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商业发射服务市场以及中国长征火箭的商业发射服务

2018-08-21中国长城工业集团有限公司周媛英

卫星应用 2018年7期
关键词:长征火箭商业

● 文 |中国长城工业集团有限公司 周媛英

随着宇航产业终端市场的发展变化,发射服务市场也出现了许多新的变化。进入二十一世纪以来,在国际市场上,与二十世纪六十年代冷战时期的航天竞争不同,发射服务市场竞争的主体更多从国家之间转到了企业之间,特别是私营资本主导的企业与军工巨头之间的竞争。在中国国内,随着商业航天概念的兴起,一些私人资本和民营资本开始进入发射服务的载体——运载火箭的研制,出现了不少新兴小火箭公司,一些客户对新型小火箭进入市场有了更真实的期待。

作为宇航产业链的下端产品,发射服务有其固有特性,发射服务不同于宇航产业链的其他产品,也不同于一般的高科技产品,发射服务行业的特性应该得到重视。

一、商业发射服务市场概述

1957年10月4日,苏联将第一颗人造地球卫星送上太空,拉开了人类征服太空的序幕。1958年美国丘比特-C(Jupiter C)火箭第一次成功地将美国政府的探索者1号(Explorer 1)卫星送入预定轨道,人们开始意识到航天发射可能带来的经济利益。1961年4月美国马丁公司将国际通信卫星组织(INTELSAT)的商业卫星送入轨道,商业发射服务市场的序幕正式拉开。

1980年3月,在欧洲航天局(ESA)的主持下,世界上第一家商业发射服务公司——欧洲阿里安空间公司成立。

二十世纪九十年代中后期,苏联解体后,俄罗斯、乌克兰、中国等国家的火箭相继进入国际发射服务市场。美俄合作适应了市场的需求,比较成功的合作包括美俄合作的国际发射服务公司(ILS)、美国、俄罗斯、乌克兰、挪威四国参与合作的海射公司(Sea Launch)、美国宇宙神(Atlas)火箭批量采购俄罗斯RD-180发动机等。

除此之外,中国的长征火箭作为市场的跟随者,也成功地进入了国际发射服务市场。二十世纪九十年代,长征火箭在相对温和的环境下完成了对国际发射服务市场的有益补充,这一时期成功进入国际市场的长征火箭包括长征三号火箭(LM-3)、长征二号捆绑式运载火箭(LM-2E)、长征二号丙运载火箭(LM-2C)加上面级和长征三号乙运载火箭(LM-3B)。

与任何市场一样,在过去几十年中,国际商业发射服务市场在其上下游市场的牵引和制约下、在各国政府的不断诱导与参与下、在庞大的军工集团以及异军突起的互联网大咖们的利益角逐中,经历了跌宕起伏的发展变化。

从供应商的角度看,发射服务市场上有足够多的火箭,发射服务商面临着生存危机,但从客户角度看,他们需要尽可能多的火箭,以满足发射计划和价格等方面的需求,因此市场上还会不断出现新的火箭。

近年来,随着互联网的应用和普及,科学试验和在轨验证的发射需求有所增加,微小卫星的低轨星群也开始被看好。为适应这部分市场需求,一些私人资本开始注入小火箭公司。虽然以美国和新西兰合作的电子(Electron)为代表的小火箭已经完成了首飞,但整体讲,小火箭的研制并没有预想的顺利,单位质量的发射服务价格没有达到市场预期。

世界小卫星大会每年在美国犹他州举行,在过去几年中,会议的一个热点议题就是如何使用户在期望的时间和轨道上得到满足经费预算的微小卫星发射机会,但2017年此议题的热度大大减退,一些人开始认为,单就在轨验证和科学试验来讲,使用印度火箭、航天飞机的发射余量就可以满足需求,小火箭更多是满足小卫星低轨星群的发射需求。

二、商业发射服务市场基本特点

经过多年的实践,人们对发射服务有了较清晰的认识,商业发射服务指采用运载火箭等运载工具将卫星运营公司拥有的商业卫星等有效载荷送入地球外层空间特定的轨道(包括低轨道和高轨道)的高科技业务。从业务性质出发,商业发射服务也被称为商业航天运输或空间运输。

商业发射服务产业链由发射服务供应商(发射服务公司)、运载火箭制造商、发射测控公司、卫星制造商和卫星运营商等组成。在商业发射服务产业链中,发射服务商根据客户的要求,要求运载火箭制造商生产符合要求的运载火箭,通过发射及测控支持,将卫星制造商提供的、卫星运营商拥有的卫星送入预定轨道。在这个产业链中,商业发射处于底端,商业发射服务基本特点如下。

1.商业发射服务提供的是服务

商业发射服务具有服务的特定特点。运载火箭是发射服务业务得以实现的主要物质载体,但是在发射服务合同执行的全部过程中不发生火箭所有权的转移。提供发射服务的整个过程包括火箭生产研制、发射测控、试验、金融、保险安排等。

2.发射服务市场具有被动性,且技术风险和经营风险高

终端市场的变化制约商业发射服务市场的发展,与产业链的上端产品相比,发射服务市场具有更多的被动性和服从性。目前与发射服务直接相连的卫星市场的主要特征包括:①轨位的局限性决定了过去二十年对固定轨位的地球同步转移轨道(GTO)卫星发射的需求维持在每年二十次上下,随着技术的发展,这一数字在未来几年会减少,2017年,世界各国签订的GTO商业合同十二颗;②电推进卫星的成功,导致客户对发射服务价格的期望进一步降低;③高通卫星的应用,导致对发射服务市场需求的预期进一步减少;④小卫星应用市场前景被看好,小卫星发射需求激增,一些大的固定卫星运营商,如国际通信卫星公司(INTELSAT)、欧洲卫星公司(SES)等,开始涉足小卫星星群的运营。

除此之外,发射服务提供商还必须承担技术风险、出口控制风险、安全风险、发射场计划协调风险、保险安排、利润(成本控制)风险。

一直以来,各种风险使发射服务商如履薄冰,国际上最成熟的发射服务商,如欧洲阿里安公司曾多年连续亏损,几乎到了破产的边缘。在进入发射服务市场的十几年期间,美国太空探索技术公司(Space X)的埃隆·马斯克多次经历了惊心动魄的起死回生;二十世纪九十年代成立的国际发射服务公司多数经历过重组;同样是二十世纪九十年代由美国、俄罗斯、乌克兰和挪威四方组成的Sea Launch在几次破产后现在依然未能恢复发射。

3.资金投入大,盈利能力低,政府项目价格远高于商业项目的价格

新型运载火箭的研制需要巨大的资金投入,当年欧洲航天局为研制阿里安5火箭投入了九十亿欧元的研制经费,并且撤销了已经连续成功发射74次的阿里安4火箭的生产线,以确保阿里安5研制的技术经费等可行。

但发射服务在宇航产业链中处于底端,盈利能力非常有限。

根据美国卫星工业协会(SIA)的统计,2016年发射服务的总收入为55亿美元,只占整个宇航产业链总产值2605亿美元的2.1%;2017年发射服务的总收入为46亿美元,只占整个宇航业产业链总产值2686亿美元的1.7%,这一数据在在过去五年中一直停留在2%左右。

根据欧洲咨询的统计,过去五年发射服务产值只占整个宇航业产值的1%。

4.政府和军事项目价格远高于商业项目的价格

由于发射服务载体——运载火箭的战略特性,世界各国的政府项目和军事项目发射服务的价格远高于商业发射服务的价格。任何一个发射服务公司无法只靠商业项目维持自身的可持续发展。

由于商业发射服务市场的价格低于预期,自2000年开始美国洛马公司的德尔他-4(Delta 4)火箭以及波音公司的宇宙神-5(Atlas 5)火箭多年来鲜有涉足商业发射服务项目,只专注于美国政府和军事项目。

Space X以商业项目进入发射服务市场,在羽翼丰满之后,即开始竞争政府和军方的发射服务项目,同时向波音公司和洛马公司两大军工巨头发起挑战。

Space X在其网站上公布的猎鹰-9(Falcon 9)的价格为6200万美元,2015年Falcon 9发射政府项目的价格为8300万美元,2017年3月此价格上升到9200万美元,2017年10月《卫星新闻摘要》(Space News Digest)报道Falcon 9火箭发射军星哨兵6A(Sentinel-6A)卫星的价格为9700万美元,但与此火箭性能相当的ULA火箭在2020年的价格达到4.22亿美元。

5.商业发射服务市场很难维持客户的忠诚度

由于卫星项目投资巨大,客户的最大需求在市场上有足够多的选择,以保证在要求的时间完成发射,因此与一般商品不同,商业发射服务市场几乎无法建立客户的忠诚度。为了能够在市场上有更多的选择,压低发射服务的价格,国际通信卫星公司(INTELSAT)在海射公司(Sea Launch)破产之前,依然与其签署了多发采购合同(附带条件);印度在过去二十年中只选择欧洲阿里安(Ariane)火箭为其发射,阿里安公司也曾为了保证印度卫星按时发射,曾在双星发射的合同中只发射了印度的一颗卫星,重新为另外的客户寻找发射机会,但这些都不能保证印度对阿里安公司的永远承诺。经过多年的发展,印度成功地研制出了自己的极轨卫星运载火箭(PSLV)和地球同步卫星运载火箭(GSLV),并以搭载发射为起点,成功进入了国际发射服务市场。

6.发射服务市场受政治环境的制约,政府高度介入

运载火箭是航天的重要组成部分,也是一个国家的战略资源。运载火箭的技术含量高,技术门槛也较高,目前世界上只有少数几个国家拥有成熟、可靠的运载火箭,且任何一个火箭的研制背后都能看到政府那只无形大手。运载火箭的特性决定了发射服务是一个非完全竞争的市场,受政治环境制约。

中国长征火箭在国际发射服务市场的艰难历程以及最近三十年美国运载工具的发展进程就是这一特点的完整诠释。

(1)中国长征火箭在国际发射服务市场的艰难历程

中国政府1985年宣布长征火箭进入国际商业发射服务市场,经过努力,二十世纪九十年代,长征火箭成功地进入了国际发射服务市场,截至1999年,共发射了二十六颗美制卫星和一颗欧洲卫星。自1999年开始,美国出于其战略考量,将具有高可靠性且具有价格竞争力的长征火箭排挤在市场之外,特别是美国的《2013年国防授权法》颁布以来,长征火箭基本无缘商业发射服务市场的竞争。

(2)美国运载工具的发展历程以及政府的主导作用

二十世纪七十年代,美国空军与NASA展开合作,使用可重复使用的航天飞机为军方提供发射服务,美国政府寄希望于使用航天飞机替代改进型一次性运载火箭(EELV)。但1986年1月美国“挑战者”号航天飞机失事以后,里根政府发布了《国家航天发射战略》,指示军方采取混合方式,以保证可以有多种进入太空的运载工具,重新确认了EELV火箭在美国太空开发中的作用。

面对来自苏联火箭的挑战、欧洲阿里安火箭的稳定市场地位,特别是基于商业发射服务有限的盈利能力制约,2000年开始,美国两大主力火箭波音公司的Delta 和洛马公司的Atlas火箭相继退出国际商业发射服务市场的竞争,专注美国政府项目和军事项目。在此期间,美国政府为培育市场,曾要求波音公司和洛马公司两家火箭就数十亿美元的订单进行竞标,随后出现了美国司法部对波音公司获取洛马公司上万页商业机密事件的调查,再随后美国国防部出面进行调解,直至2005年,波音公司与洛马公司的火箭业务合并,成立联合发射联盟公司(ULA),两家公司各持有50% 的股份,形成了美国军方、波音公司、洛马公司三赢的局面。

真正给美国及国际发射服务市场带来冲击的是以美国偶像和钢铁侠著称的埃隆·马斯克率领的SpaceX公司。SpaceX成立于 2002年, 2010年12月8日Falcon 9 龙飞船完成了第一次成功发射,而在此之前NASA已经确定使用SpaceX的龙飞船替代航天飞机,并由此承受了来自两个军工巨头波音和洛马的质疑和来自美国国内各方的巨大压力。

从2005年开始SpaceX公司开始起诉ULA对航天发射的垄断和对纳税人税款的浪费,过去十几年中,ULA和SpaceX两家公司都分别投入大笔的经费进行游说,两家公司之间的争斗一直处于白热化状态。

纵观美国本土火箭的研制发展,可以清晰地看到政府主导美国运载火箭发展的脉络。美国政府是两大军工巨头波音和洛马公司Delta 和Atlas火箭研制的强大后盾。私营资本为主体成立的SpaceX公司的成功为美国政府赢得了采购的话语权,同时SpaceX的成功使美国政府轻而易举地阻止了中国长征火箭进入国际商业发射服务进程。

综上所述,商业发射服务市场是一个充满挑战的市场,每一个发射服务商在市场中必定会受到严酷的历练。

三、关于长征火箭的发射服务

作为中国航天最重要的组成部分之一,中国长征运载火箭的发展见证了中国航天半个世纪的发展。

1985年10月,我国政府对外宣布长征系列运载火箭进入国际商业发射服务市场。经过五年的努力,1990年4月7日长征三号(LM-3)火箭成功地发射了亚洲一号卫星,标志着我国的发射服务正式进入国际市场。中国长城工业集团有限公司(简称“长城公司”)作为中国政府授权的唯一的对外发射服务提供商,经过了跌宕起伏三十多年的发展。

在过去三十年多中,长城公司与各个合作伙伴一起努力使长征火箭的商业发射服务取得了令人瞩目的成绩。截至2018年5月,长征火箭成功完成63次国际商业发射服务,占长征系列火箭发射总次数的23%,其中包括15次搭载发射。

1990年4月7日,长征三号/亚洲一号卫星成功发射,首次证明了中国拥有国际商业卫星的整星发射能力;

1992年8月14日,长征二号捆绑运载火箭/澳普图斯B1发射成功;

1995年11月28日,长征二号捆绑运载火箭/亚洲二号发射成功;

1995年12月28日,长征二号捆绑运载火箭/埃克斯达-1(EchoStar-1)发射成功;

1992年3月24日,长城公司与当时世界上最大的卫星运营商国际通信卫星组织签订了用LM-3B火箭发射INTELSAT 708卫星的发射服务合同;

1997年12月8日起,长二丙改进型火箭/铱星发射进行了7次发射——中国参与了全球第一个低地轨道卫星网络系统(铱系统)的组网/补网发射;

2001年至2002年由于美国政府拒绝发放美制卫星或含有美国卫星零部件的欧洲卫星使用中国的长征火箭发射,长城公司只能终止了与客户签订的五个商业卫星的发射服务合同;

2005年4月12日,发射服务在经过六年的沉寂之后重返国际商业发射服务舞台。LM-3B火箭成功地为亚太卫星公司发射了法国泰雷兹阿莱尼亚宇航公司研制的不受美国出口管制的亚太6号(Apstar-VI)卫星,以后又成功发射了七颗这种不受限制的卫星;

在2013年美国颁布《2012年国防授权法》之后,长征火箭重新被排挤出国际发射服务市场;

长城公司以市场为导向,向客户提供卫星、火箭、 地面实施、金融、保险等一揽子服务。长城公司近年来已经为客户完成了多个在轨交付项目;

面对市场变化,长城公司在2012年开始对国际客户系统搭载发射服务,并将这一服务延伸到国内客户。

客户在向长城公司明确发射要求后,经过协调,长城公司与客户签署发射服务合同,并负责合同的工作。在合同签署后,长城公司按照相关政府部门的要求,为客户办理发射许可、安排第三方责任险,保证发射服务的顺利进行。

长城公司已经有30多年的国际商业发射服务经验,历经了所有中国对外发射服务的里程碑事件,已经与长征火箭一起成为享有国际声誉的品牌。长城公司有一只懂风险、懂融资、懂法律、懂规矩的专业发射服务队伍,有丰富的市场开发和项目执行经验,熟悉发射服务上下游产品需求和变化,并能按照国际惯例和业务性质开展工作。经过三十年的努力,长城公司已经建立了良好的国内外客户渠道以及国内相关主管部门渠道,有效保障执行效率。在国内外商业航天加速发展的背景下,在军民融合的战略部署下,长城公司有能力和信心为国内国际客户提供专业的发射服务。

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