深度｜贝索斯也成了！马斯克几年内会带我们飞抵火星？

陈霄峰 2021-07-23 08:18:02 141 0

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“从五岁开始，我就梦想着去太空旅行。我将和我的兄弟一起开始这段旅行。最伟大的冒险，和我最好的朋友。”

杰夫·贝索斯

布兰森、贝索斯、马斯克

宇宙航海新时代的先锋

1969年7月20日，阿姆斯特朗和奥尔德林登上月球。杰夫·贝索斯看见家人围坐在一起庆祝，即便当时只有五岁，他也能感知到那种激动。“这激励了现在的我。”长大之后的贝索斯回忆道。

2000年，贝索斯创立了Blue Origin，并多次在公开场合表示创办亚马逊只是为了更好地帮助Blue Origin的发展。从2017年开始，贝索斯每年套现10亿美元亚马逊股票，为Blue Origin提供运营资金。他希望可以把重工业等对地球高污染的企业移至外太空，并从外太空寻求新的能源资源和材料资源运回地球。

2021年7月11日，理查德·布兰森乘坐自己的维珍银河VSS Unity号宇宙飞船实现人类首次商业太空旅行。2021年7月20日，也就是阿波罗11号登月52周年之际，作为亚马逊前CEO、Blue Origin创始人的杰夫·贝索斯，与其弟弟马克·贝索斯、82岁的NASA“水星13号计划”成员沃莉·芬克、18岁的高中毕业生奥利弗·达蒙，在位于西德克萨斯州的Blue Origin“1号发射场”，成功乘坐新谢泼德号飞往太空。2021年9月，埃隆·马斯克与SpaceX将执行更高难度的太空飞行任务，他们计划将普通大众送往太空，并绕地飞行数日。

近年来，贝索斯的Blue Origin和马斯克的SpaceX可谓是“你追我赶”。尤其是成立时间更晚的SpaceX不仅在火箭发射上后来居上、遥遥领先，而且一直以来都是公众关注的焦点。相比之下，Blue Origin则要低调许多。这一切似乎都早有苗头，在2004年马斯克和贝索斯为数不多的一顿饭上，他们二人充分地交流了观点，揭示了他们对太空探索完全不同的看法：相较于Blue Origin的开发太空资源，SpaceX的目标是移民火星！

如今，贝索斯从亚马逊退休并全身心投入Blue Origin，世界上最富有的两个人之间的“星球大战”可能刚刚开始。但从某种意义上说，贝索斯和马斯克又何尝不是相似的？这两位宇宙航海新时代的开拓者，将承载着人类征服宇宙的雄心奋勇向前。

人类探索太空的计划

正在加速

时间追溯回上世纪，美苏两大政治体系在冷战期间将竞争从军事对比逐渐转向太空竞赛。1957年，苏联正式发射人类史上第一颗人造卫星“史普尼克1号”上太空，成为历史上第一个发射卫星进入轨道的国家；在1961年，更是将宇航员加加林送入太空，标志着人类首次成功进入太空。美国紧随其后，在1969年发射"阿波罗11号"成功，并且宇航员阿姆斯特朗成功踏上月球。太空竞赛继续升级，苏联于1971年发射了世界上第一座空间站“礼炮”1号，开辟了载人航天的新领域；而美国也不甘示弱，在1981年成功发射第一架航天飞机“哥伦比亚”号，揭开了航天史上新的一页。

随着科技的发展，太空探索被列入多个国家的重要发展战略，上世纪60年代，法国、澳大利亚相继成功发射人造卫星。我国也在上世纪70年代在太空领域崭露头角，成功发射“东方红一号”人造卫星。2003年，我国“神舟五号”载人飞船升空，成为中国航天事业发展史上的里程碑。经过多年研究摸索，今年6月，我国成功发射神州十二号载人飞船，首次在我国自主研发的“天宫”太空空间站执行任务，这对我们建设航天强国事业具有里程碑式的意义。

火箭

宇宙航海新时代的破浪巨轮

人类想要摆脱地球的束缚，至少需要加速到第一宇宙速度，即7.9km/s。相较于科幻电影中的宇宙飞船、星际飞行器、离子推进器等仍存在于幻想中的航天器，火箭可作为快速远距离运送工具，如作为探空、发射人造卫星、载人飞船、空间站的运载工具，以及其他飞行器的助推器，是目前地球上人类已知的唯一能使物体达到宇宙速度，克服或摆脱地球引力，进入宇宙空间的运载工具。SpaceX的猎鹰9号和Blue Origin的新谢泼德号正是人类开发的火箭中的翘楚，也是人类实现太空旅行的希望。

猎鹰9号与新谢泼德号

来源：CIC灼识咨询

火箭

行业预判

基于CIC灼识咨询对于航空航天行业的理解，我们判断全球范围内的火箭行业有以下几大技术发展趋势：

运载量大、成本低、不具备毒性的液体火箭将成为未来趋势

从动力系统来看，火箭分为固体燃料火箭和液体燃料火箭。

固体燃料火箭，相对为小型火箭，其燃料为固体混合物，其运载能力相对较低。凭借其发射准备周期短、存储周期可长达数年、无挥发也无腐蚀性、适合用于准常态化发射、价格相对低廉等优势，更适合作为窄带物联网布网建设、补网发射的主力箭型，在军用领域、自然灾害等紧急情况下使用意义重大，特别适用于在军事冲突满足军事现代化对快速响应和小卫星发射的要求。

而液体燃料火箭，相对为大型火箭，其运载能力较大，比冲高，能量密度高，可控制流量，对环境友好并且在未来可实现回收和重复利用等技术，能够降低发射成本，更适合执行运载任务。由于星链计划和国网计划等卫星市场的大量发射需求，运载量大、成本低、不具备毒性的液体火箭成为未来趋势。

比冲更高，更易重复使用，可在外太空中获得补给的液氧甲烷火箭会是未来目标

在新型液体燃料火箭发动机的研制过程中，高可靠、低成本、高性能、可重复使用、维护方便及无毒无污染是主要的设计目标。液体燃料主要有两种常用燃料：液氧甲烷和液氧煤油，其中液氧甲烷的比冲更高，且由于甲烷结焦温度高，在对喷管夹层再生冷却时，允许更高温度，因此推进剂身部设计相对简单，重复使用寿命更高；而液氧煤油在燃烧后易产生积碳，回收后需要更加复杂的维护。此外，由于火星大气成分中存在大量二氧化碳气体，加上NASA探测器在火星上发现的冰，利用电能和催化剂，生产甲烷作为火箭飞回地球的燃料，因此在能源补充上甲烷更优于煤油，在马斯克的火星计划中更是将液氧甲烷发动机作为下一阶段目标。虽然液氧煤油的技术更为成熟，但是从长远和可重复利用角度出发，液氧甲烷发动机将是火箭发展的未来趋势之一。

液氧甲烷发动机

与液氧煤油发动机

来源：CIC灼识咨询

火箭可回收技术蓬勃发展，让大规模太空探索成为可能

火箭发射成本包括火箭物料成本、人力成本、发射成本、测控成本和保险服务成本；增加火箭的发射频次，并利用活化能的回收和复用方法，是降低成本最有效的方式。以猎鹰九号运载火箭为例，其人力成本、测控成本、保险费用以及发射成本不变，但是其成本占比最大的物料成本下降约60%，利润上升约80%，其发射费用降至每千克0.62亿美元，约为同类运载火箭发射价格的30%，市场竞争优势明显。随着回收和重复利用技术日益成熟，有效降低火箭发射成本，使得市场利润空间增加，因此可回收重复利用技术为未来主要研究方向。

猎鹰9号成本构成与

猎鹰9号重复使用后成本构成