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中國的火箭貴嗎？

來源：理念世界的影子? 2023-03-22 16:00:58

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1998年，CZ-2C型號晚上睡覺，做夢都能笑醒。這一年它一氣發(fā)射了4發(fā)，掰著指頭數一數，改革開放以來的20年間，除了1987年有2發(fā)，沒有1年超過1發(fā)，且1980/1989/1991/1995/1996甚至1發(fā)都沒有發(fā)射過。

【資料圖】

一年四發(fā)令人愉悅，但還不足以做夢笑醒，讓人笑醒的是因為掙得多，而且掙的都是美元，因為這幾發(fā)載荷都是銥星。

銥星不是簡簡單單一顆星，77顆星鑲嵌在天際，如同77個電子圍繞著地球這個原子核旋轉，充滿了詩意，是人類技術史上綻放的耀眼光芒。只是再瑰麗和光芒萬丈的銥星計劃也需要落地，而這意味著恐怖的支出，這其中就包括發(fā)射費用。

美國的火箭很棒，但銥星是為全世界服務的，自然可以用全世界的火箭來發(fā)射，或者說來壓價。《項目管理案例集》一書中說：1994年4月，麥道公司接受了銥星4億美元的合同，用于發(fā)射銥星的40顆衛(wèi)星。其余的關于發(fā)射衛(wèi)星的合同將與俄羅斯赫魯尼契夫國家航天研究中心和中國長城工業(yè)總公司簽訂，這兩者都是合伙成員。銥星公司同俄羅斯和中國簽訂的這兩個低成本合同給美國其他合作者在降低成本方面帶來了壓力。

根據報道：1987年，美國空軍向麥道公司采購了七枚德爾塔6925火箭用于發(fā)射GPS衛(wèi)星，總價格為3.165億美元，單枚價格4500萬美元，折合7300美元/kg。后來又補充采購了13枚，最終合同總價為6.692億美元，此外還有額外的6500萬美元的獎勵金將使合同的總價值增加到7.342億美元。也即麥道拿到獎勵，20發(fā)火箭總價7.342億美元，單發(fā)價格進一步降低到3670萬美元。

而同期，麥道賣給銥星的7920火箭，單顆1000萬美元，單發(fā)價格5000萬美元，比賣給空軍的要貴。即使考慮美國1987到1994美元貶值1.23倍，火箭報價還是升了，且與6925和7925相比，7920火箭可是沒有四子級的，所以大概率還是為了掙錢而漲價。設想一下，如果沒有CZ-2C/SD和質子號K/DM2，會不會賣得更貴不得而知。

從網上信息看，當時11發(fā)CZ-2C/SD總價2.7億美元，折合單顆衛(wèi)星1230萬美元，單發(fā)火箭2460萬美元。

參考中美1994～1999年的匯率，這些年一美元都能兌換8.3元人民幣，也即CZ-2C/SD一發(fā)能賣到2億人民幣，100%以上的利潤，非常有的賺。

2007年，銥星公司宣布了第二代銥星計劃，2010年6月，銥星公司與SpaceX簽訂了價值4.9億美元的合同。SpaceX將從范登堡空軍基地，用獵鷹9號火箭把70顆衛(wèi)星送上太空。衛(wèi)星重量已上升到860kg，單價下降到700萬美元，折合已不到1994年價格的6折。

也不知道SpaceX是不是受這個合作的啟發(fā)，2015年開啟了Starlink研制，2019年首發(fā)，自此開啟了狂飆突進之路。如今不到4年，SpaceX已經發(fā)射了2000多顆衛(wèi)星，對標銥星，這發(fā)射價格得多貴？據稱Starlink衛(wèi)星50萬一顆，發(fā)射費用60萬一顆，發(fā)射費用折合不到3000美元/kg。

而對標中國，近些年火箭價格沒有太大變化。那么，中國火箭是真的貴嗎？如果真的貴，為什么？如果不貴，有沒有進一步降價空間？

筆者先給出自己的結論：

1）獵鷹系列火箭確實比美俄歐同類火箭便宜；
2）中國火箭并不比獵鷹系列火箭貴；
3）中國火箭仍有降價空間。

獵鷹系列火箭確實比美俄同類火箭便宜

低軌價格上，獵鷹系列火箭比美俄歐同類火箭都便宜，這是事實。

注：獵鷹重型低軌63.8t能力無法證實，且獵鷹重型的整流罩也放不下這么重的真實載荷，因此數據存疑；獵鷹重型的回收能力未有明確來源。

低成本可能原因包括：

SpaceX是美國航天資源的重組，它繼承了相對優(yōu)質資產，剝離了不良資產，歷史包袱小。在人員上，Musk找來了Mueller，找來了Shotwell，這些千里挑一的人來了就上手，不用忍受培養(yǎng)他們的時間成本，以及培養(yǎng)不出來的代價和痛苦；在資產上，SpaceX可以用較為低廉的費用租用廠房、卡角的發(fā)射臺。

這些相對優(yōu)質的資產得益于美國幾十年在航天上的積累，美蘇爭霸時不計成本投入，也不會有這么多固定資產和人力的積累，今天的便宜都是幾十年厚積薄發(fā)的產物，拋開歷史談現狀就是一種耍流氓。

全產業(yè)鏈條的建立，有利于降低成本。在航天領域，火箭發(fā)射服務收入占比2%，衛(wèi)星制造占比5%，剩下占絕大多數收入的都是衛(wèi)星應用。當依賴衛(wèi)星應用贏取資源和攤薄固定成本后，此時火箭發(fā)射只需要收取硬件成本價即可。

SpaceX公司不到1萬名員工，人均年工資5萬美元計，每年工資需求高達5億美元，如果僅計算火箭發(fā)射收入，年發(fā)射量10發(fā)，攤到單發(fā)約5000萬美元，發(fā)射量100發(fā)攤到單發(fā)約500萬美元。這些硬成本無法通過任何技術方法破解，只能通過高發(fā)射頻次或SpaceX集團內部轉移支付解決。當Starlink用戶破百萬，成為衛(wèi)星應用收入的主體來源時，這時候，獵鷹系列火箭只需要賣個成本價就可以。

技術上，獵鷹9選擇了適合低軌的兩級構型，采用了統一發(fā)動機方案，通過極高的運載系數實現了大運力，并具備了重復使用能力，以及經考驗的超高成功率，這些都導向了價格降低。

兩級構型僅需4個貯箱和增壓輸送系統，這兩套產品價格不太依賴箭體規(guī)模僅依賴數量，獵鷹9已做到當前技術下低軌運載火箭的最簡配置。這種方案并不適合高軌構型，但由于電推新技術的應用，目前世界航天發(fā)射由高軌向低軌發(fā)展的趨勢已逐漸明朗，獵鷹9正是順應了這種歷史潮流；

獵鷹9發(fā)動機采用“一代二”方案，全箭10臺發(fā)動機，構型統一，產線簡單產能高，試驗成本被大幅攤薄，在產業(yè)界，早就有這種說法，產能高一倍，單價打八折，當動力和構型統一后，價格也將大幅降低；

獵鷹9運力高達22.8噸，火箭運力提高一倍，每千克單價打八折。就以土星五號而言，近地軌道能力140噸，當年發(fā)射價格1.8億美元，折合到現在為11億美元，單價8000美元，也不是很貴；

獵鷹9僅600噸的起飛規(guī)模，運載效率接近4%，達到世界頂峰。在獵鷹9全推力版本之前有個1.1版，起飛重量513噸，運力僅10噸，預計價格與現在全推力版本接近，但單價高了1倍不止；

高的運載系數使重復使用成為可能，盡管在商業(yè)報價上未降，但用于Starlink發(fā)射時內部成本降低是客觀事實。Starship全復用后，價格進一步降低也是事實。不靠重復使用降不了太多成本，僅靠重復使用也降不了太多成本。

Musk曾放話Starship運力150噸，全復用價格200萬美元，關于這個筆者是不信的。不信的原因包括：

獵鷹9的成功是由于其強結構弱動力，而Starship采用了弱結構強動力方案，固有可靠性低于獵鷹9，而其一次失敗的損失遠非獵鷹9可比。型號能否持續(xù)運營有待觀察；

完全復用真的能降價，Starship二級最后仍回到了防熱瓦的道路上，航天飛機殷鑒不遠，最后二級能否完全復用也有待觀察；

200萬美元大概說的是推進劑價格，液氧1噸1百美元，甲烷1噸1千美元，Starship總加注量3400+1500=4900噸，發(fā)動機混合比3.8，折合液氧3900噸、甲烷1000噸，推進劑總價約140萬美元。類比一下飛機，高度重復使用，但不能說飛機運營價格就是煤油價格；

類比航天飛機最早預計單發(fā)成本6000萬美元，真實運營時每發(fā)不低于5億美元。筆者預估，Starship最后降價，預計也就是八折理論所在區(qū)間，即能力提升8倍，每千克單價0.8^log_2^8=5折，單發(fā)箭還是要賣2.5億美元的，載荷1000～2000美元/kg是有可能的。

兩個八折理論
產能提高一倍，產品單價打八折；
火箭運力提高一倍，發(fā)射單價打八折。

在以上原因共同作用下，SpaceX一舉拉低了運載價格，而不僅僅是因為回收拉低了價格。

中國火箭并不比獵鷹系列火箭貴

中國火箭與獵鷹系列相比，價格并不高，具體如下：

從中國政府采購網披露，CZ-3B價格為2.7億元，其LEO運力為11.5噸，GTO運力為5.5t，折合單價23000元/kg和49000元/kg，按目前6.89的匯率，即3400美元/kg和7100美元/kg，LEO和GTO單價均低于獵鷹9號火箭。

而且，獵鷹系列的報價是一回事，真實執(zhí)行軍方合同價格遠比報價高。獵鷹9火箭軍方合同9份/12發(fā)火箭，平均合同價格9074萬美元；NASA合同10份/10發(fā)火箭，平均合同價格8831萬美元；商業(yè)合同5份/12發(fā)火箭，平均合同價格6006萬美元。獵鷹重型火箭軍方任務平均價格15500萬美元，NASA任務平均價格14630萬美元。軍方和NASA價格比商業(yè)報價高了50%。

有人說新一代運載火箭價格高，譬如網上有截圖，CZ-7價格達到5.7億，LEO運力14t，價格比CZ-3B高了70%，所以抱怨新一代運載火箭貴。

但不要忽視這個型號產生的歷史背景和用途，新一代運載火箭是我國30多年來第一次研制新火箭，我國第一個高壓補燃液氧煤油發(fā)動機、第一個大型氫氧發(fā)動機、第一個膨脹循環(huán)氫氧發(fā)動機、第一個五米直徑貯箱均由此牽引而出，即新一代運載火箭承載太多，攤子鋪的太大，本就不是為低價而設計；

其次，CZ-7為載人專門研制，本著生命至上的原則，無論是方案的冗余設計、試驗的規(guī)模均非常規(guī)火箭能比，貴有貴的道理。

也有人說，國內小衛(wèi)星搭載貴，任務價格6～15萬元/kg不等。小衛(wèi)星采購與大宗采購價格完全不同，總不能指望零售和批發(fā)一個價。就看看電子號33萬元/kg的價格，一樣有人買，都打了34發(fā)了。

還有人說，中國就是不競爭，只要競爭價格就能降。這個原則上是沒問題的，但用什么競爭機制其實是門學問，低價先得最后可能等于低價不得。在競爭機制上，美國的《空間行動協議》法案給了一個很大的啟示。此部分《洞穴之外|美國商業(yè)航天往事》曾做過一次調研，本文不再細表：

如果說NASA最早采用的純立項的計劃模式、之后對民營企業(yè)采用純商業(yè)的采購模式，COTS計劃則是一種全新的投資模式，它是計劃航天和商業(yè)航天之間的混合架構。NASA成為了投資者而不是管理者，它給政策、給錢、也給技術，被支持的公司實現了從“傳統分包商”到“新型商業(yè)合作伙伴的轉變”。用大額合同作為驅動力，用里程碑付款作為約束條件，最終達到雙贏。
根據美國商業(yè)軌道運輸系統合同計劃的總結：市場力量控制著開發(fā)和運營成本，固定價格的里程碑付款最大程度地提高了控制成本的動機，并最大程度地減少了計劃延遲，商業(yè)友好的知識產權/數據權和有限的終止責任鼓勵了私人資本的投資，NASA購買運營服務的承諾大大提高了公司籌集資金的能力，直接促成成功將SpaceX Dragon首次停泊到ISS。
NASA總結：公私合作伙伴關系的COTS模式奏效！
被COTS計劃支持的公司也十分認同這個模式：“為NASA工作非常棒，他們的確幫了我們很多”，馬斯克于2014年4月在美國進出口銀行的年會期間承認?！捌鋵?，我不知道如果沒有NASA的幫助，我們會怎樣。我們感激之至。”

中國火箭還有降價空間

中國火箭價格還可以更低，當今世界航天運輸系統的競爭，發(fā)射頻次和發(fā)射價格之爭，就是中國和美國航天先鋒隊SpaceX之間的競爭，其它已無競爭對手。這種競爭的背后其實是中美之爭，國與國之爭，除了是人才、技術之爭，更是國體、國力、國策之爭，在國與國之爭這個更大框架下，中國火箭成本只會更低。

首先，航天科技集團轉企并完成養(yǎng)老金并軌，將退休工資逐步轉為社會養(yǎng)老保險，逐年降低歷史包袱，這些最終都可以攤到火箭成本中。

其次，借助空間站常態(tài)化運營和互聯網星座大幅創(chuàng)造市場需求的契機，推行采購乃至投資制度代替現有立項制度，讓企業(yè)有內驅力去主動研制低成本火箭。讓構型論證、重復使用變成企業(yè)內部商業(yè)行為而非立項行為；讓軟件驅動硬件等技術自然落地，而不是堆硬件提高立項報價。

然后技術上，中國航天也在持續(xù)進步，20年前，研制新一代運載火箭都是大家不敢想象的任務，現在它們也都飛了。大家信心全上來了，已不再視新火箭開發(fā)為畏途而縮頭縮尾。心理一突破，高推重比發(fā)動機、輕質高效結構的理念、想法和方案呼啦一下全都上來了，盡管現在研制時未必承認紙面上指標，但筆者相信運載系數提升是肯定可以達到的目標。與八折理論不同，運載系數提高1倍，成本就降低1倍，這是實打實的1:1關系。

最后，中國航天終會站在新一代運載火箭肩膀上，基于一款成熟動力，如YF-100、YF-102或YF-209，研制出一款或數款面向低軌的大運力火箭，只要是一型動力打天下，可以很快切入批量生產模式，此時無論是管理成本、生產運營成本、試驗成本都大幅降低，這款火箭的單價就不可能貴到哪兒去。至于火箭回收技術，它真的那么難嗎？只要企業(yè)能通過回收賺錢，自然會去做的。

結語

25年前，面向銥星發(fā)射，CZ-2C的便宜讓摩托羅拉公司很開心，而摩托羅拉的合同價格也讓CZ-2C晚上睡覺時做夢都能笑醒。自由市場上，摩托羅拉和長城公司相看兩不厭，但很快這種自由就被美國的ITAR協議打破，此后中國再無面對美國市場的機會。

10年后，第二代銥星卷土重來，如今，在ITAR協議和成本雙重因素主導下，發(fā)射盡歸SpaceX所有。

又10年后，SpaceX可能是從發(fā)射銥星中有所收獲，發(fā)力低軌互聯網市場，并將火箭價格腰斬。

這是技術的威力，更是美國《空間行動協議》法案帶來的市場威力。

今天的中國在開放和市場驅動下突飛猛進，諸多發(fā)力的領域做到了全世界的白菜價。今天，在俄烏沖突、星盾計劃等影響下，中國的低軌互聯網戰(zhàn)略再無遲疑。在改革開放和市場的春風下，相信以中國人民的勤勞和智慧，航天運輸系統的成本也會低到SpaceX難以想象的程度。當我們資產滿星空時，就代表了我們的國力。

不要擔心因為火箭貴發(fā)射不了那么多衛(wèi)星，當真需要那么多衛(wèi)星在天上時，火箭自然就便宜下來了。而最終衛(wèi)星應用端收獲萬億級市場，利潤反哺火箭，那才是一個國家共贏的局面。拼技術、拼效率我們未必會是世上最強，但拼市場、拼價格，我們說第二就沒人敢說第一。

世上所有的東西都是在過往所有歷史積累上生長的。想想我們的核心優(yōu)勢是什么？以前我們的勝利都體現在什么地方？在最可能取勝的地方先取勝，積累人氣、信心和平臺，在此基礎上逐步積累，才能真正做到世上最強。

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