马文臻 王子胤
北京民营火箭的发射订单已排到2026年底的消息日前登上热搜。近年来,中国民营火箭领域呈现出蓬勃发展的态势,双曲线一号、谷神星一号、朱雀二号、天龙二号和引力一号等作为其中的佼佼者,共同促进了我国自主研发运载能力的提高。那么,发展商业航天的意义何在?目前国内民营火箭取得了哪些突出科技成果,又面临什么技术难题?民营火箭发射需求的激增,对我国航天事业的发展有何影响?


朱雀二号改进型运载火箭Y1残骸回收物“整流罩端头帽”。

2025年3月17日,谷神星一号运载火箭实现“一箭八星”。
商业航天重塑多元航天格局
商业航天是以市场化机制运作的航天活动,强调经济效益与可持续模式,通过技术创新降低成本、提高效率。这一概念起源于21世纪初的美国,为应对航天发展停滞与发射成本高企的困境,美国政府通过政策扶持私营企业进入航天领域,以期激活产业创新活力。
发展商业航天具有多重战略意义。
在经济层面,商业航天能够创造新的经济增长点。有研究报告显示,预计2030年全球商业航天市场规模将突破万亿美元,而我国2025年商业航天市场规模将达2.5万亿元,自2015年以来年均增速超20%。2024年,商业航天首次被写入我国政府工作报告,与生物制造、低空经济等一起被列为国家“新增长引擎”,多地相继出台专项支持政策和行动计划,吸引百亿元社会资本涌入。
在技术层面,民营航天企业往往更具创新活力,通过市场化竞争加速技术迭代与突破。例如,可复用火箭技术可将发射成本从每公斤8万元降至2万元以下,为大规模星座组网提供可能。
在战略安全层面,低轨卫星频轨资源(卫星通信中使用的无线电频率和轨道资源)争夺激烈,美国“星链”已部署超7300颗卫星,我国GW 星座、千帆星座等自主巨型星座加速组网,保障太空权益,避免受制于人。
在国防需求层面,商业航天技术的军民两用特质正重塑太空战范式,天地一体化信息网络成为大国博弈的新疆域。商业利益、国家战略与人类愿景的多重博弈,正重新定义太空探索的规则与边界。
火箭卫星发射场是产业“三大件”
火箭、卫星、发射场通常被视为商业航天产业的“三大件”。
火箭承担载荷运输,向低成本、可复用发展。美国SpaceX凭借猎鹰9号可复用火箭颠覆了发射成本逻辑,领先全球发射市场,2024年SpaceX共完成火箭发射137次,占全球发射总次数的一半以上。
卫星包括平台与有效载荷,涵盖通信、遥感、导航等应用,智能化、星座化、量产化趋势明显。SpaceX年产超1440颗,OneWeb超400颗;我国时空道宇科技公司年产500颗,中国科学院微小卫星创新研究院300颗,航天五院和八院各200颗,银河航天科技公司150颗,2025年底投入运营的海南航天卫星超级工厂预计年产1000颗。
发射场为火箭发射提供基础设施和保障条件,正在向高频次、低成本、开放化发展。2024年我国首个商业航天发射场——海南国际商业航天发射中心投运,补齐商业航天版图长期存在的短板,初步形成了完整的产业链闭环生态。
除了这3个核心要素,商业航天产业还包含测控通信(对火箭和卫星进行跟踪、测量和控制)、航天应用(如卫星电视、天气预报、地理测绘)等更为广泛的领域和环节。
与“国家队”相比,商业航天机制灵活、成本敏感、创新速度快、发射周期短,能够更加快速地响应市场需求,灵活调整研发方向和项目布局,积极探索创新商业模式和技术路线。通过优化设计、改进生产工艺、采用先进管理理念等手段,可有效降低航天活动的成本,提高经济效益。
这二者之间并不是对立和竞争的关系,而是互补共生、协同发展的关系。“国家队”为商业航天提供技术和基础设施支持,商业航天则带动全球市场合作与竞争,激发产业创新活力,加快技术转化应用,减轻“国家队”的压力,推动航天事业的快速发展。放眼世界,美国航空航天局(NASA)与SpaceX的合作范式照亮前路,政策扶持、技术共享、订单联动可推动商业公司快速成长。
民营火箭创下全球多个“第一”
作为运载工具,火箭是太空活动的前提和基础。可以说,火箭的能力有多强,太空探索的舞台就有多大。截至目前,我国成功将火箭发射入轨的民营火箭企业包括星际荣耀、星河动力、蓝箭航天、天兵科技、东方空间、中科宇航等。
双曲线一号
开启我国民营航天运载入轨时代
2019年7月25日,星际荣耀研制的双曲线一号小型固体运载火箭实现了我国民营运载火箭首次成功入轨的历史性突破,使我国成为继美国之后第二个拥有民营航天运载入轨能力的国家。目前,该企业正在研制的双曲线三号系列中、大型液体火箭是已知国内规划的直径最大、运力最强、单公斤发射成本最低的可复用火箭。其中,计划2025年首飞的中型火箭500公里太阳同步轨道运载能力达10.4吨(不回收)/6.2吨(回收)。
谷神星一号
走向量产和高密度发射
星河动力打造的谷神星一号小型固体商业运载火箭是国内首款实现量产和高密度发射、成功率最高、目前唯一可以兼顾陆/海发射平台的民营火箭型号,500公里太阳同步轨道运载能力为300千克。自2020年11月7日首飞以来,这款火箭已成功发射19次,将81颗卫星送入轨道。其“小快灵”模式将发射周期压缩至10天/次,通过高精度迭代制导实现厘米级入轨精度,在小型固体运载火箭领域达到了国内领先水平,树立了民营火箭的“高性价比标杆”,被誉为“太空快递员”。与国际上一些小型商业火箭相比,展现出较高的可靠性和较强的竞争力。
天龙二号
我国首款民营航天液体火箭成功入轨
2023年4月2日,天兵科技研制的天龙二号中型液体运载火箭创造了我国民营航天首次液体火箭成功入轨的纪录。它也是我国首款不依托发射工位的液体火箭,以及首款采用3D打印高压补燃火箭发动机、采用三机并联发动机技术、实现箭体结构重复使用的火箭。同时,作为全球首款应用煤基航天煤油常温液体推进剂飞行的火箭,它具有“双短”(加注短、准备短)优势,可在简易水泥场坪发射,实现了快速响应发射的新模式。
朱雀二号
全球首款液氧甲烷火箭成功入轨
2023年7月12日,蓝箭航天的朱雀二号成为全球首款成功入轨的全液氧甲烷火箭,在全球20多家主流航天公司和研发机构竞相研制液氧甲烷火箭发动机的激烈角逐中率先成功,标志着我国运载火箭在新型环保液体推进剂应用方面取得重大突破。今年5月17日发射的改进型朱雀二号首次采用全过冷加注技术,实现500公里太阳同步轨道4吨级运力,而6月份即将首飞的不锈钢箭体朱雀三号,预计实现20次一子级复用,可将发射成本降低一个数量级。
引力一号
全球首型全固体捆绑火箭
东方空间的引力一号中型固体火箭于2024年1月11日首飞成功,创造了全球首型全固体捆绑火箭、全球起飞推力最大固体运载火箭等多项纪录,500公里太阳同步轨道运载能力为4.2吨,出色的一箭多星快速组网能力开创了固体火箭在星座建设应用中的新局面。
在全球竞争中攻坚技术难题
虽然国内民营火箭科技发展取得了长足进步,但随着全球航天技术的竞争日趋激烈,仍面临着巨大的压力。技术的国际流动和合作受限,特别是在高科技领域的技术封锁都可能对中国航天的发展构成影响。要想稳步发展,民营火箭还需在以下几个技术难题上下功夫。
发动机被誉为火箭的“心脏”,占据火箭总成本的30%以上,其研发是商业航天的第一重门。固体发动机受制于不可复用、燃料成本困境、燃烧稳定性控制挑战,难以满足高性价比的商业需求。液体发动机则需突破燃烧控制、精密加工等关键技术。以液氧甲烷发动机为例,既要解决推进剂分层、冷却通道结焦等技术难题,又要攻克推力深度调节、热防护系统等工程难关。若性能指标稍有偏差,轻则运载能力打折,重则箭毁星亡。
可重复使用技术则是商业航天降低发射成本的关键,其核心在于回收系统的精妙控制。当火箭一子级从高空折返时,需在巨大启动压力与数千摄氏度高温中保持结构完整,更要动态调整推力以“太空芭蕾”般的精准姿态软着陆,落点误差需控制在米级,相当于“从十层楼投笔入筒”。即便成功着陆,还要经受发动机余焰炙烤与着陆缓冲的双重考验。更棘手的是复用经济性难题:若每次回收后需大量维修改造,成本优势将荡然无存。这要求民营火箭企业在材料科学、结构设计、控制算法等方面实现系统性突破。
在技术创新与成本控制的天平上,安全性与可靠性更需精准把控。从总体设计到零件制造,每个环节都牵系成败。这要求企业构建覆盖全生命周期的质量管理体系,在追求技术突破的同时守住安全底线。如何在风险容忍度与技术创新间找到平衡点,是商业航天的必修课。
当技术攻坚遭遇市场考验时,资金压力巨大。SpaceX的猎鹰1号前三次发射失败耗尽公司资金,第四次尝试才扭转乾坤。这种“不成功便成仁”的生存法则,也正在我国商业航天领域重演。持续的技术验证需要巨额投入,而资本市场耐心有限,企业必须在技术迭代与商业回报间走出精妙舞步。
发射需求激增支撑“太空新基建”
很多人好奇,民营火箭到底要做什么?为什么发射需求还会“爆单”?民营火箭的业务范畴主要包括小型卫星发射服务、商业载荷发射服务、亚轨道飞行体验、太空旅游等,其中小型卫星发射服务是目前的主要业务。
首先,随着“星链”模式席卷全球,通信、导航、遥感和物联网等低轨星座建设催生了爆发式发射需求——单家企业的卫星部署量动辄以千计数,为民营火箭提供了广阔的市场空间。其次,越来越多的商业公司、科研机构和高校需要发射小型卫星进行技术验证、科学实验和商业应用,国际上对太空探索和卫星应用的需求也在不断增加。此外,亚轨道旅行、太空实验等新兴业务初现曙光,为行业注入无限想象。
相较于专注国家任务的传统航天体系,民营力量展现出独特的市场穿透力。当国家队受制于高可靠要求与垂直架构时,商业公司凭借灵活的运营模式和成本优势,快速响应市场。这种错位竞争是一件好事,不仅释放了规模巨大的经济产值,更倒逼全产业链向高效集约转型。
商业航天研发的火箭主要集中于中型可重复使用液体火箭和小型固体运载火箭。其中,小型固体运载火箭适合发射小型卫星,研制简单、存储便利、成本低、响应快,尤其在军用领域意义重大。可复用液体火箭是航天运载领域的重中之重,通过回收和重复使用火箭部件,可大幅降低发射成本,具有较高的运载能力和灵活性。特别是采用液氧甲烷燃料的火箭,因其燃烧低积碳、高比冲、来源广泛、成本低廉等优势,成为主流火箭型号的首选方案。SpaceX的猎鹰9号火箭已经实现了多次成功回收和重复使用,一级复用记录达28次,单次发射成本降至约2000万美元,单公斤发射成本降至约2000美元。据悉,正在研制中的星舰拟实现完全复用,最终目标是单公斤发射成本降至10美元。国内的民营火箭企业也在积极开展可复用火箭技术的攻关,如蓝箭航天的朱雀三号、天兵科技的天龙三号等,都在探索一级可重复使用技术,有望在今年实现首飞。
总体来看,航天技术正处于从科研为主的技术应用向满足政府、军事、民用、商业四维需求扩展的重要转变时期。我国商业航天在推动航天技术创新、带动产业升级发展、促进经济结构调整、创造社会经济价值等方面发挥了重要作用,同时通过参与国际合作项目、承接国际商业发射任务、推动卫星产业链国际化等,不断提升国际竞争力和影响力。未来,随着可复用火箭成熟、星座组网加速,我国商业航天将深度融入国民经济,成为“太空新基建”的中坚力量。
(作者单位:中国科学院文献情报中心)