文/陳海鵬
近年來,在美國宇航局的扶持下,太空探索技術公司(Space X)快速成長,其年度火箭發(fā)射次數(shù)已經(jīng)超過美國傳統(tǒng)老牌航天企業(yè)的火箭發(fā)射次數(shù)之和??紤]到Space X公司只是一家成立僅僅十幾年的私營企業(yè),這一數(shù)據(jù)無論如何都是令人震驚的。那么,這一切是怎樣發(fā)生又為什么會發(fā)生呢?
2017年,世界各國共完成91次運載火箭發(fā)射,美國完成29次發(fā)射,其中太空探索技術公司(Space X)的獵鷹9火箭完成18次。2017年6月5日,Space X公司發(fā)射獵鷹9火箭,執(zhí)行“CRS-11”任務,將龍貨運飛船送入太空,這次發(fā)射的獵鷹9火箭和“龍”飛船都是回收利用的火箭和飛船,成為航天發(fā)射歷史上的一個重要節(jié)點。
2018年,世界各國共完成114次運載火箭發(fā)射,美國完成31次發(fā)射,其中Space X公司的“獵鷹9”完成20次發(fā)射,獵鷹重型火箭完成首飛。2018年2月6日, Space X公司從肯尼迪航天中心首次發(fā)射獵鷹重型火箭,成功將一輛紅色特斯拉跑車送入太空,“獵鷹重型”也成為目前世界上運載能力最大的運載火箭。
Space X公司以及其獵鷹9運載火箭持續(xù)的優(yōu)異表現(xiàn),給業(yè)內(nèi)一個強力展示:Space X公司已經(jīng)占據(jù)美國發(fā)射市場半壁江山,Space X公司已經(jīng)占據(jù)全球商業(yè)發(fā)射市場半壁江山。Space X公司強勢表現(xiàn)的背后,究竟存在什么原因?產(chǎn)品、價格,抑或技術?
君子務本,本立而道生,商業(yè)活動的本質(zhì)依托是產(chǎn)品,有好的產(chǎn)品才有可能去獲得好的市場?!矮C鷹9”是一型經(jīng)典火箭,即使拋開“重復使用”這一典型產(chǎn)品特征,獵鷹9火箭也是目前世界各國運載火箭中的佼佼者。
在技術指標方面,獵鷹9火箭有著非凡的運載效率,“獵鷹9”作為一型光桿構型的液氧煤油運載火箭,竟然能夠同時執(zhí)行低地軌道(LEO)和地球同步轉移軌道(GTO)任務,并且在運載能力上處于領先位置;同時,“獵鷹9”廣泛采用輕質(zhì)高效箭體結構、復合材料氣瓶、推進劑過冷加注等技術,進一步提高火箭性能指標。
在可靠性方面,獵鷹9火箭在設計上采用簡化設計的理念,全箭可靠性有根本保證。由于沒有助推器,本質(zhì)上剔除了助推分離的風險;火箭一二級均是采用梅林發(fā)動機,發(fā)動機自身產(chǎn)品可靠性容易得到提升。
在實用性方面,獵鷹9火箭全箭只采用一種推進劑,可以減少發(fā)射場的推進劑保障難度;在分離系統(tǒng)設計上,采用冷氣推進分離,一定程度上提高了分離系統(tǒng)的可檢測性。好的產(chǎn)品是每一個公司所追求的目標,擁有一款好的產(chǎn)品,在市場拼殺中自然能夠占據(jù)有利地形。
目前Space X公司官網(wǎng)上,獵鷹9火箭發(fā)射報價是6200萬美元,獵鷹重型火箭報價是9000萬美元。暫且不談獵鷹重型火箭的產(chǎn)品成熟程度及發(fā)射市場的約束性,單論獵鷹9火箭,其單位質(zhì)量有效載荷發(fā)射價格也是當前發(fā)射市場最低,或者接近最低。在目前國際GTO發(fā)射市場,獵鷹9火箭單位載荷發(fā)射價格約是1萬美元1千克,而美國聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司(ULA)的“德爾塔4”和“宇宙神5”大約是2萬美元1千克,歐洲阿里安5火箭也是大約2萬美元1千克,俄羅斯質(zhì)子號運載火箭大概是1.5萬美元1千克。這些曾經(jīng)的商業(yè)發(fā)射市場主力火箭單位載荷發(fā)射價格均高于“獵鷹9”,能在價格上與獵鷹9火箭抗衡的,只有中國的長征三號乙運載火箭。Space X公司扁平化的管理模式、集中化的采購和生產(chǎn)模式,也為成本控制提供了幫助。何況在重復使用的大趨勢下,獵鷹9火箭有可能進一步降低發(fā)射價格,提高自己的價格競爭能力。
根據(jù)美國衛(wèi)星工業(yè)協(xié)會研究報告,2017年度全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)總收入相比2016年增加3%,但是衛(wèi)星發(fā)射產(chǎn)業(yè)收入下降16%。在這樣商業(yè)火箭發(fā)射市場并不是特別景氣的情況下,SpaceX公司能占據(jù)商業(yè)發(fā)射市場在較大的份額,也實屬不易。研究火箭商業(yè)發(fā)射市場變化規(guī)律,有幾個現(xiàn)象值得關注。一是美國航天政策變化。21世紀初,美國航天政策向深空探測轉變,近地軌道空間的太空活動被美國宇航局交由私營企業(yè)負責,以SpaceX公司、軌道·ATK公司(現(xiàn)為諾格創(chuàng)新公司)為代表的航天民營企業(yè)迅速崛起,帶動火箭發(fā)射駛入真正意義上的商業(yè)化道路,這是Space X公司取得成功的一個重要原因。二是競爭對手自身變化。20世紀90年代之后,國際商業(yè)發(fā)射市場主要被美俄歐瓜分,但是近些年,傳統(tǒng)的商業(yè)發(fā)射力量受到各種各樣的限制,表現(xiàn)不佳。其中美國ULA旗下的德爾塔4火箭和宇宙神5火箭專注于發(fā)射重要軍事載荷,對商業(yè)市場興趣不大;歐洲阿里安5火箭受制于歐洲產(chǎn)能影響,每年發(fā)射數(shù)量不會超過10發(fā);俄羅斯質(zhì)子號火箭逐漸日暮西山、故障頻發(fā),造成市場份額大幅降低。此消彼長,在這種市場變化中,Space X公司迅速占據(jù)了商業(yè)發(fā)射市場的大部分份額,獵鷹9火箭以一己之力挑戰(zhàn)了整個商業(yè)發(fā)射市場。三是有效載荷形式變化。雖然全球衛(wèi)星發(fā)射的市場總額度在減小,但是近些年小衛(wèi)星逐漸興起,各種低軌網(wǎng)絡成為新的發(fā)展趨勢。動輒幾百顆的衛(wèi)星組網(wǎng)發(fā)射,提高了對運載火箭發(fā)射次數(shù)的要求。比如獵鷹9火箭通過8次發(fā)射任務完成銥星通訊公司第二代銥星系統(tǒng)75顆衛(wèi)星發(fā)射就是典型代表。政策、對手及市場逐漸在變化,Space X公司適應了這種變化,抓住了變化中的機會,迅速擴大了市場份額。
▲在肯尼迪航天中心發(fā)射工位組裝火箭
▲馬斯克和獵鷹9火箭
▲霍索恩廠房里的火箭
市場擴大之后,履約能力是對公司運行的重要考驗。在近兩年的發(fā)射任務中,Space X公司表現(xiàn)出良好的履約能力,可能有如下幾個原因。一是獵鷹9火箭最大程度收縮構型。雖然“獵鷹9”以善于改進、逐步優(yōu)化著稱,但是只要完成改進,Space X公司就會迅速放棄前序狀態(tài),將所有火箭構型歸結為最終狀態(tài),比如目前只有獵鷹9 Block5火箭這樣一種構型。構型收縮將有利于公司維護產(chǎn)品技術狀態(tài)、組織生產(chǎn)制造和發(fā)射。二是重復使用技術有可能是提高“獵鷹9”產(chǎn)能的一個原因。2018年的發(fā)射任務中,“獵鷹9”多次使用復用狀態(tài)的一級,雖然沒有資料表明一級復用之前需要執(zhí)行的檢測項目需要消耗多長時間,但是從產(chǎn)品周轉周期上來推斷,重復使用一級有可能是提高產(chǎn)能的一個因素。三是強大的工業(yè)基礎、數(shù)字化的生產(chǎn)制造能力、產(chǎn)品化的系統(tǒng)設計為“獵鷹9”實現(xiàn)批生產(chǎn)奠定了基礎。獵鷹9火箭所有貯箱直徑相同,一二級基本上采用一型梅林發(fā)動機,這些典型產(chǎn)品特征為火箭大批量生產(chǎn)提供了技術基礎。
本文嘗試從產(chǎn)品、價格、環(huán)境和履約能力四個方面分析Space X公司能夠占據(jù)國際商業(yè)發(fā)射市場半壁江山的原因,未必全面,也未必準確。但是,提高市場競爭力,終歸需要解決市場需求的產(chǎn)品和能力,Space X公司在這方面確實做得很好。