劉興的同事大都來自重工業(yè)，焊過挖掘機(jī)、吊車，造火箭也是現(xiàn)學(xué)的。他們用激光焊，把 1 米寬的鋼板卷圓，然后粘在一起，焊成 4.2 米的圓環(huán)，再一層層疊起來焊成 20 層樓高的圓筒。

星艦箭體壁厚只有 4 毫米，和兩枚硬幣疊起來差不多。AS-1 體積更小，外殼厚度更薄。如果把火箭縮到可樂罐大小，它的外殼比可樂罐還薄。焊槍加熱后鋼材會(huì)變軟打皺，手抖一下，焊接變形，火箭力學(xué)結(jié)構(gòu)就被破壞了。

宇石 AS-1 的箭體不銹鋼厚度不到 1 毫米。來源：宇石空間。

目前成熟工程師焊完 15 米長的焊縫，至少要 5 個(gè)小時(shí)，平均一秒鐘焊不到 1 毫米。整個(gè)過程要耗費(fèi) 20 名熟練工藝師兩個(gè)月。焊完一支火箭，劉興的團(tuán)隊(duì)手上要多出上萬張 X 光片。每道焊縫都要拍一遍 X 光，每發(fā)現(xiàn)一處瑕疵，工程師就要把整段鋼卷切下重新焊。

焊好殼體只是第一步，一枚近百米高的不銹鋼火箭通常需要超過 4000 條加強(qiáng)筋，撐住不銹鋼外殼。這意味著工程師還要多焊 4000 次。

SpaceX 掌握最多的火箭焊接經(jīng)驗(yàn)，一些環(huán)節(jié)已經(jīng)可以用設(shè)備自動(dòng)化，工程師只要兩周就能焊好一個(gè)箭體。宇石空間最快也要 6 周。

工程師焊接星艦外殼。來源：SpaceX 官方紀(jì)錄片 Test Like You Fly。

箭體強(qiáng)度結(jié)構(gòu)幾乎是每個(gè)火箭公司最核心的秘密。一些火箭公司展示時(shí)，會(huì)在火箭一二級連接處和箭體銜接發(fā)動(dòng)機(jī)的部位打馬賽克。

最難的是一二級火箭連接處和底部連接發(fā)動(dòng)機(jī)的部位，結(jié)構(gòu)要承受發(fā)射時(shí)的加速載荷和分離時(shí)的沖擊；在底部，結(jié)構(gòu)要將發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)千噸推力匯聚到殼體上，同時(shí)還要容納復(fù)雜的管路與控制系統(tǒng)。

星艦仍是唯一完成一級回收的不銹鋼火箭，但它目前試飛還在亞軌道。目前國內(nèi)在結(jié)構(gòu)上最接近星艦的是去年 12 月成功入軌的藍(lán)箭航天朱雀三。朱雀三幾乎是全不銹鋼，但在一二級火箭連接處用了穩(wěn)定性更好的鋁合金。

架上發(fā)射臺(tái)之前，這些火箭還要經(jīng)受至少 6 個(gè)月的地面試驗(yàn)，測試各種工況下的狀態(tài)。“氣動(dòng)震動(dòng)、結(jié)構(gòu)載荷這些軟件算著沒問題，造出來就會(huì)有工藝上的偶然性，必須真機(jī)試。” 千億航天聯(lián)合創(chuàng)始人王石磊說。

火箭還沒到 “小米時(shí)刻”，因?yàn)?Starship 供應(yīng)鏈不在中國

多數(shù)商業(yè)航天公司都把獵鷹 9 作為對標(biāo)對象，主要因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)性能不夠——星艦的猛禽 3 發(fā)動(dòng)機(jī)推力 280 噸，獵鷹 9 用的梅林發(fā)動(dòng)機(jī)是 84 噸。目前成功將火箭送入太空的中國商業(yè)航天發(fā)動(dòng)機(jī)最大推力 80 噸。

一個(gè)頭部產(chǎn)業(yè)資本的投資人調(diào)研完發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)鏈后說，他變成了 “投降派”，改為投資 SpaceX 的供應(yīng)商。

從原理圖看，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)很簡單——渦輪泵把燃料壓進(jìn)燃燒室，點(diǎn)燃后噴出，把火箭推上天。難處在于，航天燃料燃燒的過程就是持續(xù)爆炸，而發(fā)動(dòng)機(jī)要讓爆炸按毫秒、按克、按毫米級精確發(fā)生。

馬斯克說，即使拿到圖紙，也沒人能在短時(shí)間復(fù)刻出猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)。

抄一臺(tái)猛禽 3 需要獨(dú)特的金屬材料。它的渦輪泵是一個(gè)超級風(fēng)扇，負(fù)責(zé)把燃料吹進(jìn)燃燒室，體積和家用冰箱差不多大。運(yùn)行時(shí)，它被 700°C 的高溫燃?xì)獐偪駴_刷，而幾厘米外的另一頭流淌著 -182°C 的液氧，近 900°C 的溫差足以讓絕大多數(shù)材料因熱脹冷縮瞬間崩裂。為此，SpaceX 的冶金實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了能經(jīng)受 800 bar 且能承受純氧沖刷的 SX500 合金。

業(yè)界只知道它是一種摻雜鉻、鈷、鎢等強(qiáng)化元素的鎳基合金，不知道配方，也不知道這種材料的合成條件。其他火箭公司只能用和民航發(fā)動(dòng)機(jī)類似的成熟鎳基高溫合金，渦輪的工作溫度更低，燃燒效率也更低，推重比大打折扣。工程師還得在渦輪葉片表面涂上昂貴且脆弱的抗氧化陶瓷，付出更高成本。

合適的材料還要被凝固成合適高效的結(jié)構(gòu)。猛禽 3 燃燒室內(nèi)壁每秒接收的熱量可以瞬間汽化幾厘米厚的鋼板，唯一的解決方案是在金屬內(nèi)壁鋪上數(shù)千根細(xì)微管路，趕在壓力室化掉前把熱量散去。猛禽 3 的渦輪泵、燃燒室等核心部位幾乎都是在 3D 打印機(jī)里長出來的，能承受超高壓力的燃燒室是中空的，零下百度的液態(tài)甲烷燃料在里面流動(dòng)。國內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)目前能做到 100 bar。

SpaceX 使用的 3D 打印設(shè)備來自硅谷創(chuàng)業(yè)公司 Velo 3D。現(xiàn)在它開始部分自研。2024 年，SpaceX 買斷 Velo3D 金屬 3D 打印技術(shù)的全球永久修改與使用權(quán)，開始自研 3D 打印算法。

讓猛禽 3 穩(wěn)定運(yùn)行，還需要精細(xì)的控制能力。數(shù)百 bar 的壓力、上千度高溫、每秒數(shù)百公斤的流量、上千次的燃燒震動(dòng)。控制算法必須在毫秒內(nèi)完成對工況的判斷與調(diào)整，將整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)維持在一個(gè)極其狹窄的工作窗口里。

最新的猛禽 3 發(fā)動(dòng)機(jī)推力達(dá)到 280 噸，比前一代輕了 10%。星艦 V3 一級搭載 33 臺(tái)猛禽 3 發(fā)動(dòng)機(jī)，總推力達(dá)到 9800 噸。現(xiàn)在 SpaceX 一天就能造出一臺(tái)猛禽 3 發(fā)動(dòng)機(jī)。

星艦一級底部的 33 臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)。 來源：SpaceX。

2017 年，創(chuàng)業(yè)兩年多的藍(lán)箭航天創(chuàng)始人張昌武意識(shí)到火箭的關(guān)鍵子系統(tǒng) “靠買是買不來的”，當(dāng)時(shí)國內(nèi)商業(yè)航天幾乎沒有供應(yīng)鏈，藍(lán)箭開始自研液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)，這是最難但可復(fù)用性最強(qiáng)的路線。其最新的量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)藍(lán)箭天鵲 12B 的是目前國內(nèi)商業(yè)航天領(lǐng)域推力、推重比第一的發(fā)動(dòng)機(jī)，推力約為 100 噸，但還沒有發(fā)射過。

2020 年后成立的火箭公司，大都選擇采購供應(yīng)商的發(fā)動(dòng)機(jī)，這是能最快做出火箭的方式。目前供應(yīng)鏈中最好的發(fā)動(dòng)機(jī)是九州云箭的龍?jiān)疲屏s 80 噸。它和天鵲一樣，都參考了猛禽的理念，用 3D 打印技術(shù)造一部分結(jié)構(gòu)件。

這兩款發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵數(shù)字里，只有成本相對接近猛禽。一位投資人說，九州云箭龍?jiān)频陌l(fā)動(dòng)機(jī)物料成本（BOM）約為 500 萬元。推力三倍多的猛禽 3 造價(jià)約 50 萬美元（340 萬元），馬斯克認(rèn)為以后能降到 25 萬美元（170 萬元）。

搭載九州云箭生產(chǎn)的龍?jiān)瓢l(fā)動(dòng)機(jī)的火箭普遍采用 9+1 的設(shè)計(jì)，一級火箭 9 臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，二級 1 臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，運(yùn)載能力最高 20 噸，是星艦 V3 的 1/10。

據(jù)我們了解，九州云箭目前也在研發(fā)單臺(tái) 140 噸推力的全流量分級燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，已經(jīng)做出樣品，下半年整機(jī)測試，一切順利的話大約 2030 年可以上天。藍(lán)箭今年初剛完成全流量分級燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)藍(lán)焱的點(diǎn)火測試，藍(lán)焱推力超過 200 噸。

千億航天王石磊說，追趕現(xiàn)在的猛禽 3 可能需要 20 甚至 30 年時(shí)間。這不是某個(gè)火箭公司或者某個(gè)設(shè)備公司能追上的，根本在于工業(yè)體系底層冶金能力的差距，猛禽 3 燃燒室已經(jīng)做到 350bar，國內(nèi)是 100bar。“我們鋼鐵產(chǎn)業(yè)是世界第一，但那是產(chǎn)能第一。”

也有一些人樂觀，一位總工程師說，“雖然載重差一些，但我們的產(chǎn)能是無敵的。人家發(fā)一發(fā)，我們就發(fā)三發(fā)。”

火箭供應(yīng)鏈的差距不止在發(fā)動(dòng)機(jī)。另一位火箭公司高管說，在箭體不銹鋼上，海外供應(yīng)商的一致性和成品率也更高，目前他們用的不銹鋼落后 SpaceX 三年。

星艦的不銹鋼材料來自芬蘭的 Outokumpu（奧托昆普），這家公司也為特斯拉 Cybertruck 供應(yīng)不銹鋼；猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)用的鎳基超合金來自韓國材料公司 Sphere 和美國的 ATI ；射頻通信設(shè)備來自英國的 Cobham ；發(fā)動(dòng)機(jī)閥門和流體控制組件來自美國的 Parker Hannifin。

SpaceX 分布在全球各地的高端制造供應(yīng)商很多也做軍工，有出口限制。它們協(xié)助生產(chǎn)過波音的航空發(fā)動(dòng)機(jī)、洛克希德·馬丁的戰(zhàn)斗機(jī)、潛艇及半導(dǎo)體精密儀器，后被 SpaceX 拉來一起造火箭。

還有一些關(guān)鍵材料全球都沒有現(xiàn)成供應(yīng)商，由 SpaceX 自己研發(fā)或改進(jìn)。

星艦回到地球時(shí)，趴著下墜，靠巨大的肚皮摩擦空氣減速。此時(shí)，它腹部的 1.8 萬片六角形隔熱瓦要扛住 1400°C 以上的等離子體火海。

我們曾在一家火箭公司的實(shí)驗(yàn)室見到星艦上掉落的隔熱瓦，它的密度和泡沫板差不多，朝外一面是黑色磨砂材質(zhì)。一位工程師拿著噴火槍把它燒紅，三秒后我就能徒手拿起，只感受到溫?zé)帷Ｕ麄€(gè)過程看起來像變魔術(shù)，工程師說這是材料的魅力。

這片隔熱瓦由高純度的二氧化硅陶瓷纖維制成，NASA 的航天飛機(jī)也用過類似材料，它的缺點(diǎn)是太脆、太貴，且需要工人用膠水粘到火箭上。SpaceX 優(yōu)化陶瓷纖維的配方以讓它能經(jīng)歷多次切割，然后直接鑲嵌在星艦表面的金屬卡扣上，不再需要涂膠。

星艦的六邊形隔熱瓦鑲嵌在箭體表面。來源：SpaceX 官方紀(jì)錄片 Test Like You Fly。

多位分析師告訴《晚點(diǎn) LatePost》，星艦上約 80% 的零部件由 SpaceX 自研自產(chǎn)，涵蓋箭體結(jié)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)、整流罩、控制軟件、傳感器等。

“制導(dǎo)是我們和 SpaceX 差距最小的地方。” 前述總工程師說，火箭的定位與洲際導(dǎo)彈的制導(dǎo)方案類似，“造過導(dǎo)彈的人比造過可回收火箭的人好找。”

先飛上天，邊炸邊完善供應(yīng)鏈

“每次飛行后扔掉價(jià)值數(shù)百萬美元的火箭，就像每次飛行后扔掉一架波音 747 一樣。” 馬斯克曾說，可復(fù)用是航天事業(yè)商業(yè)化的關(guān)鍵。

復(fù)用最多的一枚獵鷹 9 已經(jīng)入 33 次，單次發(fā)射成本下降 80% ——火箭的制造成本攤薄后，主要發(fā)射成本變成燃料和火箭檢修。更有野心的星艦擯棄了獵鷹 9 自帶的底座，采用塔架在半空接住火箭。

“SpaceX 對自己的回收控制系統(tǒng)有變態(tài)級的自信，才敢這么做。” 一位工程師說。塔架回收要求火箭以不高于十幾厘米的誤差落在回收點(diǎn)，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的推力在最后關(guān)頭必須極其順滑，讓火箭幾乎靜止在半空。稍有不慎，火箭就會(huì)連著發(fā)射臺(tái)一起炸掉。

從首次火箭入軌到 2015 年成功回收獵鷹 9， SpaceX 用了七年；到規(guī)模化發(fā)射可回收火箭，工程師又優(yōu)化了三年；星艦從 2019 年開始持續(xù)嘗試塔架回收。貝索斯的藍(lán)色起源成立已經(jīng) 25 年，去年 1 月才完成一級火箭回收，今年 4 月才首次把回收的火箭復(fù)用發(fā)射。

全球火箭公司都追趕 SpaceX 2015 年實(shí)現(xiàn)的回收技術(shù)。藍(lán)箭航天是國內(nèi)進(jìn)度最快的。

朱雀三首次測試的畫面。來源：藍(lán)箭航天。

藍(lán)箭的朱雀三火箭去年 12 月首飛，二級火箭成功入軌，一級火箭在垂直回收的最后階段失利，跌落在回收場邊緣。多位業(yè)內(nèi)人士都認(rèn)為，朱雀三下次回收試驗(yàn)成功的概率非常高。“這次失敗不是火箭設(shè)計(jì)問題，是回收方式設(shè)計(jì)過于激進(jìn)。” 一位火箭公司總工程師說。

深藍(lán)航天、星際榮耀等公司在攻克火箭回收控制系統(tǒng)，他們過去兩年完成了試驗(yàn)機(jī)在幾千米高空的垂直回收試驗(yàn)。其余多數(shù)火箭公司還在地面測試和仿真模擬階段。

有些公司會(huì)給回收演示視頻配上《F1》電影的配樂，讓火箭回收聽起來像賽車發(fā)車那樣輕松寫意。還有些初創(chuàng)公司提出不同的路線：放棄回收，用超高音速導(dǎo)彈的技術(shù)方案造一次性火箭，成本拉到 100 萬以下，打完就扔。或者給火箭裝上飛機(jī)一樣大的機(jī)翼，在回地球時(shí)滑行減速——這家公司的 CEO 說，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)只需點(diǎn)火一次，可攜帶更少的燃料，延長發(fā)動(dòng)機(jī)壽命。

多數(shù)火箭公司模擬的回收算法都基于標(biāo)準(zhǔn)箭體，但火箭實(shí)際飛的時(shí)候會(huì)變形，甚至像星艦?zāi)菢蛹w局部破損、涂層脫落。每一個(gè)因飛行的復(fù)雜環(huán)境產(chǎn)生的變量，都可能導(dǎo)致回收失敗。

“星艦最近一次試飛，機(jī)翼燒穿那么大一個(gè)口子還能往回飛，說明它的應(yīng)變能力極強(qiáng)，它的控制算法已經(jīng)優(yōu)化到了極限。” 王石磊說，國內(nèi)火箭公司沒有真空和高動(dòng)壓實(shí)驗(yàn)室，沒法完全驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)的工況，“只能靠上天飛，硬試。” 他們的團(tuán)隊(duì)里有一批做過戰(zhàn)斗機(jī)、高超聲速飛行器的工程師，想通過更大膽的氣動(dòng)設(shè)計(jì)來規(guī)避發(fā)動(dòng)機(jī)的短板。但這需要像 SpaceX 那樣，用真火箭測試。

整個(gè)星艦項(xiàng)目研發(fā)投入超過 150 億美元（約 1065 億元人民幣）。星艦 V2 完整測試 5 次，炸了兩次，回收失敗一次，受控墜海一次，只有最后一次成功。

星艦 V2 的五次測試。來源：Fandom。

一位前特斯拉高管對《晚點(diǎn) LatePost》說，馬斯克不怕失敗，但要求工程師詳細(xì)記錄每一次失敗，盡可能收集足夠多的數(shù)據(jù)。

追趕 SpaceX 的公司也準(zhǔn)備這樣做。藍(lán)箭航天計(jì)劃在今年二季度再次試飛朱雀三，星河動(dòng)力、深藍(lán)航天、星際榮耀等公司今年也將開始首飛回收測試。

發(fā)動(dòng)機(jī)成本占比超過 50%，有些投資人聲稱這個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)誕生 “航天領(lǐng)域的寧德時(shí)代”。目前最成熟的供應(yīng)商是航天科技六院和九州云箭。 航天科技六院過去主要服務(wù)長征系列火箭，他們現(xiàn)在也推出了賣給商業(yè)航天公司的發(fā)動(dòng)機(jī)。據(jù)我們了解，九州云箭新一輪估值已達(dá) 100 億，手握超過 100 臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)訂單。

剩下在技術(shù)和工程上最重要的部分是航天電子元器件、 3D 打印設(shè)備和結(jié)構(gòu)件。據(jù)我們了解，目前商業(yè)航天公司的電子元器件大都采購自航天電子等央企，他們過去服務(wù)國家項(xiàng)目。3D 打印設(shè)備的頭部供應(yīng)商是鉑力特，他們的設(shè)備也曾用于制造 C919 客機(jī)的關(guān)鍵組件。此外，火箭結(jié)構(gòu)件的供應(yīng)商大都來自風(fēng)電領(lǐng)域，如制造風(fēng)力發(fā)電機(jī)緊固件的飛沃科技，現(xiàn)在也是藍(lán)箭、天兵科技等公司的供應(yīng)商。

中國商業(yè)航天公司試圖引入更多非航天供應(yīng)商，組建更便宜的供應(yīng)鏈。

火箭箭體占總成本約 25%，藍(lán)箭、天兵等公司都自己掌控箭體的設(shè)計(jì)和制造。國內(nèi)也有供應(yīng)商可以直接代工火箭殼體，比如九天行歌和光年探索——他們的核心團(tuán)隊(duì)分別來自航天科技集團(tuán)一院和清華航天航空學(xué)院，前者參與過長征系列火箭的研制。光年探索正在嘗試用鋼板夾 150 元一張的阻燃膠合木板的方式造整流罩，減輕火箭重量并降低成本。

還有一些其他領(lǐng)域的制造商也在調(diào)研火箭殼體，比如風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商。一位投資人說，“火箭和風(fēng)機(jī)的塔筒長得也差不多。”

車規(guī)級零部件也上了火箭，用在允許犯錯(cuò)的地方——比如線纜、攝像頭、氣壓傳感器、溫度計(jì)。一位總工程師說，“原來不敢用，現(xiàn)在只要交付和質(zhì)量過關(guān)，民營火箭公司就敢在風(fēng)險(xiǎn)可控的前提下用，因?yàn)橹袊F(xiàn)有的供應(yīng)鏈真的便宜。”

一套定制的航天級線纜，售價(jià)動(dòng)輒上百萬，拿貨還要等幾個(gè)月，而汽車級線纜只要一萬多，便宜百倍。一家火箭公司會(huì)買幾十根車規(guī)級線束，把它們丟到模擬航天環(huán)境的熱真空艙和震動(dòng)臺(tái)上暴力測試，壞了的直接丟掉，挑出幸存者，增加安全冗余然后裝上火箭。用一位工程師的話說，“就算扔掉一半，總成本還是比航天級線纜便宜。”

深藍(lán)航天把成本只有航天級 5% 的工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)裝在火箭上來驅(qū)動(dòng)格柵舵。另一家火箭創(chuàng)業(yè)公司凌空天行要把淘寶買的攝像頭改造成航天攝像頭，把建筑水泥改造成飛行防熱材料，它獲得了源碼和經(jīng)緯的投資。

“現(xiàn)在如果你有錢，有圖紙，除了最核心的火工品，大部分東西都能在供應(yīng)鏈買到。” 王石磊說。我們看到的最極致例子是千億航天：一家不到 40 人的初創(chuàng)公司只做總體設(shè)計(jì)，全部制造交給國內(nèi)供應(yīng)鏈，花了 1.5 億元，也造出了不銹鋼火箭，計(jì)劃明年上半年發(fā)射。

我們接觸的幾位投資人認(rèn)為，可回收火箭的成功基于快速迭改進(jìn)，外部供應(yīng)鏈的迭代速度跟不上內(nèi)部垂直供應(yīng)鏈。“汽車公司都自己造發(fā)動(dòng)機(jī)，火箭公司發(fā)動(dòng)機(jī)找別人買？” 一位投資人說。

按照宇石空間聯(lián)合創(chuàng)始人朱新文測算，目前全國產(chǎn)供應(yīng)鏈造一發(fā)可回收不銹鋼火箭的成本最低能到 1.2 億元。作為對比，獵鷹 9 的單發(fā)制造成本約為 2.5 億元。但獵鷹 9 回收已經(jīng)成熟，并且單次運(yùn)載重量多近一半，每公斤運(yùn)載成本依然便宜上千美元。

SpaceX 已經(jīng)證明商業(yè)航天的模式可行，其他公司也更容易拿到投資。現(xiàn)在它的估值超過 1.7 萬億美元，它給資本市場講的故事已不再只是航天，還有 AI。AI 太空算力是馬斯克今年提出的最新商業(yè)夢想，但還面臨太空散熱、算力芯片防輻射等工程難題，非常遙遠(yuǎn)。

國內(nèi)的火箭公司給資本市場提供的是第一個(gè)階段的故事——造出便宜的復(fù)用火箭，降低發(fā)射成本，讓國內(nèi)的衛(wèi)星公司以低成本發(fā)射更多衛(wèi)星到太空軌道，給地面設(shè)備提供收費(fèi)的定位、通信服務(wù)，比如用幫遠(yuǎn)洋捕撈的漁船更精準(zhǔn)地定位到魚群。

“如果每公斤發(fā)射成本低到幾百塊錢，會(huì)有很多人愿意上去看看。我們這代人，有生之年會(huì)看到的。” 一位投資人說。他今年將滿 30 歲。

題圖來源：Don't Look Up