瞄准“星多箭少”，中国民营火箭在“国家队”之外茁壮成长
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瞄准“星多箭少”，中国民营火箭在“国家队”之外茁壮成长。火箭|之外|中国|国家队|零壹|发射场---
从研发立项到成功发射，这枚民营火箭仅用一年。宣称“从头到脚”自主研发，“重庆两江之星”是否证明中国已开始孕育自己的马斯克？
文/采访人员 何从 编辑/吉菁菁
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新媒体编辑/陈炫之
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▲“重庆两江之星”点火升空瞬间。（摄影/重庆日报 万难）
5月17日7时33分31秒，落户两江新区的重庆零壹空间航天科技有限公司（以下简称“零壹空间”）OS-X火箭“重庆两江之星”在中国西北某基地成功点火升空。整个飞行过程，光学雷达、遥感测控一切正常，圆满完成全部的发射试验和火箭上载荷的科学实验。7点38分火箭残骸落入落区。
“重庆两江之星”火箭由北京零壹空间科技有限公司研发，其标识由“重庆两江之星”文字、拼音缩写，以及包围文字的两部分曲线图案组成。上下两部分的曲线图案分别代表了长江和嘉陵江。在首发成功发布会上，零壹空间创始人兼CEO舒畅表示，现在虽然和SpaceX还有很大差距，但相信在五到十年内就有机会和他们竞争。
亚轨道火箭，仍处于起步阶段
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据悉，此次发射成功的“重庆两江之星”为零壹空间OS-X系列的首型火箭，属于亚轨道火箭。比起国外Space X等成熟的商业火箭公司，亚轨道火箭“重庆两江之星”还处于试验起步阶段。
亚轨道一般是指距地面20～100km的空域，处于现有飞机的最高飞行高度和卫星的最低轨道高度之间，也称为临近空间或空天过渡区，大致包括大气平流层区域、大气中间层区域和部分电离层区域。这一区域既不属于航空范畴，也不属于航天范畴。“重庆两江之星”未进入环绕地球轨道，升至最高点后采用弹道模式落回地面。
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▲在5分钟的飞行中，“重庆两江之星”的光学测量、雷达测量和遥感测控一切正常，达到预定试验要求，可靠获取全部重要试验数据。（摄影/重庆日报 万难）
OS-X系列火箭从公司内部立项到完成首飞，仅用了1年时间：9个月完成发动机研制，6个月完成控制系统研制，1年内完成了火箭6大系统18项大型地面试验，于1年之内实现火箭首飞，还有“极大的技术、成本提升空间”。
固体燃料灵活简便更适用于小型发射
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虽然只是亚轨道火箭，但从造火箭到租场地、发射上天同样要经历台下“十年功”。
火箭主要构成部分有：外壳结构、燃料储箱、电子设备以及最关键的火箭发动机。从本质上来说，现阶段火箭，不管什么原理，本身的结构仅仅都是为了储存燃料和支持顶部的有效载荷，而发动机则被视为整个火箭中最高的技术瓶颈。
此次首飞的OS-X系列火箭搭载零壹自研固体火箭发动机。据零壹空间工程师介绍，固体发动机优势在于使用起来比较简便，对地面依赖比较少，不过据航天业内人士表示，固态燃料因其灵活简便特性，之前主要用于导弹发射，缺点是无法用于重型大火箭发动机发射动力。虽然液体发动机需要大规模加注燃料地面系统，但是动力较强，可发射大型航天器，液体燃料是未来的大型火箭的主要动力源。
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▲2017年12月22日，零壹空间X系列火箭固体发动机批抽检联合试车试验成功
起飞前，火箭各个部分还得从各个工厂运送至总装车间，在水平状态下组装后移动到发射架上，发射架会把火箭举起来加注燃料（固态不需这步）等待发射。
以刚刚发射成功的零壹空间OS-X系列火箭为例，据悉在4月上旬，火箭结构系统产品均已齐套，包括载荷舱、控制舱、尾段、空气舵、燃气舵、防热件和标准件等，总计几百种零部件，同时配套地面产品也已陆续齐套，并统一运输至组装厂进行总装，最后运输到发射场地。
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商业火箭需要租用发射场地
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发射不同类型的卫星对发射场也有要求，发射场的纬度，决定是否能更好利用地球自转线速度。靠近赤道的低纬度发射场，适合发射自西向东飞行的近地轨道、同步轨道火箭，而较高纬度的发射场更容易克服地球引力进入高倾角的极地轨道或者太阳同步轨道。
举例来说，欧洲纬度太高，欧洲航天局把发射场建设在靠赤道拉丁美洲法属圭亚那。中国从前为了国家安全，在西北建设酒泉发射场，但是实际上，从发射耗能“性价比”上看处于劣势，所以中国现在已经在海南文昌建设了新发射场。
如果是商业火箭公司还需要租用发射场地，除了费用之外，还需通过政府相关部门审核、保密、环境影响评估，另外火箭发射流程中还需配套支持工作，比如空域净空、天气预测、安全保卫等等。另外火箭升空后还需要电子部件和箭上计算机来控制飞行等。
全球卫星订单中三分之二来自商业客户
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据美国航天基金会发布的《2015年航天报告》统计，2015年全球航天经济总量已经增长到约3300亿美元，其中商业航天产业占比高达76%。从2006年至2015年，全球卫星产业产值翻了一番，2015年为2083亿美元。中国卫星应用产业年产值已超过2000亿元人民币。
而根据预测，2020年，全球的商业航天市场将达到5000亿美元，中国商业航天市场将达到8000亿人民币，未来10年里，全球卫星订单将达到近2000颗。而这些订单中，大约有三分之二来自于商业客户。飞机上的WiFi、地面上的通信、太空实验等等，都需要发射火箭，这其中巨大的商业需求也让民营资本纷纷“进场”。
今年4月5日，国内另一家民营火箭公司星际荣耀在海南儋州发射场发射了“双曲线一号”火箭，火箭飞行高度突破100km，最大飞行速度超过1200m/s。而在媒体之前的报道中，该枚火箭也曾被冠以“首枚民营火箭”的名号。到底谁才是国内的民营商业火箭“NO.1”？
按照零壹空间的说法，“重庆两江之星”亮点在于技术，即从头到脚都是完全自主研发：“包括总体设计到分系统设计，到重要单机产品设计，包括发动机、电机系统中的核心产品中控器。此外也覆盖了火箭发射的全过程。”
不论谁是中国民营商业火箭第一发，不可否认的是，中国的民营火箭已经开始遍地开花。
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▲这枚火箭从研发到最终的发射仅用了1年时间，而背后是一只平均年龄仅有32岁的中国年轻科研团队。（摄影/重庆日报 万难）
商业发射还存在国防安全问题
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中国商业航天只有短短数年的发展时间，正处蓄势待发的起步阶段，但不得不正视的是，依然有许多迷思未解。
对于火箭行业，中国相关部门文件规定，火箭行业要按照类军品来进行管理，需要企业具有保密资质、军工质量体系认证、科研生产许可证等，实施发射也要有单次发射报批流程。一些火箭研制所需大型基础设施也是航天民企面临的难题。例如大型发动机试车台，民企很难自己建设，而“国家队”拥有的设施利用率并不高。又如发射工位，SpaceX每次发射都会租用范登堡空军基地或肯尼迪发射场的位置，但国内商业航天刚刚起步，相关政策还不完善。
航天作为一个军工色彩浓厚产业，航天中的火箭发动机技术一直由传统航天集团垄断。虽然军民融合战略鼓励中国国防工业技术向民间转化。但火箭是从导弹武器发展而来，其军工科技工业技术向民间的转化还存在国防安全问题，也是军民融合战略的重要突破点和难点。
民营火箭比国家队“成本”更低
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相关专家坦言，相比同样火热的人工智能、机器人等科技领域，商业航天是截然不同的领域。因为这个市场从无到有的过程中，资源与人才相互博弈始终相伴。
这源于中国商业航天的三大特点：第一政策先行，国家对航天产业的开放程度决定了行业发展进程；第二盈利周期比一般科技产业长；第三，核心技术和人才资源尽管目前已有外溢趋势，但大部分还聚集在传统航天产业链中。
民营火箭公司生存空间在于制造出比“体制内”更低成本火箭。军民融合后，航天业非核心零部件的部分产业链向民营公司开放。不同于按照国家任务研制和设计火箭的传统模式，民营公司在做集成的过程中，走入招标、议价等诸多环节都可节省成本。这种模式下，民营公司的进入将降低火箭的造价成本。
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▲近日，美国国防部下属秘密研发机构 DARPA启动了 Launch Challenge 挑战赛，鼓励私人火箭公司将发射时间表缩短为“几天，而不是几年”。挑战赛将在 2019 年年底举行，DARPA 为冠军提供 1000 万美元的最高奖金(亚军和季军分别为 900 万美元和 800 万美元)，以及每个完成第一次发射任务的团队都能获得 200 万美元的奖励，这将会有大大加快火箭发射的步伐。
但不可否认，相比之下，中国商业航天产业的规模、技术实力都处在很薄弱阶段。零壹空间公司CEO舒畅坦言，一方面面对海量商业需求，国家队忙于任务无力应对，而且国家任务和商业市场本身就冲突，国家任务要求必须完成，必须确保安全，商业市场要求满足客户需求和高性价比。
另一方面，因为体制原因，每个零部件背后可能都是一家科研院所，集成优化后，就可能涉及部门合并和人员分流。近年来工业和电子产业涌现诸多新技术和集成理念，但是因为航天产业的高壁垒，这些技术无法渗透其中。
假如民间公司广泛掌握火箭技术，意味着除了军方自己的国营工厂外，民间公司也普遍具备了开发、制造弹道导弹的能力。
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▲资料图：第二炮兵改进型东风-15战术弹道导弹
一旦爆发战争，这种潜力可以在极短时间内转化为战役战术弹道导弹的产能，属于典型的“藏军于民”，符合我国平战结合、军民结合的国家政策。无论是从经济角度还是军事角度去看，逐步开放民营企业进入商业火箭发射领域都是一项重要的政策，特别是，战时快速卫星补充能力，由于有大量有经验的民间公司，所以国家队运载火箭“忙不过来”的时候，完全可以用民用火箭发射小卫星，以保持中国卫星网络的作战能力不受影响。
（本文部分内容来源《经济观察报》、网易）
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出品：科普中央厨房
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