如何開辟一條 SpaceX 的國產(chǎn)商業(yè)化之路？

想要更深層次地參與到整個太空的開發(fā)過程中，民營航天企業(yè)的角色是不可或缺的。

來源 | FounderPark

想讓太空旅行像坐飛機一樣實現(xiàn)航班化，可回收技術(shù)就很重要。目前，有且只有 SpaceX 擁有入軌級可回收運載火箭技術(shù)。

而國內(nèi)一家嚴格對標 SpaceX 發(fā)展路徑的公司——深藍航天，最近的成績引人注目。

就在今年 5 月 6 日，深藍航天試驗火箭「星云-M」完成了 1 公里級垂直起飛及降落飛行試驗，火箭在爬升和下落的過程中同時進行了橫向移動，最后降落至著陸場「靶心」位置不足 0.5 米的點位，實現(xiàn)成功回收。

本次回收飛行試驗，標志著深藍航天僅用 10 個月的 3 次發(fā)射試驗就達到 2012 - 2013 年 SpaceX 用一年多的時間、8 次發(fā)射試驗達到的同等級試驗成果。在 SpaceX 之后，深藍航天也成為了全球第二家完成液氧煤油火箭垂直回收復用全部低空工程試驗的公司。

最近，我們邀請到了深藍航天創(chuàng)始人 & 董事長 & CEO 霍亮，深藍航天最大的機構(gòu)投資者真成投資管理合伙人李劍威，一起聊了聊商業(yè)航天背后的產(chǎn)業(yè)思考。

1、有了 SpaceX 之前的積累，估計在兩年到兩年半的時間里，我們是有機會實現(xiàn)入軌可回收的。

2、如果我們想把航天帶到每一個人的生活里，想去開發(fā)太空資源，進行更廣闊的擴展，傳統(tǒng)的工具不能滿足我們的需求。

3、想要更深層次地參與到整個太空的開發(fā)過程中，民營航天企業(yè)的角色是不可或缺的。

4、任何一個行業(yè)，成本得到大幅度下降的時候，都會帶來一種藍海效應，很多原來不存在的需求，都會變?yōu)楝F(xiàn)實。

01

液體可回收道路是

商業(yè)和理想的雙重考慮

Founder Park：「星云-M」試驗箭本次試驗成功有哪些突破性的成果嗎？

霍亮：試驗箭的成功主要是驗證了國內(nèi)對于可回收垂直起降試驗的突破，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

首先是達到了公里級的飛行高度，這是國內(nèi)之前的飛行測試所沒有做的高度，飛行的時間也有了大幅度的延長。

其次，我們加入了一個橫向的制導，專門在起飛點大概橫向 40 多米的距離，做了一個圓形的回收著陸點。

第三，考核了橫向移動飛行：經(jīng)過飛行過程中的橫向移動，精確地降落到了預定的著陸點，誤差很小。

第四，這一次試驗的火箭已經(jīng)執(zhí)行過三次飛行任務，發(fā)動機和箭體前期經(jīng)歷了 7 次的靜態(tài)點火；在這次飛行之前的測試過程中，我們接連進行了短程和長程的兩次地面靜態(tài)點火，實際上整個火箭的發(fā)動機已經(jīng)點過 12 次了，也初步驗證了火箭重復使用的能力和性能，我們做回收不單單是為了把火箭收回來，而是為了能夠多次重復使用。在此之前，一艘火箭和發(fā)動機能夠如此多次的、重復地投入飛行和實際點火的過程中，在國內(nèi)是沒有的。

Founder Park：本次完成一公里的飛行測試，有什么意料之中和意料之外的狀況嗎？

霍亮：大家看到的報道是我們做了三次的飛行試驗。但是在飛行試驗之前，我們做過地面靜態(tài)點火；做過懸吊測試——就是把火箭用懸吊繩吊起來，然后離地面一定的高度飛。這些過程并不是全部都成功了，比如在懸吊試驗的過程中，火箭就出現(xiàn)過失控的情況，圍著懸吊繩有一定程度的甩動，我們就執(zhí)行了緊急關(guān)機的過程。實際上大家所看到的飛行成功，也是在不停的嘗試、改進過程中，最終呈現(xiàn)的結(jié)果。

Founder Park：這次測試的成功是一個很大的進步，如果對標 SpaceX，差距是在拉大還是縮減呢？

李劍威：我們從 2015 年開始研究 SpaceX，一直在關(guān)注它的可回收能力?，F(xiàn)在大家都看到 SpaceX 非常厲害，幾乎沒有失敗的，而且都是用獵鷹 9 號，或者獵鷹重型火箭。但是真正從 0 到 1，研究 SpaceX 的重點應該是在 2012 年到 2015 年 12 月 21 號，第一次實現(xiàn)入軌可回收的期間發(fā)生了什么。

SpaceX 從 2012 年開始用小步快跑的思路做了一個小火箭 GrassHooper（蚱蜢火箭），就是蚱蜢跳火箭。最開始是在地面上不動，點火、熄火；接下來跳了四五米，再接下來就 10 米、40 米、80 米；到 2013 年的第四季度，一共做了 8 次試驗，最高高度達到 744 米。通過這 8 次試驗，基本上掌握了小火箭的低空發(fā)射回收的技術(shù)。

2014 年，SpaceX 研發(fā)了獵鷹 9 號開發(fā)版（Falcon 9 Dev），開始做高空的試驗。從 1 公里開始，到 10 公里、100 公里，在 2015 年底實現(xiàn)了入軌可回收。我們當時一直在關(guān)注 SpaceX，看了每一次發(fā)射的全過程，反復研究，結(jié)論是未來如果有公司要真正實現(xiàn)入軌可回收的話，這個試驗步驟是必不可少的。

深藍這次一公里可回收的成功，相當于 SpaceX 2013 年底到 2014 年初的狀態(tài)，低空的回收試驗已經(jīng)做完，接下來要做全尺寸火箭的高空試驗。如果類比 SpaceX，從做完 744 米的低空試驗開始，到入軌可回收大概是兩年多的時間。我相信有了 SpaceX 之前的積累，包括它給的樣板來驗證這條道路的可行性，估計在兩年到兩年半的時間里，我們是有機會實現(xiàn)入軌可回收的。

Founder Park：創(chuàng)業(yè)之前的職業(yè)生涯是什么樣的？為什么會有創(chuàng)建民營商業(yè)航天公司的想法？

霍亮：2011 年博士畢業(yè)后就加入了中國航天，工作了 6 年的時間。主要負責兩個方面的工作，一個是航天器結(jié)構(gòu)總體設計，主要是設計航天器的整體結(jié)構(gòu)；另一個是航天器的系統(tǒng)設計。

2016 年，當時無論是學習或者工作，對于航天技術(shù)和技術(shù)創(chuàng)新都有很大的熱情，當時特別關(guān)注美國的技術(shù)進展，主要關(guān)注了兩個方面。

一個是美國的臭鼬工廠，它們創(chuàng)造了很多世人矚目的技術(shù)，還有著名的「14 條規(guī)定」。作為有熱情的青年設計師，我們也是期待想創(chuàng)造出一些新的產(chǎn)品。

第二就是 SpaceX 的技術(shù)進展，2015、16 年陸續(xù)實現(xiàn)了陸上、海上的回收，這些技術(shù)當時在業(yè)內(nèi)還存在很多的爭議，但我自己覺得火箭的回收以及回收這項技術(shù)和產(chǎn)品是未來的一個發(fā)展方向，并且商業(yè)航天應該也是很有發(fā)展前景的領(lǐng)域，就決定走上了創(chuàng)業(yè)的道路。

Founder Park：作為投資人，能描述一下深藍創(chuàng)業(yè)初期給你的印象嗎？

李劍威：2019 年的時候，我們的目標是要做可回收，因為只有這樣才能改變成本結(jié)構(gòu)，才能賺錢，否則一發(fā)一發(fā)打的方式對于中國航天的體系沒有優(yōu)勢。當時霍總非常堅定地要做可回收，但是只有一份商業(yè)計劃書，沒有任何跡象能支持深藍可以成功，所以天使輪我沒有投資，但保持著一定的關(guān)注度。

2021 年 7 月，十米的可回收成功后，又做到一百米?；谇捌趯?SpaceX 的深入研究，我們覺得去年是一個非常好的時間點，也看到了一些關(guān)鍵的里程碑，就在 11 月份做了投資的決定。坦率地說，在深藍做完一公里試驗之前，整個市場對深藍還是相對比較懷疑的。

Founder Park：大部分企業(yè)都選擇先入軌火箭，為什么深藍選擇液體可回收火箭的道路？

李劍威：火箭公司的早期收入相對比較少，不入軌的話可能會沒有收入。有些投資人相對比較保守，選擇先入軌能讓 VC 知道公司能產(chǎn)生象征性的收入，有一定的收入體量之后再慢慢做可回收；但在中國如果只做入軌火箭，民營公司和國有體系相比可能沒有太多的優(yōu)勢，不管是固體火箭還是液體火箭長征系列的性價比都很高。NASA 的火箭比長征系列火箭貴很多，所以在美國先做入軌是可能的。但是在國內(nèi)，如果不聚焦做可回收液體火箭，可能會浪費大量的資源。

去年中國發(fā)射了 55 次火箭，其中有 52 次成功入軌，有 3 發(fā)固體火箭出于各種原因沒有成功，所有的液體火箭都能入軌。以中國航天目前的能力，入軌并不是一個特別大的問題。目前看到做有工程意義的可回收團隊非常少，我們覺得可回收才有可能徹底改變整個火箭的成本結(jié)構(gòu)，從量級上降低每公斤入軌的成本，我們堅定去尋找專注在可回收的團隊，這也是當時為什么選擇深藍的最核心原因。

霍亮：從選擇方面來講，我們是一直沒有改變的。從制造火箭開始，我就覺得應該做液體回收的火箭。主要原因是目標的不同，如果我們想做現(xiàn)有產(chǎn)品的替代，或者只是在現(xiàn)有基礎上每年多發(fā)射幾十次，那么實際上是可以通過做一次性不回收的固態(tài)火箭來實現(xiàn)。但是如果我們想把航天帶到每一個人的生活里，就像現(xiàn)在的智能手機一樣，想去開發(fā)太空資源，走更廣闊的擴展，傳統(tǒng)的工具不能滿足我們的需求。

火箭技術(shù)發(fā)展了很多年，我認為過去的一二十年或者說更長遠的時間，這個技術(shù)已經(jīng)到了一個平臺期，沒有顛覆性的變化；回收技術(shù)的出現(xiàn)讓我看到了行業(yè)踏入一個新高度的可能，所以我們才選擇去做這樣一件事，但是確實也是蠻難的。因為國內(nèi)沒人做這樣的事情，沒人知道怎么把一個可回收的液體火箭做出來。

而從目標的角度來看，如果我們要建設像《星際穿越》那樣的空間城市、如果要去火星，我們需要什么樣的工具？如果下一代的航空能夠讓每個人都參與，就像九十年代的飛機一樣，我們需要什么樣的工具？回收是一個必選項，不是一個可選項。

這次公里級試驗的成功，用偉人的話來說，是宣言書、也是宣傳隊和播種機。宣告了我們的堅持獲得了認可，也宣告了我們更加堅定地向這個方向努力，歡迎更多熱愛這個事業(yè)的人都來加入這個行業(yè)。

所以這個角度不僅僅是商業(yè)化的考慮，也是我們對這個事業(yè)的熱愛，我們對于需要做點什么所給出的答案。

02

SpaceX 的創(chuàng)新

和教訓

Founder Park：當時 SpaceX 做可回收火箭的爭議是什么？為什么最后大家都認同了這個方向？

霍亮：火箭發(fā)動機是能量密度最高的一類產(chǎn)品，發(fā)動機所能夠獲取的功率甚至比得上一艘巡洋艦能發(fā)出的功率。對于回收的第一個爭議是火箭發(fā)射完就消耗完了，發(fā)動機收回來也沒有用。類似于讓一個人費盡全力跑 100 米，讓他以同樣的速度再跑 100 米就不大可能了。

第二，回收是需要付出代價的，回收的火箭改造后實際上對運力是有損失的，如果損失太多可能經(jīng)濟效益就降低了，就不劃算了。

第三是技術(shù)難度。美國七八十年代的航天飛機從工程上來看并不是一個成功的項目，可靠性低、成本高。大家覺得馬斯克會走向同樣的路。當時認為互聯(lián)網(wǎng)出身的馬斯克是在制造噱頭，為了資本市場能獲得很多回報。

但是從另外一個角度考慮，如果我每天都想去太空，如何去實現(xiàn)？2021 年全球的發(fā)射次數(shù)是 110 多次，如果后面加一個 0，如何實現(xiàn)這條路？不停擴大生產(chǎn)線肯定不現(xiàn)實，未來的途徑一定是把火箭做成飛機。

我們仔細分析了航天飛機的技術(shù)，用的是五六十年代的技術(shù)和產(chǎn)品，經(jīng)過半個世紀，材料技術(shù)、仿真技術(shù)、計算機航電、環(huán)境預設、總體設計等方面都取得了非常大的進展。從技術(shù)角度來講，我們是能夠也有條件去實現(xiàn)這樣的技術(shù)的。我非常崇尚馬斯克所講的第一性原理，把火箭的技術(shù)掰開了看，會發(fā)現(xiàn)每一個單向技術(shù)在相應的領(lǐng)域中都取得了突破，在每一點上它都是可行的。而從工程師的角度來看，我們認為可回收技術(shù)在將來能夠獲得很大的發(fā)展。從 2016 年到今天已經(jīng)過了 6 年的時間，現(xiàn)在的結(jié)果也證實了我們當年對他的判斷。

Founder Park：從技術(shù)或做事的方法上，SpaceX 真正的創(chuàng)新是在哪些層面上？

霍亮：首先它的研制模式跟傳統(tǒng)的火箭相比是略有不同的?；鸺吘故且粋€系統(tǒng)工程，產(chǎn)品本身的開發(fā)過程都是非常復雜的，它的復雜性體現(xiàn)在每一個元素和變量之間相互的關(guān)聯(lián)性都非常強，屬于數(shù)學上的高關(guān)聯(lián)性模型。最開始研制的時候，SpaceX 的團隊人數(shù)很少，初始的產(chǎn)品也很簡單?；仡^來看，獵鷹一號火箭和梅林 1 發(fā)動機都是相對比較簡陋的產(chǎn)品，但還是用這些產(chǎn)品進行了獵鷹一號的發(fā)射。獵鷹一號的發(fā)射在今天看來幾乎是一個不可接受的結(jié)果，失敗了三次才成功，還有一次是發(fā)射前發(fā)現(xiàn)噴管長了，在現(xiàn)場把噴管截短了一節(jié)。

在研制的模式上，它采用了一種敏捷的研制方法，設定了一個不是那么廣大的目標，先往前走，達到目標，給予市場一定的信心之后，再往前走一步。而不是像我們原有的研發(fā)過程，一步就走到最終狀態(tài)，也就是設計凍結(jié)，國內(nèi)稱之為定型，設計不調(diào)整，通過反復地發(fā)射來驗證產(chǎn)品的可靠性，這是研制模式上的差別。

從技術(shù)上而看，包括他的目標創(chuàng)新，我覺得是因為獲得的資金支撐不夠。它的整個發(fā)展道路，并不是一開始就能夠規(guī)劃出來，而是在探索過程中不偏離目標和第一性原理，不停地試錯，逐漸掌握了很先進的技術(shù)。比如多臺發(fā)動機并聯(lián)實際上是降低可靠性的，如果是傳統(tǒng)的四級并聯(lián)火箭，任何一臺發(fā)動機出現(xiàn)問題，火箭就不能入軌了，但是現(xiàn)在起飛時有兩臺發(fā)動機壞掉仍然可以飛行，雖然可能回收不成功，但是入軌能夠成功。這是因為它的動力系統(tǒng)進行了升級，控制系統(tǒng)用了 30 個計算芯片，平均一個通道 3 個芯片，可靠性提高了很多；而元器件用的是汽車的線路板和芯片而不是航天級別的產(chǎn)品，通過低成本的多冗余實現(xiàn)了可靠性的成倍提升。在實現(xiàn)的過程中，載人航天的標準并不會降低。

Founder Park：SpaceX 為什么選擇做星鏈？星鏈未來的商業(yè)模式是怎么樣的？

霍亮：如果你的產(chǎn)品比別人好 20%，你是做產(chǎn)品；如果比別人好 90%，那你是做替代的。馬斯克掌握了一個低成本又快速的投送工具，就繼續(xù)向下游延伸，開拓了星鏈的業(yè)務。短短不到兩年的時間，已經(jīng)向太空投送了超過 2000 顆衛(wèi)星，今年可能還會加速。本質(zhì)上還是因為它在火箭這件事上形成了絕對的優(yōu)勢，然后自然而然的去延展。能夠去開拓這個業(yè)務的核心建立在技術(shù)的進步上，是由于技術(shù)的進步帶來了能力的提升和成本的大幅度降低。任何一個行業(yè)，成本得到大幅度下降的時候，都會帶來一種藍海效應，很多原來不存在的需求，都會變?yōu)楝F(xiàn)實。比如去年我們看到的太空旅游等，現(xiàn)在航天正處于歷史的轉(zhuǎn)折點。

如果是存量需求的話，那是現(xiàn)有的成本所對應的一個模式。如果成本下降一到兩個數(shù)量級，假如我們能夠在絕對安全的情況下把一位乘客送到太空旅游 10 分鐘，收費一百萬人民幣有沒有人愿意去？如果一百萬太高，降到十萬人民幣會不會有人去？這個需求一下就成了有足夠想象空間的一件事。

Founder Park：深藍有做類似星鏈的產(chǎn)品計劃嗎？

霍亮：目前沒有這方面的計劃，我們的目標是入軌的同時做到可回收?，F(xiàn)在的火箭只是驗證我們回收技術(shù)中的一個環(huán)節(jié)。能跟大家披露的是，我們從 2020 年開始一直致力于研發(fā)入軌火箭，包括它的產(chǎn)品，已經(jīng)蓄勢待發(fā)了。未來的方向是把火箭從部分重復使用做到完全重復使用，我們判斷這種以化學能作為推進方式的火箭，是目前我們在工程上從地表到近地軌道空間最可行、最經(jīng)濟的方式。

Founder Park：SpaceX 有沒有哪些坑是現(xiàn)在的民營公司不用再經(jīng)歷的？

霍亮：SpaceX 走過了將近 20 年的發(fā)展路程，其實真的是非常曲折，犯過很多錯誤，期間有若干次瀕臨破產(chǎn)。

舉幾個很典型的例子。第一代發(fā)動機的開發(fā)還是非常原始的方案，甚至沒有用再生冷卻而是用燒蝕冷卻，我們現(xiàn)在肯定不會這樣做了，這也是后發(fā)優(yōu)勢所在。

梅林發(fā)動機的研制過程中經(jīng)歷了 1A、1B、1C 等迭代，最后走到 1D 的型號，其實中間也走了一些彎路，他們中間研發(fā)過獵鷹五號——一級 5 臺發(fā)動機的配置，后來不做了，最后到獵鷹九號變成了一級 9 臺發(fā)動機，二級 1 臺發(fā)動機的配置，我們也一步走到了這個架構(gòu)。

梅林 1C 發(fā)動機 | 來源：維基百科

期間還有若干次箭體的爆炸，比如有一次是 Facebook 的衛(wèi)星爆炸，經(jīng)過了詳細的歸零，后來發(fā)現(xiàn)是把液氦的增壓罐泡到了液氧里，最后出現(xiàn)了發(fā)熱等。像這些 SpaceX 走過的坑或者踩過的雷，都給了我們很大的警醒，我們才能夠在相對沒有那么長的時間內(nèi)，在這個方向上取得一些進展。

03

商業(yè)航天領(lǐng)域的

技術(shù)現(xiàn)狀

Founder Park：在商業(yè)航天領(lǐng)域，入軌和可回收這兩個技術(shù)哪個更難？哪個更需要先去驗證？

霍亮：可回收的難度實際上是要超過入軌的。舉一個比較直觀的例子，火箭技術(shù)的發(fā)展到現(xiàn)在為止也有幾十年的時間了，我們國家在 1970 年第一次發(fā)射人造地球衛(wèi)星，用長征一號火箭把東方紅一號送入太空，并且這顆衛(wèi)星到現(xiàn)在還在在軌飛行，但是要同時達到入軌和回收這兩個方面，現(xiàn)在世界上能做到的組織或者公司還非常的少，這也突顯了它的難度。

從技術(shù)上來看，可回收技術(shù)的難度已經(jīng)超過了入軌火箭的難度。對于火箭技術(shù)而言，入軌應該是一個及格線，否則無法為客戶提供服務。但是僅僅做到入軌就帶來一個問題，我們無法大幅度地降低成本。傳統(tǒng)降低火箭成本的模式是適度擴大規(guī)模，規(guī)模優(yōu)勢能在一定程度上把成本拉低。但是最根本的方式還在于通過多次的重復使用分攤制造成本，這就需要先要把火箭收回來，之后經(jīng)過適當?shù)谋O(jiān)測修復，再去復飛。這樣就不用花時間去制造新火箭了，因為制造一艘新液態(tài)火箭的時間周期是兩年左右，也是蠻久的，我們能夠通過快速的檢修、復飛，大幅度提高了進入太空的投送效率。

回收帶來的另一個優(yōu)勢是投送效能，所以回收的難度確實是又上了一層，實際上回收的火箭越來越具有飛機的特征?，F(xiàn)在的火箭是部分可回收的，比如已經(jīng)在商業(yè)化使用的獵鷹 9 號，美國人還在開發(fā)完全可以重復使用的火箭，不光一子級可以回收，二子級也能收回來，使用模式類似于大家所熟知的飛機。

但是要把火箭從一次性使用的產(chǎn)品做到可以部分和完全重復使用的產(chǎn)品，這其中有非常巨大的分工。比如設計思想和設計思維的轉(zhuǎn)變，我們稱之為總體設計?？苫厥栈鸺耐庥^和一次性火箭是差不多的，但是內(nèi)部的體系結(jié)構(gòu)、設計思想已經(jīng)產(chǎn)生了一個根本性的變化。

入軌的火箭不一定可回收，但是可回收的火箭一定能入軌，因為入軌是火箭的基本要求。單純?nèi)胲壍幕鸺皇腔厥栈鸺囊粋€條件，除了能夠入軌之后，回收火箭還要能夠飛回來，能夠多次重試?？苫厥栈鸺€有幾個難點，包括能夠回收火箭的動力系統(tǒng)，動力系統(tǒng)里的最重要的組件——發(fā)動機，還包括回收的飛行控制，以及回收的結(jié)構(gòu)，這一套系統(tǒng)都有了新的課題難點。

Founder Park：固體火箭和液體火箭有多大的差別？液體可回收火箭有哪些基礎技術(shù)是值得關(guān)注的？

霍亮：火箭最初使用的是液體推進劑，最早的火箭源自于二戰(zhàn)期間德國的 V2 導彈，用的是液氧酒精推進劑。固體推進劑是基于戰(zhàn)爭快速性的要求出現(xiàn)的，因為液體需要現(xiàn)場注入，導致發(fā)射時間比較長。固體推進劑的特點是可以長期儲存和快速使用，受環(huán)境的影響比較小，但有一個致命的缺點是比沖低，也就是單位燃料提供的沖量比液體低，推進的效率并不高，必須要用多級火箭的方式。

其次固體火箭內(nèi)部的燃燒溫度和壓力都非常高，推進劑的成本是液體的 10 倍到 30 倍之間；使用之后主要的成本被消耗了，并沒有什么回收價值。

第三，固體火箭不可能做得很大，它的推進器是固化在發(fā)動機里的；從儲存到運輸?shù)慕嵌瓤剂浚?00 噸自重的火箭在固體火箭中算是很大了，但對于運載火箭來說還是相對小的。獵鷹九號是 570 多噸的規(guī)模，長征七號是 550 多噸的規(guī)模，這種規(guī)模的固體火箭是很難做到的，而且沒法運輸。

液體火箭的劣勢在于推進劑是在發(fā)射之前進行加注，越大的火箭加注過程相對就越長，所以它不太適合作為武器使用，但作為運載工具是有很多優(yōu)點的。

第一，液體火箭推進的比沖非常高，比沖最高的是液氧/液氫，基本上能接近固體燃料比沖的兩倍，大概能夠達到 400s 多，而固體推進劑的比沖很難超過 250s。第二，液體火箭的主要成本是發(fā)動機的制造成本，發(fā)動機如果設計得好，工作完后可以重復使用；推進劑的成本只占不到千分之五，推進劑消耗完后，仍會有 90% 左右的成本可以被利用。第三，液體發(fā)動機在工作過程中可以調(diào)節(jié)推力，而且可以關(guān)停再啟動，這些都是固體發(fā)動機做不到的；火箭在不同軌道上執(zhí)行的飛行動作是不同的，如果發(fā)動機沒有辦法關(guān)停，就需要設計復雜的動作耗散多余的能量，而液體發(fā)動機能夠?qū)崿F(xiàn)多樣化的需求。

液體火箭能夠到不同的軌道面，而固體就很難做到。國際上現(xiàn)有的火箭創(chuàng)業(yè)公司基本上也沒有做固體火箭的產(chǎn)品，固體的用途僅限于軍事或者快速反應用途，而將來從地表到近地軌道的運輸還是要靠液體火箭。

Founder Park：深藍的液氧/煤油針栓發(fā)動機運用了 3D 打印的技術(shù)，這其中具體使用了哪些技術(shù)？

霍亮：增材制造（俗稱 3D 打印）在金屬材料領(lǐng)域算是一個比較新興的一個技術(shù)，國內(nèi)比較早就開始了一些探索，但是在應用方面相對還比較少。我們最先應用這個技術(shù)到火箭發(fā)動機的整機制造上，并且最先使用 3D 打印的發(fā)動機推動火箭飛上了太空。傳統(tǒng)火箭的發(fā)動機制造可能有數(shù)百個零件，需要通過一些復雜的機械加工、焊接等制造過程，流程很長，成本也高。并且沒有民營企業(yè)的供應鏈能夠解決這些問題，他們造不出來，就迫使我們在設計之初就考慮如何制造的問題。

雖然國內(nèi)是我們最先開始做，但是也不是蒙著頭做，國際上其他國家在增材制造方面已經(jīng)有了一些很好的嘗試。這個技術(shù)有兩個最直接的好處，第一，制造流程的簡化，不用再經(jīng)歷那么多復雜的制造流程，直接能夠把零件打印出來；第二，零件的數(shù)量大幅度減少，制造的時間也相應縮短，這樣能夠支撐我們快速敏捷的進行研制。

當然我們在探索 3D 打印的過程中遭遇了很多的困難。我們第一個增材制造的發(fā)動機實際上是失敗的，當時檢驗并不合格，但是我們都在應用中逐步地改進，逐漸地克服困難、發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢?，F(xiàn)在我們增材制造的發(fā)動機已經(jīng)經(jīng)歷了 12 次的檢驗，證明了 3D 打印的材料和工藝是能夠經(jīng)受得起實踐的考核的。

Founder Park：怎么理解液氧/煤油針栓發(fā)動機的先進性和趨勢？

霍亮：傳統(tǒng)發(fā)動機的結(jié)構(gòu)有點類似家用的花灑，上面有很多噴嘴，通過不同的噴嘴把燃料噴進去。這種結(jié)構(gòu)比較復雜，每個噴嘴要求的尺寸精度和一致性都很高，有一個噴嘴出現(xiàn)了問題，可能就會導致整個發(fā)動機工作不正常甚至損毀。

另外，對于回收的火箭來說，本質(zhì)上要求發(fā)動機在推力大范圍調(diào)節(jié)的過程中能夠平滑穩(wěn)定的調(diào)節(jié)。對于火箭發(fā)動機來說，推力越大越不折騰，可以在一個穩(wěn)定的狀況下工作，同時也意味著沒法進行推力的調(diào)節(jié)。回收的發(fā)送機基本要節(jié)流到 50%，也就是推力降低到滿推力的 50% 左右，有時候需要上調(diào)到 110%，也就是 50%-110% 的范圍，這么大的范圍內(nèi)發(fā)動機還能夠穩(wěn)定工作，在歷史上只有針栓技術(shù)被證明是比較適合的。

美國阿波羅登月的下降發(fā)動機使用的就是針栓技術(shù)，保證了飛船在下降和著陸時的推力控制。這也是針栓發(fā)動機的第一個特點，在調(diào)節(jié)推力的時候能夠比較穩(wěn)定的工作。

阿波羅登月使用的發(fā)動機 | 來源：維基百科

第二，針栓發(fā)動機的結(jié)構(gòu)相對比較簡單，結(jié)構(gòu)與花灑不同，噴柱方向不是自頂向下，而是兩種推進劑分別沿軸向、徑向噴射交叉撞擊，具有良好的燃燒穩(wěn)定性，比較適用于變推力的下降發(fā)送機。

Spacex 的梅林發(fā)動機也是采用了針栓結(jié)構(gòu)，這得益于其總工程師 Tom Mueller 對 Fastrac 發(fā)動機的技術(shù)進行的改進和迭代。從梅林 1A 到現(xiàn)在的梅林 1D，研制過程也是非常曲折的，現(xiàn)在推力能夠保持在 100 噸以上，推重比（一公斤的自重能夠產(chǎn)生的推力）達到了世界巔峰——200。

我們在技術(shù)途徑上跟 SpaceX 是一脈相承的，我們在國內(nèi)最早做出了針栓式的煤油發(fā)動機。這項技術(shù)在國內(nèi)最早應用于常規(guī)推進劑，也就是常溫推進劑。我們對其進行了改進，用在了液氧/煤油的單低溫推進劑上。我們先做了一個工程樣機，也就是這次飛行使用的雷霆-5 發(fā)動機，此前已經(jīng)經(jīng)過了大概 12 次的飛行。后續(xù)會有雷霆-R1 發(fā)動機進入測試階段，推力在 20 噸左右，同樣使用了針栓式噴注器。

深藍雷霆-R1 發(fā)動機 | 來源：深藍航天

Founder Park：SpaceX 用了很多很多非航天級別的產(chǎn)品，國內(nèi)的航天領(lǐng)域未來會不會借用其他領(lǐng)域成熟的技術(shù)和產(chǎn)品？而對于低成本的元器件，會從哪些維度判斷可行性？

霍亮：對于工程技術(shù)領(lǐng)域來說，技術(shù)上不存在絕對的跨越性的進步。我們將來肯定會嘗試去用工業(yè)級的產(chǎn)品，因為最主要的一個目標就是大幅度地降低成本，但這是一個逐步的過程，需要通過小規(guī)模的測試，以及設計一些合適的測試來真正實現(xiàn)它的應用。

判斷可行性的話，第一是從需求出發(fā)，是應用于短期需求、中期需求還是長期需求等。第二個原則是可控原則，因為我們做的是工程而不是研究，需要在確定的時間內(nèi)達到確定的結(jié)果，就需要從周期、成本、是否能解決以及風險等維度上進行評估。

在這次飛行的過程中，我們確實用了一些來自其他行業(yè)的，比如航空、汽車行業(yè)的產(chǎn)品。因為我們現(xiàn)在飛行的高度還不高，用不上那么高配的產(chǎn)品，我們反而用了一些當前環(huán)境中低配的產(chǎn)品。這也是我們剛才所說的低成本試錯，把速度提上去。

Founder Park：從入軌能力的角度，估計要用多少年完成入軌且可回收？

霍亮：我們是希望在兩到三年的時間能做到入軌和可回收。第一步的目標肯定是要做到入軌，不入軌的火箭也不能成為運載火箭。第二步是在這個時間的尺度內(nèi)做到入軌，并且在后續(xù)能夠把一級可控的火箭做到可回收。這是我們的在時間上的目標，我們會為了這樣一個目標去傾盡全力。

Founder Park：航天領(lǐng)域的雙歸零是什么樣的流程？創(chuàng)業(yè)的時候還會遵循這樣的流程嗎？

霍亮：雙歸零屬于航天特色的質(zhì)量管理，航天對于質(zhì)量管理非常在意，因為對于航天來說，事情只有 0 或者 1，一旦有問題就會失敗，而且火箭是投入了巨大的人力和資金成本的產(chǎn)品，失敗的代價太大，這才有了雙歸零的方式。

雙歸零有兩個方向，第一個是技術(shù)歸零的五條，第二個是管理歸零的五條。

任何一個錯誤的產(chǎn)生，都有兩方面的原因，技術(shù)是其中一個。技術(shù)上我們要做到定位清晰，知道是哪里出現(xiàn)的問題；機理準確，要分析產(chǎn)生的機理；問題復現(xiàn)，搞清楚問題是如何產(chǎn)生的；措施有效，解決的措施要能夠非常得力的解決問題；最后是舉一反三，問題下次不能再出現(xiàn)。

其次是管理方面的問題，在管理流程上不放過任何細節(jié)，不放過任何一個環(huán)節(jié)，把所有環(huán)節(jié)的原因都能找到。要做到過程清楚、責任明確、措施落實、嚴肅處理、完善規(guī)章。

對于我們來說，航天的質(zhì)量體系和文化是要秉承和堅持的，這是一種敬畏產(chǎn)品和行業(yè)的意識。但是有些時候我們沒有條件去實現(xiàn)技術(shù)歸零的五條，就會嘗試再飛一次，因為我們現(xiàn)在的試驗是低成本的，能夠比較快的用飛行的辦法而不是地面驗證的辦法來解決這件事。

最終原則是一樣的，只是解決問題的辦法有所不同。

04

民營航天是

航天領(lǐng)域不可缺少的一部分

Founder Park：移動互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)有種說法，外行領(lǐng)導內(nèi)行可以帶領(lǐng)變革，中國民營商業(yè)航天好像還缺一個這樣的選手，作為投資人，你怎么看待這種說法？

李劍威：我覺得要用第一性原理去看，不是說原來你的背景是怎么樣，就會導致什么樣的結(jié)果。SpaceX 早期從頂尖的團隊里面招募了不少火箭專業(yè)的人才，馬斯克自己也通過多年的學習變成一個火箭專家，提出了突破性的構(gòu)想，獵鷹 1 號發(fā)射的時候，他已經(jīng)是對火箭非常內(nèi)行的人了，而且也聚集了非常多的專家，雖然當時有很多人質(zhì)疑。馬斯克用了一種非常好的工程思維，就是快速迭代，低成本試錯。我覺得這個是核心，它可以用在任何行業(yè)。拋開是不是互聯(lián)網(wǎng)人的問題，本質(zhì)上是我們的創(chuàng)始團隊有沒有第一性原理的思考能力。

其次，航天本質(zhì)上是一個高投入的行業(yè)，創(chuàng)始團隊最好有航天體制內(nèi)的研究經(jīng)驗，如果是一個來自移動互聯(lián)網(wǎng)的人，對于型號、研制過程、技術(shù)標準都不知道，就會是一個很大的問題。國家培養(yǎng)的航天體制內(nèi)的人，掌握了一定的技術(shù)能力，負責過火箭入軌，知道該怎么做。只是可能因為可回收不是體制內(nèi)最優(yōu)先的目標，他們很難發(fā)揮優(yōu)勢，所以選擇創(chuàng)業(yè)。

核心還是要看做成可回收需要什么樣的關(guān)鍵要素，這是考察的重點，至于單純討論背景和基因，其實是過度簡化了這件事。

Founder Park：最近一直聽到一個說法，商業(yè)航天在未來是一個跟國運相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，如果沒有商業(yè)航天的補充，中國是不能在太空這個新邊疆中有充分發(fā)揮的。從專業(yè)的角度怎么看待這個說法？

霍亮：第一，我國航天的領(lǐng)導層，很早就開始關(guān)注國內(nèi)外各方面的動向。當時航天界的領(lǐng)導在一次座談中提出了一個命題，我們商業(yè)航天的強國之路到底該怎么走？現(xiàn)在美國為大家所熟知的 SpaceX，其實不只是一家公司而已，它擁有超過一千多家商業(yè)航天企業(yè)，遍布了航天的上下游，形成了一個航天產(chǎn)業(yè)生態(tài)。我國的航天模式基本上來源于建國時期計劃經(jīng)濟的模式，我們把它稱為航天工業(yè)體系。對比航天工業(yè)體系和航天產(chǎn)業(yè)生態(tài)，我們非常羨慕美國的產(chǎn)業(yè)生態(tài)在技術(shù)創(chuàng)新的效率上所取得的優(yōu)勢。無論是國有的航天企業(yè)，還是新興的民營航天企業(yè)都在這條路上探索。從這個角度來看，民營商業(yè)航天在未來的商業(yè)航天強國之路上，會形成一支生力軍，做出自己的精彩。就像改革開放之后，民營經(jīng)濟創(chuàng)造了很多創(chuàng)新一樣。

另外，航天一直是所有人都非常關(guān)注的事情，不管是美國載人登月還是我們自己的載人航空，而如何激勵年輕人進入這樣的一個舞臺，去發(fā)揮他們的積極性和熱情，也是我們需要思考的問題。民營商業(yè)航天在其中是能夠發(fā)揮自己的作用的，因為國有的體系很難做到面面俱到，民營航天能夠發(fā)揮自己的特色，吸引更多人參與到航天事業(yè)中。

Founder Park：民營的商業(yè)航天企業(yè)在通向新邊疆的道路上，要解決的最關(guān)鍵問題是什么？

李劍威：可以對比 NASA，美國之前也是走國有體系，航天飛機花了很多錢，最后效果不是特別好。然后像波音、洛克希德·馬丁等公司其實在某種意義上也是國有體系公司，成本都很高。最后 SpaceX 用快速迭代低成本試錯的辦法把衛(wèi)星的發(fā)射成本降了一個量級。在 SpaceX 出來之前，中國的長征火箭是最便宜的，現(xiàn)在則是 SpaceX 最便宜，而且便宜得多。

民營公司最大的優(yōu)勢在于激勵機制非常靈活，迭代速度非?？?，而且能夠突破一些原來被認為是定理的框架，做出比較大的突破。最后結(jié)果是一樣的，就是做到成本可控、產(chǎn)品可靠，縮短發(fā)射周期。當然國有體系也在嘗試往可回收的方向去思考，但我們認為在這些可能需要試錯、快速迭代的領(lǐng)域，民營公司可能會有更大的發(fā)展空間。

我們國家想要更深層次地參與到整個太空的開發(fā)過程中，我們認為民營航天企業(yè)的角色是不可或缺的。作為民營公司，我們要想清楚我們跟國有體系的差異化，一個結(jié)論是如果沒有顯著的結(jié)構(gòu)性優(yōu)勢，我們就不做，跟國有企業(yè)比較成本如果不能夠顯著降低，就沒有太多價值。所以一次性火箭我們就不做，專注在可回收上，從可回收試驗進展的角度來講，深藍的速度明顯會快得多。路徑也清晰得多。

Founder Park：國家對民營航天創(chuàng)業(yè)者的支持怎么樣？這幾年國有體系對體系外的企業(yè)看法有改變嗎？

霍亮：最開始國內(nèi)不太相信民營公司能夠參與火箭相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，但很快有公司實現(xiàn)了亞軌道、入軌，大家才開始正視民營企業(yè)有能力去創(chuàng)造這樣一個產(chǎn)品。同時國家也給予越來越多的政策優(yōu)惠，可以去使用國家的發(fā)射場去發(fā)射我們的火箭，同時深藍也能夠去建設火箭發(fā)動機的測試基地，并且還得到了地方政府的支持和投資。航天的管理層也積極地同民營企業(yè)進行溝通，讓我們參與火箭和商業(yè)航天的政策制定，探討如何規(guī)范有序地開展這方面的研制工作。

從這幾年國家航天主管部門的角度，我認為是經(jīng)過了一個從懷疑到認可，以及到現(xiàn)在寄予一定期望的心態(tài)變化。政策上從關(guān)注比較少、質(zhì)疑到后面及時出臺相關(guān)的支持政策，以及給予規(guī)范有序的一些規(guī)定。但是跟世界商業(yè)航天相比，我認為將來還會有進一步的鼓勵、支持的措施，因為這個行業(yè)是中國跟世界強國在科技競爭領(lǐng)域中絕對不可或缺的一環(huán)。

Founder Park：作為民營火箭公司，如何面對挫折和失?。?/p>

霍亮：科學研究從沒有一帆風順，但是工程和科學不同，我們不能允許一直失敗。無論從組件的研制到整個火箭的制造過程，還是測試飛行的階段，中間有很多挫折，但是我們能夠很快去解決這個問題，也期望能從小的失敗中獲取經(jīng)驗、修正方向，最終達到我們的結(jié)果。

如果我們選擇復制一個偏成熟的方案，是能夠盡量減少失敗的，但是深藍沒有這條路，我們選擇了一條在國內(nèi)環(huán)境中沒有確定答案的一條路。液體火箭做到可回收和重復使用后，火箭能夠重復使用多少次？現(xiàn)在沒有人能給出答案，我們自己作為設計者也沒有準確的答案。所以我們其實在探索新的技術(shù)和產(chǎn)品，過程中出現(xiàn)失敗在所難免。

當然失敗不是為了失敗，而是為了從失敗中吸取養(yǎng)分和經(jīng)驗，最終獲得成功。

Founder Park：民營的航天公司要不斷地發(fā)展，人才的問題如何解決？

霍亮：我認為一個行業(yè)的發(fā)展取決于兩個推動性的因素，一個是人才密度，另一個是資金密度。任何一個行業(yè)想要發(fā)展，這兩者都是不可或缺的重要基礎。現(xiàn)在航天方面的人才總體上處在一個相對短缺的狀態(tài)，但是中國在這一點上擁有獨特的優(yōu)勢，2000 年之后我們有大量的年輕人進入了航天領(lǐng)域工作，經(jīng)過了大概 15 年的爆發(fā)期，我們培養(yǎng)了世界上最為龐大的航天工程師群體，擁有航天工作經(jīng)驗的工程師們會成為開展研制工作的一個很重要的基礎。

同時如何擴大人才的基礎，這也是我們要考慮的問題。因為不能總指望體制內(nèi)的人才，還是要走到自主培養(yǎng)的道路。這又回到了我們的研制模式上，我們采用了敏捷的研制模式去實現(xiàn)變革，低成本的快速迭代、演繹，做更多的飛行測試。我們團隊中有一位 90 后的本科畢業(yè)生，不是航天專業(yè)，甚至跟航天專業(yè)還有一定的距離。但是他經(jīng)過了三次火箭的飛行，已經(jīng)能夠獨立地操作火箭的發(fā)射過程，也能夠獨立地操作一套復雜的裝置進行發(fā)動機的試驗測試。如果你能夠經(jīng)歷一個完整的火箭研發(fā)、制造、裝配到最后的測試飛行的過程，你會發(fā)現(xiàn)你也變成了一個火箭人，也經(jīng)過了起步的一個階段。這是第一步，其實最關(guān)鍵還是要能夠投入、鉆研這件事。我們能夠提供的是一種快速迭代的機制，希望富有創(chuàng)造力的年輕從業(yè)者能夠開創(chuàng)商業(yè)航天的未來

*以上嘉賓觀點不代表 Founder Park 立場，也不構(gòu)成任何投資建議。