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放卫星要多少钱?

2013.12.16 南都周刊2013年度第48期 0条

一颗商业卫星的发射,欧美公司的报价至少要1亿美元。而当艾隆·马斯克率领的搅局者SpaceX提出6000万美元的报价时,迅速成为了市场的宠儿。

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 文_苏化语

在中国的长征三号乙运载火箭送嫦娥三号跟玉兔探月车开启登月之旅的两天后,美国SpaceX(太空探索技术公司)的猎鹰九号v1.1火箭在佛罗里达卡纳维拉尔角空军基地升空。SpaceX做的事情并不像嫦娥玉兔那样具有研究价值,他们只是重复了一件每年很多人都在做的事情—将一颗通信卫星送入了地球同步转移轨道。

然而,SpaceX是一家美国的民营公司,它的重点并不是探索宇宙更高深的奥秘,而是从宇宙中挖掘出更大的财富。这一次,SpaceX证明,他们有能力像欧洲空间局、俄罗斯航天局和中国政府旗下的航天集团一样,将通信卫星送进轨道;而自由资本进入商业发射市场后,随之而来的也将是前所未有的竞争:SpaceX目前的发射报价为5670万美元,比包括中国在内的任何传统发射商都要低。

“SpaceX进入商业领域会改变一切,”总部在卢森堡的欧洲卫星全球公司(SES)首席技术官马丁·哈利威尔表示。SES公司正是SpaceX这次发射的客户,被猎鹰九号运载上天的是他们的SES-8通信卫星。他说:“我们加起来只需要支付不到6000万美元,比欧洲阿里安系列火箭的报价低2亿美元。这一定会从根本上动摇整个产业。”

精英俱乐部

很大程度上看,卫星发射产业都是一个精英俱乐部。

一方面是技术门槛高。尽管SpaceX曾经在去年将他们自主研发的太空飞船“龙”送入太空并与国际空间站进行对接,并引发讨论热潮,但当时的难度远远低于这一次发射通信卫星。

为了让卫星进入预定轨道,火箭需要先将卫星送到停泊轨道,关闭发动机18分钟,然后,第二级发动机重新点火并将卫星送到地球同步转移轨道。这种第二级再点燃技术是所有地球同步转移轨道任务都必不可少的,技术上远比将飞行器送到太空中要来得困难。发射成功之后,老板艾隆·马斯克在声明中高调宣称:“升级后的猎鹰九号已经达到了业内最高水平。”

另一方面,尽管卫星发射产业在2012年总共有65亿的收入,但它也并不是一个有很多公司竞争的行业。在SpaceX加入之前,这个俱乐部里一共拥有过八名成员,而且“家世”都非常显赫:

扎根法国的阿里安航天公司,是欧洲空间局旗下的一个子机构,它使用的“阿里安”系列运载火箭也是由欧洲空间局研发;

国际发射服务公司虽说名义上是一家美国公司,但最大股东是俄罗斯人,所使用的火箭为俄罗斯的“质子”系列;

海上发射公司用的也是俄罗斯火箭,是俄罗斯跟其他三国合资;

中国的长城工业集团受中国政府授权,目前主要使用中国运载火箭技术研究院制造的长征三号乙来承担商业发射任务;

至于美国精英联合发射联盟,则是由波音集团跟洛克希德·马丁这两大航空航天巨头联合。

通过将SES-8成功送入轨道,SpaceX也就进入了这个精英俱乐部。他们却是其中的一个另类:其他所有的发射商都有着浓厚的政府痕迹,阿里安、质子和长征都是政府投资设计研发的火箭,联合发射联盟现役的宇宙神五号火箭和三角洲四号火箭是从军方设计中发展而来的产物(宇宙神系列最早是从宇宙神式洲际导弹发展出来的)。只有SpaceX,尽管动力引擎资料参考自NASA,但总体来说,猎鹰系列火箭都可以称得上自主研制。作为民营企业,SpaceX走进了政府为绝对主导的精英俱乐部,或许将是太空平民化的开始。

这次的发射还是猎鹰9号v1.1火箭三次验证飞行中的第二次。在这之后,猎鹰九号还会为泰国泰空公司进行一次发射任务。如果顺利成功的话,通过验证的猎鹰九号就得到了美国空军“改进型一次性运载火箭(EELV)”项目执行发射任务的许可证,也就意味着他们将可以开始承接美国政府的发射合同。

政府商业采购是卫星发射行业中的大头,在2012年的全球卫星发射收入中,有64%的客户是各国政府。获得政府的订单,也就意味着SpaceX正式开始瓜分卫星发射市场。不过SpaceX不需要等到美国政府的批准就可以先行庆祝他们的胜利。今年8月,他们已经跟德国政府签约,预计将在2018年和2019年使用“猎鹰”9号 v1.1火箭将三颗德国第二代雷达侦察卫星“莎拉”星座送入轨道。

价格优势

SpaceX进入这个精英俱乐部只用了11年,但其中过程并非一帆风顺,他们首先要面对的就是强大的对手和被垄断的行业。

当波音和洛克希德·马丁在2005决定合并组成联合发射联盟的时候,SpaceX的猎鹰一号还未升空,而巨头的联手对于想要夺取美国政府订单的他们来说是个绝对的坏消息。所以,SpaceX向美国公平贸易委员会提出抗议,称联合发射联盟的组成是垄断行为,违反了公平贸易原则。然而,美国国防部很快做出了回应,明确对联合发射联盟表示了支持,其后公平贸易委员会驳回了SpaceX的抗议,联合发射联盟在2006年12月1日正式成立,其后更是吞下了美国空军的全部订单,以及NASA的重型发射计划订单。

在联合发射联盟面前,即使是今天的SpaceX,也并没有功能上的优势。联合发射联盟所使用的“宇宙神五号”和“三角洲四号”这两款运载火箭都是十多年前为了军事运载而专门进行的设计,“三角洲四号”重型运载火箭能够运载13130千克重量进入地球同步转移轨道,比现役或退役的商业运载火箭的运载能力都强;而“宇宙神五号”的动力强劲,可以执行逃脱轨道任务,比如说将朱诺号送到木星轨道,或是将好奇号带上火星等等。相比之下,SpaceX唯一的现役火箭猎鹰九号运载能力中等,以前只执行过几百到几千米的低地球轨道任务,这一次送SES-8上天才是第一次地球同步转移轨道任务,相形见绌。

对比联合发射联盟的发射记录,SpaceX也很难说自己比他们更安全更靠谱。“三角洲四号”自2002年服役至今,17次发射任务只有一次部分失败;“宇宙神五号”更出色,33次发射任务,只有2007年出现过一点活门漏气的小事故,导致两颗海洋监测卫星进入比原本预定高度低的轨道(不过客户并不认为这是失败),其他任务都是完美完成。反观猎鹰九号,在前几次发射中都有一些问题。如,2010年6月猎鹰九号第一次发射后,第二级发动机没有按计划重新启动,2010年12月第二次发射之前,火箭发动机喷管出现裂纹,以至于技术人员不得不把其剪短1.22米。

然而SpaceX也有优势,那就是价格。联合发射联盟在2004年的报价就是7000万到9000万美元之间,通货膨胀之后更是价格飙升,他们在2012财年里一共发射了四次,报价17.4亿美元,平均每次4.35亿美元。国际发射服务公司的报价稍微好一点,在1亿美元左右,而阿里安航天公司的单次发射可以运载两颗卫星,报价超过2亿美元,费用由两个客户均摊。

其他几家发射商呢,海上发射公司已经破产了,日本跟印度发射商基本上只用于满足本国政府需求。中国的长征三号乙火箭倒是愿意多接订单,而且价格便宜,报价据说在7000万美元左右,但由于美国武器出口政策对中国限制尤其严格,美国制造或者有美国生产元素的卫星都需要特批才能使用中国火箭上发射,所以欧美客户很难使用中国火箭来发射卫星。

“在SpaceX之前我们只有两个选择,要么是国际发射服务公司,要么去找阿里安,”哈利威尔说,“当然,联合发射联盟也能够把卫星送上天,但他们太贵了,从商业的角度来说完全不划算。”

所以,当SpaceX提出6000万美元(他们还给第一个客户SES打了个特别折扣)的报价时,国际市场立刻就被震撼了。SpaceX一下子成为了市场的宠儿,在SES-8被送入地球同步转移轨道之前,他们已经签下了将近50个订单,其中2/3都是商业客户。

SpaceX的低价源自出色的成本控制。这间公司的管理上多少带着IT企业的作风。比如说,SpaceX并没有按照业内惯例通过分包商来设计和制造引擎等关键系统,而是通过自己的技术团队来设计制造,甚至很多零部件都选择自己生产,这大大缩短了供应链,从而有效降低了成本。另外,SpaceX实现了火箭部件的标准化和通用化,这样能够批量生产,既降低分摊的设计费用,又能降低生产成本。

公司的团队构成也非常简单。SpaceX采取扁平化结构,没有通常意义上的部门划分,大家一起讨论,使研发与生产之间的联系更为紧密,极大降低了部门间沟通的人事成本和时间成本。

所以,猎鹰九号从绘图板上到首次发射,只用了4年半时间,研发费用刚刚超过3亿美元。有趣的是,在猎鹰九号第一次发射成功之后,NASA官方网站上刊出了一个猎鹰九号研发费用分析报告,里面明确表示“猎鹰九号采用了更为商业化的研发方式……如果在NASA传统的环境与文化中,需要花费39.77亿美元”。由此可见,当自由资本进入太空竞争之后,将现代化的商业管理引进政府把持的工业里,便能够带来效率的提升。

太空这个大蛋糕

在欧美,把爱好与金钱投资到星辰大海里的富豪不少,维珍航空老板理查德·布兰森致力于以载人为主的太空旅行,微软联合创始人之一保罗·艾伦则试图建设世界上最大的航空器,亚马逊老板贝佐斯致力于发展太空旅游业,让游客们能够安全又舒适地在低地球轨道观看地球和星星。他们进入这个行业并不比SpaceX更晚,贝佐斯在2000年就已成立私人太空探索公司“蓝色起源”,但他的太空船至今还没有能力进入太空。

SpaceX的创始人艾隆·马斯克是个奇人,从PayPal到特斯拉,他做的都是有利可图的大生意。虽然他也很浪漫地表示要“死在火星上”,但打从一开始,他的SpaceX就把太空视为实在的市场,而不是仅仅面向有钱人的游乐场。他不像其他富翁那样致力于去做连NASA都没做到的事情,而是试图让SpaceX分包NASA的业务。这样技术门槛相对较低,而且容易获得大额订单,从而逐步自我完善,最终实现太空梦想。

NASA看到了他的诚意。SpaceX的火箭参考并继承了部分NASA核心技术,而且,NASA还慷慨地为SpaceX提供测试机会。2012年,SpaceX已经和美国航空航天局(NASA)签署了一份价值16亿美元的协议,用“龙”飞船将货物运送到国际空间站。

至于载人进入太空的梦想,SpaceX也比贝佐斯和布兰森要走得更远。NASA目前跟俄罗斯宇航局还有三年合同,在未来三年里,他们还需要借助俄罗斯联盟号飞船向空间站运送宇航员,而每个座位的成本将在2016年涨到将近7000万美元。由于SpaceX已经成功发射“龙”飞船给空间站送货,而且另一家美国民营公司轨道科学公司在今年9月也发射“天鹅座”飞船并成功实现与空间站对接,所以陷入预算危机的NASA宣布在2017年中止与俄罗斯的合作,完全改用美国国内商业公司来向空间站运送宇航员。NASA倾向于使用多个民营服务商来完成这个计划,而SpaceX当然是其中的有力竞争者。在第一阶段里,SpaceX已经与波音公司和内华达山脉公司一同获得了NASA各一千万美元的资助,去进行载人太空运输系统研发。

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