火箭派程巍:选择商业火箭电气化这条路,就是站在了中国新能源产业的肩膀上
随着首次被写入政府工作报告,商业航天作为新质生产力的典型代表之一,已经迎来了重大的窗口期和机遇期。经过近10年发展,我国已初步形成了面向商业航天的火箭总装总测、卫星研产、卫星数据应用为一体的产业链。
火箭派创始人程巍,是商业航天行业里为数不多没有航天背景的创始人。他此前做过投资人,也创业做过游戏公司、生命科学公司,此外他身上还有一系列标签:中国资深洞穴技术潜水员、FAA(美国航空管理局)私人飞行员、极限运动员——2013年打破中国深海潜水记录,2017年登顶珠穆朗玛峰……这些无不证明他不是一个按部就班的人。
2020年创立火箭派后,程巍坚持从小火箭开始做起、自研电动泵火箭发动机,当其他人沿着SpaceX已经验证过的路径不断追赶时,他选择走了一条与众不同的路。他认为,“局外人往往能跳出固有思维的桎梏带来全新的视角,一个初入行者可能推动行业的变革”。历史经验告诉我们颠覆性创新往往不是来自本行业的专家。
伟大的企业源于不追随大众视角的正确判断,但做出这种判断很难,去实现这个判断更难。无论最终是否能够取得成功,这样的创业者都值得敬佩,正是他们一次次打破常规,才推动了人类社会的商业文明不断前进。
近日,程巍接受21世纪经济报道的专访,并谈及他对中国商业航天的观点。
21世纪经济报道:商业航天是一件门槛特别高的事情,在火箭派这次创业前,其实你是没有航天相关产业背景的,为什么敢于进入到这个行业创业?
程巍:很小时候我心中就种下了一颗火星梦的种子,同时我也看到了商业航天蕴含着的巨大机会。更重要的是,我这个人从来不给自己设限。我过去做过许多“出格”的事情,玩过深潜,开过飞机,攀登过珠峰,也有几次成功的创业,做这些事情之前同样没有相关经验,但是最后都成功了,就是在这一次次看似不可能的挑战中成功,我的自信心得到一次次的累加。我十分相信自己的快速学习能力,这也是一个“外行”人敢于进入到商业航天行业创业的底气。
21世纪经济报道:火箭派是国内少有的既做卫星又做火箭的商业航天企业,为什么会采取星箭一体这样的策略?
程巍:商业航天的本质是在于商业。之前的中国航天更多的是解决有没有的问题,首要是关注技术本身,而不是根据需求来决定采用什么技术。在商业航天时代,实际上分为三个部分:一是,利用航天实现人和物大规模上天;二是,利用微重力实现大规模在轨服务,并为人们提供各种服务;三是,产生数据后,将其开发成各种新应用,成为新的经济增长来源。
所以火箭只是“运载工具”,在轨的卫星和它们能够提供的服务、应用才是最终目的。火箭和卫星关系就好比手机和操作系统。一部手机的价格是有限的,但是一个操作系统能衍生出来的生态,产生的价值是无法估量的。
21世纪经济报道:作为一个“外行”,有没有走过一些弯路?
程巍:其实在创办火箭派之前,我对很多商业航天公司都做了调研,并且也和他们内部做过深入的交流。但如今回头来看,当时的准备肯定是不够充分的。商业航天不是单纯解决一些技术上的问题,它是一整个先进制造的系统工程,确实相比其他行业的门槛非常高,很多困难如果不是躬身入局,是无法提前预料到的。
创业过程之初也走过一些弯路,刚开始我们先造了两颗卫星,造完之后发现当前只能去做一些验证,如果不能实现运力自由,就无法做到真正的商业闭环。还是要先解决“运载工具”的问题,SpaceX就是先造好火箭,基本实现了运力自由,在此基础上完成星链,并开始产生出各种新的应用场景。
所以,我们后面迅速把所有的精力和资源都放到做火箭本身的研发制造上。
21世纪经济报道:火箭派自研的“香农号”火箭发动机今年1月已经点火成功,其采用了国内少有的液氧甲烷电泵增压技术路线,为什么会和大多数人做不一样的选择?
程巍:我本身也不是航天背景,在传统火箭发动机技术上的积累确实没有别人那么深厚。但也正因为是外行,思维不会太固化在传统的技术路线上,所以一直思考如何去弯道超车,恰好国外“电子号”火箭的成功发射给了我们启发。
“香农号”火箭发动机将原有副系统中的燃气发生器、副阀等机械零件替换为电机、电池和电控。电动泵发动机具备结构简单、重量轻、深度变推线性可调,易多次起动、控制精度高、响应迅速、组件模块化标准化程度高、持续升级特性好等特点。相较于传统的液体火箭发动机,电动泵发动机极大提高了动力系统可操纵性和运载火箭性能优化空间。未来甚至通过对基本型电动泵发动机的模块化并联,可以构造任意推力组合的大型运载火箭动力系统。
发动机一般要占到火箭成本的50%左右,降低火箭发射成本的关键在于发动机的可回收利用,发动机的可回收的关键在于控制系统,而这正是电气化的优势。所以电气化构型火箭发动机天生就是可重复利用的。这就好比现在汽车的自动驾驶技术,你觉得是在机械手动档和自动档汽车上那个更容易实现?
世界已经从机械化到电气化、智能化的状态,火箭不应该还停留在机械化的时代。电动汽车、电动飞机正在蓬勃发展,中国以电池、电机、电控为代表的“三电”技术的崛起为商业火箭电气化奠定了产业基础。选择了电气化这条路线,就是站在中国整个先进制造和新能源产业的肩膀上。
21世纪经济报道:降低发射成本是所有商业火箭企业都追求的目标,但目前来看大多数商业火箭企业都造大火箭增加载荷能力来降低单个卫星的发射成本,小火箭是否还值得去做?
程巍:商业航天的最终目的是为了满足客户需求,需求定义载荷,载荷定义火箭。在满载的基础上当前微小卫星搭乘大型火箭发射尽管在价格上有一定优势,但要受制于主星的入轨参数和发射安排,无法方便选择轨道高度、发射时间等多个因素,导致“大规模的凑单式”发射因无法同步兼顾多种卫星的需求,在实际中往往难以实现满载,除非像马斯克的星链计划那样。尤其对于像火箭派研制的生命科学试验卫星来说,大部分都是基于在地面制定的研究方向和计划来推进的。快速响应需求、实现高频次航班化的小火箭才是目前这个领域的最优选择。
另外,也不能单纯地以火箭大小来决定发射成本的高低,因为火箭派走的是完全不同的技术路线。20年前马斯克做特斯拉的时候,Model S不但续航短而且价格十分昂贵,一度备受质疑。但后来有了Model 3、 Model Y,而且价格还在持续降低。固态锂电池的能量密度理论上极值可以做到10000Wh/kg,而目前电动汽车上常用的三元锂电池也不过300Wh/kg,锂电池的提升空间可想而知。最近的两会期间,全国人大代表、南开大学副校长、中国科学院院士陈军表示目前已研发出400 Wh/kg的新型固态电池样品,未来一到两年突破600 Wh/kg的固态电池研发,充一次电电动汽车就可以跑1000公里以上。我们要以一个发展的眼光的看待一个行业的发展,电气化小火箭也会随着三电技术发展成本不断下降。
21世纪经济报道:作为一名从业者,在你看来中国的商业火箭企业和SpaceX的真实差距有多大?何时能够超越?
程巍:国内的商业火箭企业要想达到SpaceX现在的水平,起码要10年以上。
3月份星舰就要第三次试飞了,如果成功这将是全球体量最大、推力最强的运载火箭。这样一个120米高的庞然大物,底部的超重型推进器配备了33 台猛禽发动机,已经和其他商业火箭不是一个时代的东西了。现在国内200吨推力的火箭发动机还造不出来,更别说把这么多发动机并联的技术。
国内近期超越有难度,可能最多也就是追齐的程度吧,SpaceX猛禽火箭发动机的全流量分级燃烧循环技术称得上是液体火箭的终极形态了,可以说SpaceX已经把这条路走到头了。对于国内的商业火箭企业来说,沿着这条已经被验证过的路线往前走是必要的,但没必要一定要去超越SpaceX,它已经花几百亿做到99%了,即便是再去花几千亿能做到99.5%也没有太大的意义。
中国对创新的理解更偏向于实用主义,大家没有很强的内在动力去做一些颠覆性创新的事情。中国的商业航天的发展,好像是一个不得不接招的行为。如果没有SpaceX星链的计划,很难说什么时间会去做星网。国内的商业火箭,也大多都是在沿着SpaceX的路线走。当然,有SpaceX的成功案例,这样的路线也很容易打动投资人,只要一步一步往前走确定性还是很强的。
我不得不说一个比较残酷的现实,中国车企搞汽车燃油发动机搞了几十年了,结果还是难以超越奔驰宝马。但是我们切换成新能源赛道,电动汽车产业就迅速崛起。
在已经发生的行业变革中已经有太多的案例,颠覆性创新往往不是来自于这个行业专家,反而总是由一个初入行者推动的,局外人往往能跳出固有思维的桎梏,带来全新的视角。
对于中国的商业航天来讲,快速发展离不开突破性创新。中国的商业航天不是只有一条路可以走,火箭派现在的情况是在走出一条新路,我们不仅仅局限于商业航天,结合新能源、生命科学、新兴制造业等不同产业,进行一个新的方案融合。因为我们走了一条其他人没有走过,尚未被验证成功的路,所以在融资上要付出更多的努力。
我也呼吁我们的政府、社会各界、投资机构,能够对于各种创新型的商业航天企业,有更多的支持和耐心,让我们有充足的条件去成就一家伟大的企业。