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来源:国际太空
作者:朱雄峰 王一杉 雍子豪 崔朋 谭胜 刘鹰

01、概述
近年来,全球航天领域创新不断,航天发射次数爆发式增长并屡创新高,打破了美苏太空争霸和冷战时期的两轮发射次数高峰,迎来了第三次全球航天发射次数高峰。中美两国引领太空探索新潮流,分别提出“航天强国”和“国家太空”等战略,推出了包括载人登月、太阳系边缘探测、深空探测等多项国家重大专项。太空探索有赖于大规模、稳定、可靠的航天发射能力支撑,巨型星座的建造运营更是需要航天发射能力作为基础。
当前,美超前布局太空,调整航天战略重点服务到国防和空间探索国家专项,将一般性的航天发射任务转移到商业航天,颁布《天军商业太空战略》,持续加大商业航天融入国家航天发射任务的深度和力度,孵化了以太空探索技术公司(SpaceX)为代表的大批航天明星企业,深刻改变了以国家主导的高投入发展模式,带动太空领域由技术牵引型向社会服务型转变,太空经济新纪元正在开启。
在建设航天强国、推进国家商业航天和军民深度发展的战略背景下,中国正加快提升航天发射能力。在政策利好、资本青睐、政府支持的有利形势下,中国商业航天蓬勃兴起。自2018年首次商业航天发射以来,先后涌现了10余家商业航天运载火箭企业,推出了数十型商业运载火箭,截至2025年12月,实施了近100次商业航天发射,将30余吨的有效载荷送入太空。同时,为满足日益增长的商业航天发射需求,规划建设了东风商业航天创新试验区、山东海阳东方航天港和海南商业航天发射场,初步形成了“沿海+内陆”“陆基+海基”的商业航天发射格局。在产业结构转型升级、航天经济新动力的驱动下,近年来各地纷纷提出建设商业航天发射场的设想和诉求,一定程度呈现了“一哄而上、野蛮生长”的苗头。本文针对该问题,以中美航天发射能力对比为切入点,试图找出中国航天发射能力的短板弱项,为中国航天发射体系发展规划提供参考。
02、中美航天发射能力对比
中美年发射次数存在“倍”差,并有差距拉大风险
衡量国家航天发射能力的核心指标是年发射次数和年投送质量。在年发射次数方面,2018—2025年中美年航天发射次数如图1所示,从图中可以看出,2025年全球航天发射330次,其中美国198次,中国93次;2024年全球航天发射263次,其中美国158次,中国68次;2023年全球航天发射223次,其中美国116次,中国67次。综合来看,近三年美国航天发射次数是中国的2倍,且有差距拉大的风险。值得关注的是美SpaceX公司猎鹰-9(Falcon-9)运载火箭2025年发射165次,占比全球航天发射次数的50%;2024年发射132次,占全球航天发射次数的50.2%。

图1 中美年航天发射次数对比
中美年投送质量存在“量”差,且差距持续拉大
在年投送质量方面,2020—2025年中美年投送质量如图2所示,可以看出,2025年全球航天投送质量3140t,其中美国2770t,中国约300t;2024年全球航天投送质量2061t,其中美国1802t,中国约200t;2023年全球航天投送质量1492t,其中美国1306t,中国约100t。综合来看,近三年美国航天投送质量是中国的8~10倍,同样有差距拉大的风险。值得关注的是猎鹰-9运载火箭2025年投送质量2670t,占全球年投送质量85%;2024年投送质量1722t,占全球年投送质量83.6%。

图2 中美年投送质量对比
03、中美航天发射场/发射工位能力分析
针对近年来,中国各地纷纷提出发射工位数量不足,以及规模化新建发射场和发射工位的设想和诉求。在对比中美航天发射能力(年发射次数和年投送质量)的基础上,有必要继续下沉一级,分析中美发射工位的发射次数和发射频度。考虑到美SpaceX公司的航天发射能力基本代表美国家航天发射能力,为聚焦矛盾、突出重点,在分析中美发射工位的发射次数和发射频度上,重点对比美SpaceX公司所属发射工位和中国发射工位。同时考虑到中国小型阵地式工位较多,该类小型阵地式工位虽然发射频次高,但配套火箭均为小型固体运载火箭,投送质量十分有限,为此重点对比中国的中大型液体火箭发射工位。
中美发射工位发射次数存在“总量”差距
在工位发射次数方面,美SpaceX公司经营了3个发射工位,分别是卡纳维拉尔角空军基地的SLC-40工位、肯尼迪航天中心SLC-39A/B工位、范登堡基地的SLC-4E工位。2020—2025年SpaceX公司所属3个工位的发射次数如图3所示,可以看出,SpaceX公司所属发射工位发射次数最高的是SLC-40工位,2025年发射74次,2024年发射61次。中国4个发射场主要有中大型液体火箭发射工位8个,分别是921、9401、9、9A、2、3、101、201工位。2020—2025年中国4个发射场所属发射工位的发射次数如图4所示,从图中可以看出,中国发射场所属发射工位发射次数最高的是9401工位,2025年发射12次,2024年发射8次。综合来看,同样是发射次数最高的发射工位,美国发射工位发射次数是中国的6~8倍。

图3 SpaceX公司发射工位发射次数

图4 中国发射工位发射次数
中美发射工位发射频度存在“时效”差距
在工位发射频度方面,衡量一个工位发射频度的重要指标是单工位连续两次发射的时间间隔,这里简称发射间隔。图5统计了SpaceX公司2025年3个发射工位的发射间隔,可以看出,该公司所属发射工位发射间隔最短的是SLC-40工位,2025年该发射工位的发射间隔中位数是3天,发射间隔最小数是2天。

图5 SpaceX公司发射工位2025年发射间隔统计
同样,图6统计了中国发射场2025年8个发射工位的发射间隔。从图中可以看出,中国发射场发射工位发射间隔最短的是9401工位,2025年该工位的发射间隔中位数是16天,发射间隔最小数是10天。综合来看,同样是发射次数最高的发射工位,美国发射工位发射间隔中位数是中国的五分之一,发射间隔最小数是中国的五分之一。

图6 中国发射工位2025年发射间隔统计
中美发射工位投送质量存在“规模”差距
在工位发射次数和发射频度外,还需要关注的是单工位历次发射的平均投送质量(后文简称平均投送质量)。2025年美国SpaceX公司3个工位执行了165次发射任务,将2670t有效载荷送入太空,工位的平均投送质量是16.2t/次。2025年中国8个工位执行了57次发射任务,将约300t有效载荷送入太空,工位的平均投送质量是5.2t/次,综合来看,美国工位的平均投送质量是中国的3倍。
04、分析结论
从上述分析可以看出,中美航天发射能力无论在年发射次数和年投送质量方面都有较大的差距,且存在差距拉大的趋势,而美SpaceX公司在年发射次数和年投送质量方面占比在美国和全球均遥遥领先,几乎以一家公司对战全球主要航天强国。因此一定程度上,中国和SpaceX公司的航天发射能力对比可以代表中国和美国的航天发射能力对比。在对比中美航天发射能力的基础上,通过下沉一级,分析中美工位发射次数、工位发射频度和工位平均投送质量,可以得出以下结论。
一是发射场和发射工位数量不是制约中国航天发射能力的核心矛盾所在。近年来中美航天发射能力的巨大差距是现实和紧迫的,发射能力的差距已成为制约中国取得太空竞争优势的关键,采取必要措施快速缩小中美航天发射能力的差距是十分必要的。然而,中美航天发射能力产生差距的核心矛盾不在发射场和发射工位数量上。美SpaceX公司工位数量不到中国的二分之一,然而工位的发射次数是中国的6~8倍、工位发射间隔是中国的四分之一。SpaceX公司以少量的发射场和发射工位资源,实现了与中国数倍的发射能力,因此,将中国航天发射能力的核心矛盾归结到发射场和发射工位数量的不足是站不住脚的。因此,各地发展商业航天,大量提出建设商业航天发射场或工位也是不合适的。
二是运载火箭的技术代差是制约中国航天发射能力的核心关键。中美航天发射能力差距,表面上看是中国发射场和发射工位能力与美产生的差距,然而其核心在于运载火箭的技术代差。从工位平均投送质量分析看,美国工位的平均投送质量是中国的3倍,即单一发射工位单次火箭发射的投送入轨质量是中国的3倍,由此产生了中国与美国年投送质量的8~10倍的差距。事实上,该问题的核心是SpaceX公司的主力运载火箭猎鹰-9运载火箭是第4代(重复使用)中型主力运载火箭,低轨运载能力22.8t,具备高可靠、低成本、重复使用、航落区安全好、产保能力要求低的特点。与之相对的是,中国主力运载火箭仍停留在第2代和第3代(一次性使用),单次运载能力不足(CZ-2/4系列运载火箭低轨运载能力4t),航落区安全要求高,产保能力要求高。此外,从产业链上看,运载火箭处于发射场和发射工位的上游,运载火箭的技术水平决定了发射场和发射工位的技术水平。因此,中美航天发射能力的差距从表面上看是发射场和发射工位的能力差距,本质上却是运载火箭的技术代差。
05、启示建议
通过对中美航天发射能力的分析,着眼尽快弥补中美航天发射能力的差距,提高中国航天发射综合竞争实力,提出以下启示建议。
采取超常规措施发展中国垂直起降重复使用运载火箭
运载火箭是航天发射运输能力链条的顶端,对全系统能力的提升起着决定性的作用。当前中美运载火箭产生技术代差已是不争的事实,且存在代差被继续拉大的风险。当前中国主力运载火箭主要是第2代和第3代,在实际年发射任务中,第2代运载火箭仍占据约一半的比例。第4代运载火箭无论在运载能力、发射成本、可靠性、安全性等方面相比第2代和第3代运载火箭有大幅的提高,特别是第4代运载火箭重复使用的特点,天然解决中国内陆发射场航落区安全风险日益增大的问题,同时重复使用也能解决当前产保能力需求日益增加的问题。
在发展重复使用运载火箭方面,存在垂直起降、水平起降、垂直发射水平着陆回收等技术路线的争论,此外还存在直接跳过第4代重复使用运载火箭发展第5代天地往返运输系统的观点。考虑到当前国际上在多种重复使用路线探索上先后投入数百亿美元,而垂直起降重复使用运载火箭是唯一实现工程化应用的重复使用运载火箭,同时考虑到国内在重复使用运载火箭路线上争论多年,已耽误了多年宝贵的发展时间。建议坚定战略定力、防止战略欺诈、摒弃弯道超车,以中大型主力运载火箭为切入口,采取超常规措施发展中国垂直起降重复使用运载火箭,尽快弥补与美国的技术代差,从根本上解决中国航天发射能力与美国产生差距的问题。
谨慎新辟发射场、稳妥推动新建发射工位
发射场在航天发射运输能力链条中起着承前启后的作用,对全系统能力提升起着至关重要的作用。当前中国不仅运营了传统4大发射场,还围绕商业航天发展规划建设东风商业航天创新试验区、山东海阳东方航天港和海南商业航天发射场,运营了10余个发射工位,无论从发射场数量和工位数量上均超美国。考虑到前述已分析发射场和发射工位已不是制约中国航天发射能力的核心矛盾所在,且航天发射场作为国家空间基础设施,是国家的重要战略资源,具有战略意义重大、政治外交影响大、资源投入巨大、安全性要求高等特点,中国国土虽然幅员辽阔,然而适宜建设发射场的选址十分有限,特别是沿海地区,随着近年来经济发展,大规模征地建设已越来越困难,因此,需要警惕盲目新辟建设发射场。
此外,航天发射场的经济带动作用十分有限,以年发射100次中大型液体火箭、单次发射服务费用4000万元人民币计算,直接产值也仅有40亿元人民币,相比动辄数千亩甚至数万亩的征地而言,其直接经济带动力不相匹配,因此在新辟发射场方面应慎之又慎。考虑到当前中国运载火箭技术代差的现实问题,现阶段应在现有发射场依托区域规划建设一定数量的一次性运载火箭发射工位,满足各类商业运载火箭紧迫的发射需求,通过规模化的投资建设短期内快速实现航天发射能力的提升。同时尽快对标第四代重复使用运载火箭的研制计划和进度,加快发展以三平无塔式、大流量燃氧并行加注、射后快速恢复等特点为代表的新一代发射工位,力争通过集约化的投资建设,支撑航天发射能力的长期优化升级。
引导航天发射运输产业链垂直整合
当前航天发射运输技术发生革命性变化,新技术爆发式应用、迭代周期大幅缩短、研产投入大幅增加,传统的产业模式已难以适应航天发射运输技术革命性变化带来的挑战。美国传统的军工巨头纷纷采用兼并重组等方式进一步壮大研制力量、规避研制风险。以SpaceX公司为代表的新型航天企业采取与传统军工巨头不同的发展路线,其往往采用扁平化管理模式,以降低成本为目标,同时采用机动灵活的战略路线,注重继承现有技术提高研发效率,在产业模式上注重全产业链的高度垂直整合,往往采取“前店后厂”的运作模式,大幅降低全产业链成本。SpaceX公司通过全产业链的高度垂直整合,利用自营的SLC-40等发射工位,自研猎鹰-9系列运载火箭,自建“星链”(Starlink)卫星星座,自售移动“星链”卫星接入终端等,实现从发射场/发射工位、火箭、卫星再到应用的全产业链闭合。通过全产业链的高度互动反馈,以营利节点反哺非营利节点,大幅提高全系统的健壮性、大幅降低产业短板,实现降低成本和提高市场竞争力的目的。
前述提到,单纯航天发射场的经济带动作用十分有限,规模化投资航天发射场或者发射工位、重资产运营将有可能带来巨大的盈利风险。事实上,航天发射运输产业链条,不仅航天发射场和发射工位的经济带动作用十分有限,其上一链条即运载火箭的经济带动作用也十分有限,业界普遍认识到真正可以给经济带来持续驱动力的是再上一层链条的卫星(载荷)和应用产业。为此,应鼓励和牵引航天发射运输领域有潜力的企业,借鉴国外先进经验,探索产业链的垂直整合,真正通过产业链的盈利代替产业链中某个节点的盈利,同时也引导航天发射运输产业将更多的注意力集中到星、箭、应用等上层链条,而非地(发射场/发射工位)这一底层链条。
推进提升航天发射效率
虽然运载火箭技术能力是制约航天发射能力的核心,然而在短期内运载火箭技术尚不能实现跨越式发展以及发射工位数量难以大幅增加的情况下,针对现有发射工位提升航天发射效率仍是十分必要的。从中美对比来看,同样是最先进发射工位,美SLC-40工位年发射70余次,中国仅12次左右,也就是说,中国航天发射效率还有5倍的提升空间。从前期研究来看,通过技术和管理创新,不断简化发射工位的建设规模,缩短测试发射周期,可达到提升航天发射效率的目的。
在设计方面,可以探索发展推进剂预包装与电推进技术,推进新型测试发射模式,推进“一箭多星”布局和分配器优化等。在流程方面,可以探索优化进场/技术区/发射区操作,推广星箭远程测试,推进射后快速恢复和能力提升等。此外,在产品方面,可以探索推进卫星模块化/标准化设计,发展先进多星部署上面级等。同时可以考虑在国内现有发射场基础上,论证建设若干航天发射工位公共基础试验平台,推动先进技术集成演示、快速转化和迭代应用,重点发展和验证无塔式发射模块、轻量化导流模块、通用化保障模块、箭地自动对接和零秒脱落、大流量全过冷加注等先进技术,通过公共基础试验平台,快速验证航天发射新技术,尽快推动新技术的落地,为中国发射场规模化应用奠定基础。

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