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“筷子夹火箭”技术突破,SpaceX星舰开启商业航天新篇章

“筷子夹火箭”技术突破,SpaceX星舰开启商业航天新篇章 洞见研报行业前沿
2024-10-18
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2024年10月13日,SpaceX的星舰(Starship)完成了第五次历史性试飞。这次试飞不仅展示了火箭回收技术的突破,还标志着马斯克实现火星梦想的又一重大进展。同时,特斯拉也发布了最新的无人驾驶车,而股市的大幅波动引发了市场广泛关注。

在这次试飞中,SpaceX 的星舰通过发射塔架上的“筷子”机械臂,在半空中捕获了助推器并实现回收。这一技术的成功,不仅展示了SpaceX 在火箭回收技术上的先进性,也为未来的太空探索和火星任务奠定了坚实基础。

回顾此前的四次试飞,从火箭爆炸到逐步成功,SpaceX的每一步都在推动技术的进步。

首次试飞(2023年4月):火箭爆炸;

第二次试飞(2023年11月):助推器和飞船爆炸;

第三次试飞(2024年3月):助推器解体,飞船失联;

第四次试飞(2024年6月):火箭一二级成功分离,按计划落入预定海域。

星舰是全球推力最大的火箭,总长约120米,直径约9米,由两部分组成:第一级是长约70米的“超级重型”助推器,第二级是“星舰”飞船,两级均可重复使用。

这次“筷子夹火箭”的成功,是火箭回收技术发展过程中的重要里程碑,而这一点,将直接影响未来商业航天的格局和方向。

01

火箭回收技术引领航天降本

未来火星探索加速可期

随着星舰第五次试飞的圆满成功,SpaceX在火箭回收技术方面迈出了重要的一步。

可回收火箭,作为发射降本的关键之一,正引领行业变革。未来有望进一步降低太空探索成本,加速人类探索宇宙的步伐。

火箭回收技术是指火箭发射升空后,通过一系列技术手段使火箭的一部分或全部安全返回地面,以便重复使用,能够显著降低太空发射的成本,并减少每次任务所需的全新制造的火箭数量。

“筷子夹火箭”听起来颇具趣味性,但整个过程涉及一系列高度精确的操作步骤和对技术能力的极大挑战。

实现这样的回收并非易事。“筷子夹火箭”不仅要求机械臂具有极高的灵活性与准确性,以便于快速响应火箭位置的变化;而且对于火箭本身来说,无论是飞行控制系统还是最终时刻的悬停性能都必须达到近乎完美的水平。哪怕是最微小的误差也可能导致严重的后果。

02

中国企业成绩斐然

火箭回收技术迎头赶上

中国在火箭回收技术方面也正在取得显著进展,各家企业和研究机构正积极推动相关技术的研发和试验。

东方空间公司在2024年1月份成功发射了“引力一号”火箭,创造了全球最大固体运载火箭的纪录,并已经开始进行可回收液氧煤油火箭的方案设计,预计在2025年实现首飞。

蓝箭航天也在火箭回收技术方面取得了重要突破。该公司正在研制可重复使用垂直起降回收验证火箭,火箭的一子级可复用20次,未来这型可重复使用火箭的发射成本将达到每公斤2万元左右,相比目前国内民营火箭每公斤约8万至11万元的成本,发射价格将大幅降低。

蓝箭航天的朱雀三号火箭已经完成了10公里级的垂直起降返回飞行试验,计划于2025年实施首飞,2026年实现一子级回收复用。

此外,中国航天科技集团八院研制的可重复使用运载火箭新技术验证箭,于2024年6月成功进行了国内首次10公里级垂直起降飞行试验,标志着中国可回收火箭技术已迎来关键突破。

星际荣耀公司在2023年11月和12月完成了双曲线二号液氧甲烷可重复使用验证火箭的垂直起降飞行试验,成为全球第三家成功实现可回收火箭垂直起降复用飞行试验的公司。

上述种种成绩显示,中国在火箭回收技术方面正在快速追赶国际先进水平,预计未来几年内将实现更多突破,进一步降低发射成本,提高发射效率,为中国的商业航天发展提供强有力的技术支持。

03

商业航天产业蓬勃发展

中美表现远超其他国家

随着21世纪的到来,航天产业迎来了前所未有的发展机遇,商业航天尤为突出,占据了全球航天经济的主导地位。2022年,商业航天产业在全球航天经济中的比重高达78.3%,对全球经济的推动作用不容小觑。预计到2029年,这一数字将飙升至7800亿美元,商业航天的市场潜力巨大。

中国在这场商业航天的竞赛中也不甘示弱。自2020年起,中国商业航天市场规模首次突破万亿元大关,年均复合增长率高达23%,远超全球平均水平。在政策的有力支持下,预计2024年市场规模将突破2.3万亿元,展现出中国商业航天的强劲动力。

在全球商业航天的投融资领域,美国和中国无疑是两大主角。

美国以48%的比重占据全球投融资的半壁江山,而中国则以27%的比重紧随其后。这两大经济体的活跃表现,为商业航天产业的发展注入了源源不断的动力。

商业航天产业是一个多元化的领域,包括人造卫星、运载火箭、载人航天、深空探测和空间站五大方向。目前,载人航天、深空探测和空间站尚处于起步阶段,规模相对较小,但人造卫星和商业运载火箭已经成为太空经济的主导力量。两个领域的发展不仅推动了技术的进步,也为全球经济的发展做出了重要贡献。

04

全球卫星产业步入成熟期

增长势头强劲

全球卫星产业已进入成熟增长阶段,市场规模每年以3%左右的稳健速度增长。尽管疫情对全球经济造成了冲击,但卫星产业的增长势头并未受到太大影响。

其中,在卫星互联网领域,各国正加速布局,尤其是SpaceX和OneWeb等公司的低轨卫星星座计划,已经进入实际应用和组网阶段。SpaceX的Starlink项目更是以超过6000颗卫星的发射数量,成为全球卫星互联网产业的领头羊。

这些大规模的卫星部署不仅展示了卫星互联网的广阔前景,同时也为运载火箭的发射提供了持续且稳定的需求,推动火箭发射技术的创新和进步,为运载火箭的发射奠定坚实的市场基础。

05

中美主导全球火箭发射

企业竞争日趋白热化

2023年,全球航天发射活动持续升温,商业发射次数达到124次,占总数的55%,较2022年增长49%。这一变化不仅反映了市场对商业航天服务需求的激增,也显示了商业航天市场的活力。

在这场全球火箭发射的竞赛中,美国和中国无疑是领跑者,两国的发射次数分别占全球的52%和30%。

2023年,全球共有25家火箭制造企业参与了发射活动,其中,SpaceX以98次发射次数高居榜首,中国航天科技集团有限公司以48次紧随其后。

在全球商业航天产业竞争格局中,美国和中国的头部企业无疑是主要的推动力。


2023年,中国商业航天领域的新增企业数量达到了113272家,同比增长28.95%,有43%为火箭制造企业,35%为卫星制造企业。数据的背后不仅展示了中国商业航天的蓬勃发展,也预示着未来市场竞争将更加激烈。

随着SpaceX星舰的“筷子夹火箭”技术的成功,我们不仅见证了火箭回收技术的一大飞跃,也看到了人类探索宇宙的新希望。在这场星际征途中,中美两国的商业航天企业正以前所未有的速度推动着太空探索的边界,让我们对火星探测甚至更遥远的太空旅行充满期待。火星,或许不再是遥不可及的梦想。

#火星探秘,太空旅行,你准备好了吗?


    


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