举国模式和马斯克模式之外，火箭研发有没有第三种模式？

　　来源卫星与网络
　　原创沈淮李刚
　　举国模式和马斯克模式之外，
　　火箭研发有没有第三种模式？
　　文沈淮〔《卫星与网络》副主编〕
　　李刚〔《卫星与网络》主笔〕
　　航天发展，动力先行。可靠而强大的火箭是任何国家、任何企业搞航天的前提条件，也是所有航天产业生态体系得以产生和发展的起点。
　　火箭是工程科学的产物，要想把它造出来，自有规律可循，也就是所谓的研发模式。世界航天到目前为止，可以提炼出两种主要的火箭研发模式。
　　一hr火箭研发的举国模式
　　和马斯克模式
　　一个是按照用户的要求研制火箭；一个是根据市场需求自行研制火箭，售卖发射服务。
　　第一种是各个航天国家普遍采用的举国模式，由国家航天局或军事航天部队出面，采用国家采购和装备采购的模式，要求航天承包商按自己的要求研制火箭，如果需要跨行业协调分系统、部件组件和元器件，国家也会出面积极组织，对于那些需要攻关的新技术、新器件，国家会通过各种专项，拨出专款加以支持。国家同样会对研制过程、关键分系统和大型试验做严格管控，确保进度和方案受控。
　　第二种就是马斯克的模式。商业航天企业根据市场需求，自主决定研制什么样的火箭、如何研制火箭，以及花多少研制经费。无论政府用户还是商业用户，仅仅提出需求并且考察产品性能，然后购买发射服务，对研发过程和分工协作并不做过多介入。这种模式目前只有一个比较著名的成功案例，也就是马斯克的太空探索技术公司。
　　二hr举国模式的历史局限性
　　与马斯克模式的国家局限性
　　1hr举国模式
　　登月竞赛结束之后，受到多种因素的影响，无论美国还是苏联，都放弃了在航天事业上的激进态度，开始转向保守路线
　　在航天业发展的前期，举国模式的确解决了航天工业基础和天基基础设施的有无问题。这里不仅仅涉及带有强烈国家竞争和国际政治意味的载人航天、登月、星际探索等板块，也包括了气象、电视广播、通信和导航等服务领域。举国体制还为航天科学和工程相关学科的建立起到了奠基作用，培育了宇航工业基础和大批人才，解决了一大批原理性、基础性的问题。对这一点，是应该做出正面评价和积极肯定的。
　　但是举国模式也有自己的问题，因为花费的是国家资金，所以对技术方案的制定非常谨慎，对于颠覆性技术的采用往往采取保守态度，对型号失败的容忍度也很低。
　　在历史上，只有在美苏航天竞争的早期，才出现过敢于创新、不惜代价、不怕失败这样一个阶段。在充满刺激和狂热的十多年里，人类先后突破了地球轨道卫星、载人飞行、深空探索、月球登陆、空间站等里程碑。
　　1961年，肯尼迪对国会演讲有关登月计划的内容
　　但是当登月竞赛结束之后，受到多种因素的影响，无论美国还是苏联，都放弃了在航天事业上的激进态度，开始转向保守路线。这其中也有前期大量航天任务失败带来的影响。无论在哪一种社会制度下，耗资巨大的火箭和有效载荷打了水漂，对国家财政带来的打击都是非常沉重的。
　　从航天飞机项目开始，特别是美国空军的扩展型一次性运载火箭（EELV）项目启动之后，美国的火箭研制和发射进入了一个高成本阶段，用户直接介入供应商的研制工作，对每一枚火箭的关键质量流程全面跟踪，新技术、新方案反复验证评审。其中最典型的，就是美国正在研制的航天发射系统（SLS）火箭。这种超级火箭虽然雄心勃勃，但是剥开外壳，会发现里面装着来自航天飞机的RS25发动机，技术可以追溯到上世纪70年代。即使如此，在国会的严厉问责之下，NASA也要为它设置复杂的试验验证流程。
　　保守和谨慎固然带来了技术进步的稳妥和成功率的保证，但同时也带来了过度验证和审查的低效率问题。这样的机制和美、苏制度中的一些弊病相结合，导致了更严重的缺陷。有些问题一直延伸到了今天，俄罗斯新一代火箭迟迟不能投入使用，美国SLS火箭耗资巨大却一拖再拖，都是这类缺陷的真实写照。
　　今年8月，NASA承认SLS研制成本可能升至91亿美元。2014年时该系统的成本预估是70。2亿美元。
　　举国体制带来的优势固不待言，但随着时代的发展和问题的出现，特别是马斯克的崛起，举国体制的弊端也日益暴露。特别是发射成本居高不下的问题难以解决。有些体制内火箭研制单位虽然清楚地知道自己在火箭上几十年一直采用某些落后技术，却因为过分求稳、求可靠，宁可付出运载火箭技术水平比较低的代价，也不进行技术迭代。
　　当然，世界上也存在着一个举国模式低发射成本的案例，那就是印度空间研究机构（ISRO）的极轨道运载火箭（PSLV），作为一种中小型火箭，其发射收费只有1500万美元，单价可能比马斯克还低。但这是建立在印度航天从业人员较低的工资水平和印度卢比低汇率基础上的，根据国外媒体提供的数据，ISRO工程师的最高年薪大约是61。2万卢比，折合人民币5万5千多元。很显然，靠从业人员低工资来保持价格优势等等，这些都绝不是可持续和真实的竞争力的体现。
　　2hr马斯克模式
　　不具备美国这样的产业背景、资源和规则的国家或实体，是难以效仿这样的模式的。
　　举国模式之外，还有什么模式？到目前为止，唯一成功的第二种模式，就是马斯克模式。
　　如果仅仅阅读《钢铁侠是怎样炼成的》这本书，我们会看到一个凭借一己之力颠覆互联网支付模式、颠覆航天产业、颠覆汽车产业的大英雄。然而，马斯克不是神，不管他有多少想法和智慧，都需要天时地利人和来实现。我们应该认识到，马斯克模式是美国经济和产业发展逻辑的产物：有强大的国家航天局对民用产业的全力扶持，有资本市场上丰厚的商业资金，有人才市场上传统宇航工业溢出的大量专业人士和取之不尽的管理人才，有资产市场上充足的航天发射、试验基础设施，上下游充足的配套产业，最后在产业终端，还有NASA兜底买单。
　　这样的模式，并不是其他国家可以轻易效仿的。在这样的背景下，美国迟早会出现一个乃至一批商业航天的成功者，不管是马斯克还是其他人。不具备美国这样的产业背景、资源和规则的国家或实体，都难以效仿这样的模式。至少目前，欧洲、日本、俄罗斯都没有出现马斯克类型的商业航天企业家和太空探索技术公司这样的商业发射企业。
　　三hr中国能不能效仿马斯克模式？
　　成就马斯克模式所需要的要素，现阶段的中国也并不具备。
　　直接模仿马斯克模式的尝试已经被证明并不是那么成功。到目前为止，国内几个以民营火箭公司身份出现的发射服务商，取得的进展都非常有限。市场和资本的更多人士都在关注和期待另外一家潜力股公司，这家企业的火箭性能参数有着非常明显的区别，2021年首发成功后，将给市场带来不小的变化。
　　再看国外的私营火箭公司，除了马斯克外，唯一能看到希望的就是火箭实验室，但是这家公司专攻运载能力很小的火箭，把自己定位于边缘市场，不具有普遍意义。至于贝索斯的蓝色起源公司及其新格伦火箭，这位世界首富已经为自己的火箭梦想投入了几十亿美元，对商业航天的创业来说，参考意义不大，在其首飞之前，暂时不具备讨论价值。
　　火箭实验室整装待发的电子号火箭
　　塑造出马斯克模式那样的商业火箭产业形态，需要哪些要素呢？
　　其实在上面的讨论中已经给出了要点：市场、人才、配套产业和基础设施、资本、政策。但在中国，上述条件或者不具备，或者不充分：
　　中国没有NASA，国家航天局和其他政府采购部门的采购更多地投向了传统供应商，管理机构虽然乐于见到商业火箭公司的成功，但考虑到国家任务的紧迫性和可靠性，并没有或者能够像NASA那样把天地运输任务交给商业公司，商业星座虽然计划甚多但实际发射量不多，暂时还难以支撑一个可持续发射的市场；
　　NASA直属总统领导，是美国政府系统中主要的航空航天科研机构
　　中国没有大型火箭公司重组导致的人才溢出。虽然有不少优秀人才离开原单位，追求属于自己的航天梦。其中不但有工程技术人员，还有曾经从事总体级科研管理的高层次人士。但总体和美国宇航工业收缩而导致的人才溢出规模相比，不可同日而语；
　　中国航天没有资产过剩和闲置，无论是火箭试验设施还是发射场、测控站，都处在繁忙的发射活动当中，不存在美国那种大型发射工位闲置多年的局面；
　　没有强大资本市场支撑，国内资本市场虽然比较活跃，但是无论资本规模还是对长周期高技术产业的兴趣，都还是严重不足的，特别是缺乏商业航天的行业投资基金，迫使商业火箭公司在选择投资时往往饥不择食，缺乏长远目光；
　　在政策方面，国家虽然已经制定法规，允许商业火箭公司参与发射业务，但远不如马斯克得到的支持力度大。
　　四hr混改向高技术领域
　　寻求第三种模式的灵感
　　在其他高技术领域，类似模式已经建立起来，并且在企业实际运行中证明了自己的可行性和优越性。
　　既然如此，商业火箭公司就需要在举国模式和马斯克模式之外，寻找第三种模式，在中国的具体环境和产业基础之上，发展我们自己的商业发射服务能力。
　　有没有可能让这第三种模式同时具备举国模式和马斯克模式的优点呢？在20世纪90年代开始被提出的混合所有制改革，或许为我们提供了新的思路。通过建立合理的所有制结构和企业管理架构，可以一方面充分利用国有企业、国有机构的技术成果和各类资源，另一方面发挥民营企业的灵活快捷优势，为商业火箭的发展开辟一条稳健而快速的道路。
　　这并不仅仅是美好的愿望，在其他高技术领域，类似模式已经建立起来，并且在企业实际运行中证明了自己的可行性和优越性。资本市场高度关注的中科系企业，就为我们提供了一系列案例。其中包括高速成长的中科寒武纪科技股份有限公司，以及一大批A股上市公司：机器人、中科曙光、福晶科技、奥普光电、中科三环、东方中科、中科信息、汉王科技、超图软件、天地科技、东宝生物等。
　　这些企业基于中科院具体科研人员和研究所的技术成果，明确战略方向和企业优势，以中科院本身的投资基金为牵引，吸引诸多国有资本和产业基金、券商资本、其他商业资本进入，创始团队个人拥有较大比例的公司股份。在管理上，这些企业能够按照市场规律来实施各级决策，在研发、财务、招投标、定价、人力资源、知识产权、投融资、上市交易等方面实现真正的企业自主，中科院及其他国有持股方不会通过行政手段干预企业的运行。在技术和研发上，这些企业都得到了中科院相关院所的有力支持和成果转化，拿出了受用户欢迎的产品，达到了国内乃至世界先进水平，具有极强的竞争力和投资价值。其中相当一部分企业被投资界评为独角兽。
　　在商业火箭领域，这样的第三种模式能不能奏效？实际上，中国科学院已经开始了相关的实践。2019年，中国科学院在力学所相关学科的基础上，成立了一个新的机构中科院空天飞行科技中心，同步成立了产业化平台北京中科宇航探索技术有限公司（简称中科宇航）。试图依托中科院自身的技术积累、空天科研需求、卫星发射需求，以混合所有制企业的组织形式开展科研和市场工作，力求在火箭领域实现技术、管理与模式等的创新与突破，并首先在中科院体系内实现内循环。
　　自成立以来，空天飞行科技中心与中科宇航已经在反复尝试体制内科研公司化应用的模式，针对火箭的技术创新，提出关注总体设计，提升综合性能，组合化设计，系列化发展，推动动力系统性能提升的技术路径。并在很多具体技术领域实施了大胆尝试，例如火箭冷气分离技术、综合电子、智能控制等。
　　2021年，中科宇航将实施首次火箭飞行。据公开资料显示，首飞火箭ZK1A为四级固体发动机构型，芯级直径达2。65米，为目前国内最大直径固体火箭，SSO运载能力为1。5吨，达到国内领先水平。并且，中科宇航正在同步研制固液混合及液体火箭型号。为此，他们与国内液体火箭动力技术专业团队联合成立了西安中科宇航动力技术有限公司，开展低成本商用液氧煤油发动机的研发。如果首飞箭取得成功并且表现出性能上的显著优势，液体火箭研制顺利，中科宇航将为世界航天贡献一种全新的商业发射服务创业模式。
　　而这，也许将为商业航天开启真正的创新模式？