小运载创企火箭实验室从科研向市场的转型之路

2020-05-22 08:19汪勇中国长城工业集团有限公司
国际太空 2020年4期
关键词:奥克兰发射场贝克

汪勇(中国长城工业集团有限公司)

2019年,新西兰小运载创企火箭实验室(Rocket Lab)开始了全面运营,目标是未来能够每两个星期提供一次商业发射服务。2019年12年6日,火箭实验室从其自建的新西兰火箭发射场发射了“电子”(Electron)火箭,为5 个国家发送了7 颗微小卫星。这是该公司的第十次发射,也是一次商业发射,为将来“电子”火箭一级重复使用打下了基础。迄今,火箭实验室已经完成了11 次发射。本文将以火箭实验室CEO 彼得·贝克(Peter Beck)在公开渠道的发言为主线,回顾火箭实验室在完成运载火箭研发后,从科研向市场转型所作出的努力。

1 引言

火箭实验室成立于2006年,总部设在美国加利福尼亚州,并在新西兰拥有一个子公司和发射场。它的成立时间比目前大多数私营火箭创企都要早,在漫长的11年研发期间共发射了80 多枚探空火箭。2017年5年25日,火箭实验室进行了首次发射,由于第二套测控系统的人为操作原因,火箭未能完全入轨。2018年1年20日,火箭实验室进行了第二次发射,并且搭载了3 颗立方体卫星,此次发射完成后,火箭实验室宣布开始商业运营。

此后,火箭实验室放慢了步伐,开始为提供商业发射做准备,同时也为公司从科研向市场的转变做工作。彼得·贝克称,这段时间火箭实验室实现了从科研公司到商业公司的巨大转变。他说:“如果回顾过去,入轨真的很难,但是一旦你完成入轨了,事情并未结束。火箭入轨之前,你只需要考虑你自己,整个世界都在关注你的火箭的测试。但是,等到你为客户发射成功了,世界全变了。”

火箭实验室CEO 彼得·贝克

2 火箭实验室为转型做准备

建设发射场

火箭实验室的发射频次很高,而美国的发射许可审批程序是复杂而繁琐的。并且从美国本土发射,也要协调很多事务。举例来说,为了保障2018年年初太空探索技术公司(SpaceX)的“猎鹰重型”(Rock Heavy)火箭的发射任务,有562 次航班被推迟。

奥克兰工厂员工合影

高频率低成本发射是新西兰火箭创企火箭实验室的立身之本。为了避开美国繁忙的空间交通,火箭实验室在新西兰建设了1 号发射设施,并在距离发射场一百多千米的奥克兰建设了火箭工厂。1 号发射设施目前已有1 座发射台建设完成并投入使用,第二座发射台也已开建,并计划于2020年底投入使用。

2017年,火箭实验室又开始在美国的中大西洋地区航天港建设2 号发射设施,作为新西兰发射场的补充。2019年12年12日,2 号发射设施正式宣布启用。同时,火箭实验室的大股东洛马公司(LM)也在考虑使用英国的苏格兰萨瑟兰航天港来发射“电子”火箭。

为了建设这些发射场,火箭实验室付出了艰苦的努力,彼得·贝克说:“建设发射场真的比我想象的复杂,现在我对混凝土成分都十分了解了。”

团队建设

当前,火箭实验室每星期为美国洛杉矶总部和新西兰奥克兰招聘3 ~4 名员工,位于奥克兰的主要工作地点是“电子”火箭工厂以及马伊亚发射场。尽管火箭实验室的目标客户市场并不与SpaceX 公司产生竞争,但是在人才的争夺上,两者是重叠的。为了吸引火箭专家到火箭实验室工作,彼得·贝克将支付他们全家迁往新西兰的费用。此外,火箭实验室也在赞助新西兰坎特伯雷大学的博士课程,以培养当地人才。

寻找资金

凭借硅谷和新西兰的风险资本基金,加上洛马公司的战略投资,火箭实验室自2006年成立以来,以不到1 亿美元完成了“电子”火箭的设计和认证。截至目前,火箭实验室已经完成E 轮融资,共获得2.88亿美元投资。

冷静分析市场

在火箭实验室的竞争对手向投资者宣传小卫星发射的市场空间有多大时,彼得·贝克只是静静地看着。对于这个号称万亿美元的市场,彼得·贝克说:“小运载发射市场预测数字好像越来越大,火箭实验室是一个相对保守的团队,我们不认为会有几百次发射。小型运载火箭发射市场在18 个月内将进行整合。”

并行建造火箭

火箭实验室在奥克兰进行火箭的总装,然后在马伊亚火箭发射场用最简化的流程进行测试、集成和发射,发射场工作包括发动机热试车,静态全子级试车,星箭对接和发射操作。为了使生产瓶颈得以缓解,火箭实验室正在进行火箭一子级重复使用的研究。

在发射场方面,火箭实验室在新西兰的1 号发射综合体建设了两个新的洁净厂房,配备了吊装和翻转设备,安保以及客户休息室,实现两次发射并行操作。

“电子”火箭

在运载火箭方面,火箭实验室在新西兰的奥克兰启动建设了7500m2的生产厂房,以便扩大生产规模。火箭实验室的生产理念是能够以前所未有的速度建造火箭,目前,火箭实验室每30天能够生产一枚“电子”火箭,主要受制于一些关键部件需要20天的研制期。为了突破这一瓶颈,火箭实验室向数控机床生产厂商定制了一台前所未有的运载火箭的自动化生产设备—机器人“罗西”。最近,这台设备已经交付,并在奥克兰工厂安装测试完毕。彼得·贝克在接受采访时表示,目前火箭实验室正在准备实现“电子”火箭一子级的重复使用,但是,火箭二子级和整流罩以及许多部件仍然需要重新制造。当“罗西”加入以来,火箭实验室便想要尝试每7天生产一枚“电子”火箭。

2019年8年,在火箭实验室宣布准备一子级重复使用时曾经声称,他们的目标是实现运载火箭的生产速度快于车辆的生产速度。

为客户考虑

火箭实验室的小型运载火箭瞄准的目标客户是小卫星创企,火箭实验室通过其公司网站就可以帮助小卫星用户以比较便捷的方式选择搭载发射还是专享发射,并提交简单的需求。

但是,小卫星创企也面临着生存的压力,会对价格更加敏感,对发射时间要求更高。克洛斯航天公司(Kleos Space)在火箭实验室推迟了发射时间之后表示,他们有足够的资金储备来承受延迟发射的影响,这足以证明小卫星创企生存的艰难。

即使商业化程度最高的欧洲“阿里安”(Ariane)火箭,其政府订单也要占到一半,政府订单的价格往往比商业市场价格更高,这对于运载创企来说是致命的吸引,火箭实验室也不例外。彼得·贝克说:“我们的商业客户中有许多创企,我明白火箭实验室在为这些企业完成发射任务的活动中所扮演的角色,他们所有的商业计划都建立在我们的发射时间表上。”2019年年初,火箭实验室重新调整了发射项目清单,尽量保证政府项目和商业项目比例为1:1。

协助政府简化监管流程

彼得·贝克在接受采访时说:“火箭实验室采用了前人未用过的材料和技术,在一个没有任何空间技术传承的新西兰开始创业,这需要制定单边和多边的管理框架。”

2016年6年,新西兰经济发展部和外交部与美国政府签署了关于美国火箭在新西兰发射的保障措施协议,并加入联合国《关于登记射入外层空间物体的公约》。2016年,新西兰设立了国家航天局。2017年,新西兰政府通过了《外层空间活动法》,健全了申请流程和管理规定,向发射企业颁发许可证,并收取管理费。为了避免过度监管,申请人已经获得的美国和欧洲的许可证,也可以作为在新西兰申请的有效副本。

3 结语

2018年11年11日,火箭实验室将7 颗卫星送入轨道,这是它的第三次发射,也是首次商业发射。此次发射任务命名为“It’s Business Time”(意为“这是商业时间”)。从第二次到第三次发射,火箭实验室用了10 个月,从第三次到第四次也只用了不到4个月。彼得·贝克表示,火箭实验室的发射和操作日趋常规和精简。

2019年3年28日,火箭实验室用“电子”火箭为美国国防高级研究计划局(DARPA)发射了一颗“射频风险降低部署演示”(R3D2)卫星,卫星质量150kg。这是“电子”火箭的第五次发射,也是最重要的一次商业发射。它向美国政府表明,火箭实验室已经成为一个完全商业化的小型卫星发射服务提供商,成为全球129 家小型运载火箭创企的领头羊。

2020年3年17日,美国国家航空航天局(NASA)对连续发射10 次的“电子”火箭进行深入评估后,将“电子”火箭列为用于发射高价小卫星的火箭。彼得·贝克说:“NASA 的认证是我们团队的一项重大成就,这也证明了我们坚定不移地致力于为小卫星提供可靠和低成本发射的做法是正确的。‘电子’火箭计划于2021年将NASA 的‘地月自主定位系统技术操作和导航实验’(CAPSTONE)卫星送入月球轨道。我们很荣幸的被NASA 选中去执行这个重要任务,这将为未来的月球探索铺平道路。”

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