不管是在中国、美国还是俄罗斯，航天发射长期都是由国营机构绝对主导的。虽然二战后人类航天起步很早、发展很快，但是时至今日，航天仍然更加像科研领域，而不像工业领域。
科研是指人类可以探索性地把宇航员送往月球，并带回一些月球的土壤供科学家做试验，但是并没有实现宇宙飞船、航天飞机、火箭、卫星的大批量量产，也没有实现把几万人送上月球或者火星。
美国卫星协会发布的《2021年卫星行业状况报告》显示：2020年环绕地球运行的人造卫星总数只有3371颗；2021年，全球一共只完成了146次火箭发射，发射航天器1846个，这已经是1957年以来的新高，其中我国完成航天发射任务达55次，发射航空器117个。全球航天经济的整体规模约为3710亿美元。
可以看到，航天要成为一个产业仍然有非常大的距离。国营机构因为担心出错，对于发射成功率有着近乎偏执的追求，甚至在很多国家的考核当中，发射成功率是最核心的指标之一。这导致了全球的航天技术迭代在冷战结束后长期处于较慢水平，一些能力甚至退步。
直到以低成本思维颠覆很多产业的埃隆·马斯克进入航天事业之后，全世界掀起了一股民营航天的热潮，极大地改变了行业的面貌，中国也有一批创业者投身民营航天事业，为中国航天事业带来了一些新的变化。
为什么民营航天如此重要
有了发达的国营航天，为什么还要发展民营航天？
长期以来，阻碍全球航天由科研变成产业的一个重要原因就是一个字：贵。
20世纪50年代，美国制造和发射一支土星五号火箭的成本是1.8亿美元，一次性的。要知道，那个时候的1.8亿美元相当于现在的十几亿美元。此后，美国开发出了可以重复使用的航天飞机，希望降低发射成本。
笔者曾经去过加州洛杉矶附近实地参观过退役的“奋进号”航天飞机，那种震撼的感觉无法形容。这是人类科研的结晶，但又是一台不折不扣的吞金机器。根据NASA（National Aeronautics and Space Administration，美国航空航天局）的官方资料，当初整个航天飞机计划的预算是430亿美元，每次发射的成本是5400万美元。然而最终跑下来，整个计划最终耗资1137亿美元，航天飞机的准备和发射成本平均为7.75亿美元。加上试验机，美国一共只造出了5架航天飞机。苏联也紧随其后，跟进研发了暴风雪系列航天飞机，但是一直到苏联解体，苏联的航天飞机都无法真正投入使用，花费经费太高是其中的重要原因。美国的5架航天飞机，有两架出了事故（“挑战者号”和“哥伦比亚号”），导致14名宇航员丧生，并最终成为其全面退役的导火索。
由航天发射的高成本而导致商业失败的最著名案例是摩托罗拉的铱星计划。
20世纪90年代初，摩托罗拉的工程师巴里·伯蒂格和妻子在加勒比海度假时，妻子抱怨说她无法用手机联系到她的客户。回到家以后，巴里和摩托罗拉在亚利桑那州工作的卫星通信小组的另外两名工程师想到了一种铱星解决方案——由77颗近地卫星组成的星群，让用户在世界的任何地方都可以打电话。由于金属元素铱有77个电子，这项计划就被称为铱星计划，虽然后来卫星的总数降到了66个。
摩托罗拉公司遍寻全球可以提供火箭发射的国家为它发射这些卫星——美国的“德尔塔2型”火箭、俄罗斯的“质子k型”火箭和我国的“长征2号丙改进型”火箭分别承担了铱星的发射任务。1998年5月，布星任务全部完成；1998年11月1日，正式开通了全球通信业务。这个项目花费了50亿美元，但是由于发射卫星的成本过于昂贵，使用这个系统通信的成本也非常高昂。而此时，在地面架设基站发射信号的移动通信模式在全球流行，这种通信方式虽然不如卫星通信覆盖的区域那么广，但是成本大幅降低，迅速击败了名噪一时的铱星计划。到1999年，铱星公司宣布破产时，它只发展了1万名用户。
在SpaceX出现以前，全世界火箭发射成本不等。
目前中国火箭发射主要以长征系列为主，比如长征3号乙型火箭载荷为12吨，单次发射价格大约是7000万美元，每千克发射成本大约是5800美元。美国火箭主力主要以德尔塔家族为主，以德尔塔4中型火箭为例，这款火箭每次发射成本大约是1.64亿美元，按照28吨的载重量来计算，每千克发射成本大约是5900美元。俄罗斯主力运载火箭主要以联盟-FG运载火箭为主，其每次发射费用大约是5000万美元，按照6.9吨载荷来计算，每千克发射成本大约是7200美元。欧盟的火箭发射主要以“阿利安5号”运载火箭为主，这款火箭每次发射费用大约是1.65亿美元，每千克发射成本为10313美元左右。日本的主力运载火箭是H-||B运载火箭，载荷是19吨，每次发射成本大约是1.35亿美元，平均每千克发射成本是7100美元。
卫星制造的成本也居高不下，单颗卫星的制造成本常常要超过10亿美元。航天器制造和发射高昂的成本极大地限制了这个行业的产业化和商业化，长期以来，航天的应用局限在军事、通信、导航等少数领域。
航天发射的高昂成本，使得航天的商业化、产业化应用进展缓慢，航天发射长期停留在月球探索、火星探测、空间站实验这些科学研究性质的层面。在2003年美国航天飞机停飞后，美国一度丧失了载人航天发射的能力，丧失了维修哈勃太空望远镜的能力，不得不花费几十亿美元租用俄罗斯的联盟系列飞船接送国际空间站内的宇航员，这被认为是美国航天能力倒退的标志之一。而自从美国完成阿波罗登月计划后，就再也没有把宇航员送上月球，更不用说更远的火星等行星。
一言以蔽之，要搞航天，光有爱好和梦想是不行的，得花钱，而钱不能只来自政府拨款，更应该来自产业化和商业化。航天事业应具备自我造血的能力。
2022年爆发的俄乌战争，使得人们对于航天产业化有了新的认知。
俄乌开战初期，乌军通信指挥系统被俄军大规模摧毁，与此同时，乌克兰后方的马里乌波尔等据点被俄军分割包围，无法有效实现通信和指挥。正在此时，美国民营航天公司SpaceX旗下的星链系统为乌克兰提供了1万多套通信终端，极大地扭转了战局。
有信息称乌克兰利用星链提供的通信服务，指导炮兵和无人机部队，精准地打击俄罗斯的军队，并且取得重大战果。而反观俄罗斯一方，其在乌克兰战场使用的是老式传统通信手段，效率低下，保密性差，导致频繁出现重大军事失利，光将军都在前线阵亡了好几个。
所谓星链系统，就是SpaceX公司推出的一项卫星互联网通信服务，该公司宣称将发射4.2万颗卫星组网实现地球范围内的互联网通信服务，总耗资高达上千亿美元。该系统的好处是不依赖于地面架设的移动通信基站，可以迅速在全世界任何地方实现互联网通信，例如乌克兰战场的移动通信基站被破坏后，使用星链提供的便携式地面接收终端，能迅速与卫星实行互联网通信，其速度据说可以达到5G网络的一半。简单来说，星链系统就好比把Wi-Fi架设到了太空，使得移动基站难以覆盖的大海、南极、深山老林、沙漠这些地方都可以实现移动通信。
这一项目对比之前摩托罗拉公司失败的铱星计划，最核心的一点不同就在于其背后的母公司——民营航天公司SpaceX通过长期把航天从科研推向产业化，极大地降低了卫星发射的成本。
首先和当年的铱星计划相比，星链的卫星发射成本大幅降低。该项目采用SpaceX的“猎鹰9”系列火箭发射，每次可以发射60颗左右的星链卫星。采用可回收技术的“猎鹰9”火箭，其发射成本只有其他国营航天火箭的四分之一到五分之一。
我们以“猎鹰9号”为例，这款火箭载荷达到22.8吨，但是单次发射价格只需要6200万美元左右，平均下来每千克载荷只需要2700美元，这个价格只相当于其他国家的一半到四分之一。
这就是民营航天的巨大活力——国营航天更加侧重科研和国防安全，商业表现较差；而民营航天则专注于商业化、产业化，让成本降低，从而使得航天能加速走进千家万户。
SpaceX改变世界的秘密
美国人发展商业航天的初衷是想“降低发射成本”——因为以波音、洛克希德·马丁为代表的老牌垄断企业已经彻底把NASA搞烦了。从本质上来说，NASA属于政府机构，主要负责管理和科研工作，经费来自国会拨款，本身的盈利能力有限，且没有生产大型装备的能力。
所以，NASA如果需要一支火箭，就需要到市场上进行采购。很长一段时间里，美国只有波音和洛克希德·马丁两家公司可以生产满足NASA需要的火箭。然后，NASA就被波音、洛马给“宰”了。时间久了，NASA便渐渐无法容忍这样的“黑店行为”。而解决这种问题的最好办法，就是引入竞争机制。然后，美国就出现了马斯克的SpaceX公司与贝索斯的商业太空公司“蓝色起源”(Blue Origin)。
从SpaceX的创立背景中，我们可以得到3条基本的判断：
(1)传统的、无竞争的航天发射市场会导致发射成本虚高；
(2)充分竞争的航天发射市场能为航天科研事业减轻负担；
(3)培育民营的商业航天企业是最简单直接的手段。
可以说，SpaceX之类的商业航天公司的出现就是为了解决传统航天活动中长期存在的“高成本”“低效率”难题。为了这个使命而生的SpaceX，行事风格自然也和老牌企业不同。
SpaceX开发火箭的速度，甚至比某些软件公司的开发速度都要快。从验证技术的“蚱蜢”火箭到“猎鹰9号”回收成功，3年；从5吨载荷到20吨载荷，3年；从只有34吨推力的初级发动机到世界第一推重比的发动机，5年；从货运到载人航天，3年；从研发超重型火箭到发动机试制成功，3年……
SpaceX的秘密就在于：它在用写程序的方法造火箭——不怕失败，快速迭代——炸了、烧了、解体了，完全没关系，就像写程序的时候出了bug，删掉再来就行了。以最著名的“垂直回收技术”的研发为例，SpaceX为了测试垂直起降性能，专门打造了一台名为“蚱蜢”的试验火箭。第一次，只能飞不到两米；第二次，也不过5米；第三次，40米……“蚱蜢”火箭不断地在失败中得到改进，经过了无数次爆炸、燃烧、解体、坠毁，最后“猎鹰9号”火箭诞生了。
一改传统航天那种严谨严肃的氛围，SpaceX公司的整个气质都显得轻松愉快，就连用来在海上进行火箭回收的无人船也被取了一个正常人绝对不会起的名字“Of course I still love you”（当然我依然爱你）。
正如SpaceX前工程师大卫·金格(David Giger)所言：“SpaceX was built on‘test, test, test, test, test’.We test as we fly.”（SpaceX建立于测试、测试、再测试。不测试，我们就飞不起来！）
除此以外，SpaceX内部的行政手续也大为简化。一是因为这是商业公司而非NASA这样的政府机构，二是因为扁平化的管理和轻松的企业文化，每当工程师打算对火箭的某个参数进行调整的时候，不必像过去那样层层上报，获得批准之后再干活儿——他们可以原地直接对设备进行调整，所以研发速度直线上升。
SpaceX火箭的发射成本之所以成本低，是因为马斯克用他的“第一性原理”，将火箭和卫星的成本拆到最小单元，一一分析其成本构造，并且在生产制造环节有大量的一手技术研发和创新。
以卫星生产为例，传统的卫星采用定制模式，生产周期往往长达数年，制造费用也高达上亿美元。而特斯拉在美国佛罗里达等地建设等Oneweb流水线卫星工厂，则第一次解决了卫星生产的工业化问题。这一工厂采用汽车生产当中的模块化理念，将卫星生产分为四大模块。模块化的好处是找到卫星生产之间的通用型零件，减少不同卫星生产之间的重复劳动。例如SpaceX发现卫星生产当中的供电、数据管理、遥感测控、姿轨控、热控等系统可以重复使用，进而通过模块化开发出了一系列卫星开发的平台，因此新的卫星在生产的时候只需要重新设计和生产一小部分定制的模块就可以了。这个理念类似于乐高的搭积木，大量通用零件复用，使得卫星的交付周期缩短到5～6个月。
此外，“猎鹰9号”上还大胆地采用了“非航天级”的工业级元器件。尽管不像航天级设备那样能抗低温、抗高热、防辐射，但胜在价格便宜、量又足，而且只要运用得当也不影响使用——这也使得“猎鹰9号”的成本一降再降。
我们从马斯克的另外一家公司——做电动汽车的特斯拉，和他做航天的思路发现了共同点，他相信物理学当中的“还原论”。
他进入航天这个领域的时候，首先把火箭成本拆解了一下，他思考火箭到底是用什么做的？火箭主要是铝合金、钛、铜和碳纤维制造的，这些原材料只占火箭成本的2%。他得出结论，火箭之所以贵，不是因为原材料贵，而是过去的制造商将这些原材料进行组合搭配的技术水平出了问题。这跟他在做特斯拉汽车时拆解电池成本，然后通过生产工艺改进降低电池成本的思维方式一模一样。
他同时发现，火箭之所以贵，是因为火箭只能用一次，大量火箭的机体发射一次后就报废了。此后马斯克致力于研究可回收的“猎鹰”系列火箭，并取得了巨大的成功，可回收的火箭使得他的火箭发射成本降低到了市面上原有火箭的五分之一左右，极大地降低了成本。
一位中国民营航天公司的创始人和笔者分析道，马斯克在干的事情，本质上就是福特当年发明T型车干的事情——把具有强烈科研属性的事情产业化，这使得航天产品第一次开始实现大规模量产。从这个角度来说，马斯克和SpaceX极大地推动世界航天产业的发展。
中国商业航天的发展
SpaceX在美国的快速发展，给了中国航天产业很大的刺激，近年来，不管是国营航天还是民营航天，在推动航天的产业化和商业化方面，都有了巨大的进步。
2014年11月，国务院出台了《关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》，首次提出鼓励民间资本研制、发射和运营商业遥感卫星。2015年，国家发改委、财政部、国防科工局又联合印发了《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015—2025年）》，再次提出支持民间资本投资卫星研制和系统建设。此后，中国商业航天的发展大幅提速。
之后，国内诞生了一批在航天商业化方面试水的公司，包括星际荣耀、蓝箭航天、零壹空间、深蓝航天这样的商业火箭企业，以及以微纳星空、银河航天、天仪研究院等为代表的商业卫星企业。
这些民营航天公司的创始人大都出自原来国有的航天系统——他们许多是科学家出身，但是又具有一定的企业家潜质，这是资本所看重的。
2019年7月25日，中国民营商业航天公司星际荣耀的“双曲线一号”运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，并将两颗卫星送入距地面300千米的圆形预定轨道。这宣告中国民营商业航天运载火箭获首次成功。
2019年5月17日，国内首台80吨液氧甲烷发动机——蓝箭航天的“天鹊”(TQ-12)20秒试车圆满成功，这是继SpaceX的猛禽发动机(Raptor)、蓝色起源的B4发动机之后，世界上第三台完成全系统试车考核的大推力液氧甲烷火箭发动机。
2022年5月6日，另一家民营航天公司，深蓝航天自主研发的“星云-M”1号试验箭完成了1千米级垂直起飞及降落(VTVL)飞行试验。火箭在爬升和下落的过程中同时进行了横向移动，最后降落至离着陆场“靶心”位置不足0.5米的点位，“星云-M”试验箭成功回收。这标志着中国的火箭回收技术取得了一定的新突破。
与此同时，民营航天公司开始屡屡获得大额融资，估值也随之水涨船高，大批资本（主要是人民币基金）开始涌入这一领域，使得航天开始获得国有拨款之后一块新的投资来源。
然而，和美国相比，中国的商业航天仍然有很大的差距。
双方的最大差距就表现在资本实力上。
由于航天通常被认为是和国防军工紧密相关的领域，因此任何一个国家的商业航天领域，都是受政策严格管制的。
放到资本层面，就是民营航天公司，很难拿到外资、美元基金的投资，只能拿人民币基金的投资，这极大地限制了其融资范围。
因为资本市场发展成熟度的差异，人民币基金在运作成熟度上远不如美元基金，例如大部分人民币基金的退出周期只有5年，而A股上市对于公司净利润的要求非常苛刻，所以大部分人民币基金在投资的时候对企业利润等方面有较苛刻的要求，且相关条款和美元基金比起来，都相当不友好。人民币基金的市场规模和美元基金的比起来，也有较大差距。
这方面的限制导致了民营航天公司在融资时受限。目前全中国民营航天企业所有融资金额加总起来，和SpaceX一家比都有巨大差距。
资本实力的差距直接导致了中国民营航天企业在研发投入上与SpaceX有巨大的差距。说到底，航天是个烧钱的产业，动辄上亿美元一支的火箭和一颗卫星，光前期的研发和实验费用，都动辄超过10亿美元。而要形成大规模的卫星组网，形成产业壁垒，动辄需要数百亿美元。
一方面，我们是全球发射火箭次数最多的国家；另一方面，我国商业发射次数连全球的3%都不到（SpaceX一家占了52%）。这说明：中国商业航天的航天资源利用率严重不足。所谓“航天资源”，指的是进行航天活动所必需的各种软硬件。软件，指的是相应的制度、法规、人才、教育、技术储备和工具软件；硬件，指的是火箭工厂、火箭发动机试车台、发射基地、辅助设施等。
商业公司想研制一款火箭，前期需要通过政府部门的审批、用专门的工具软件进行火箭设计，中期需要专门的“试车台”来测试火箭发动机的性能指标，后期需要合适的发射基地来发射火箭，并且还需要测控站来控制火箭的飞行姿态。
没有这些“航天资源”，别说上天了，连发射架都上不去。相反，美国航天企业能享用的“航天资源”则充裕得多。为了扶持马斯克的SpaceX和贝索斯的“蓝色起源”，美国政府可以说是“掏心掏肺”，技术转让、人员帮扶、新技术研发、发射任务合同、发射场使用权、辅助设备使用权等宝贵的资源都放开了等着各路商业航天公司来享用……给钱，给人，给技术，NASA在近乎“溺爱”地扶持着商业航天公司。
2017年，NASA甚至将前期在航天领域的研究成果和工具软件公开发布，任由民营航天企业使用，就差手把手教别人造火箭了。和美国相比，我国的商业航天公司的境遇就显得有些“尴尬”。比起SpaceX的“NASA亲儿子”待遇，中国的不少商业航天企业就像是“赘婿”——尤其是在早期阶段，很多企业不知道自己的主管机构是谁，也不知道怎么申报航天项目，想获得航天技术的专利、发射场地、辅助设备的使用权更是面临各种问题。制度缺位，技术薄弱，资源缺乏，中国商业航天业绩和中国航天大国地位之间的种种“不相称”也就解释得通了。
要发展商业航天，可资源又不充足，不客气地说，中国的商业航天就像是“抱着金饭碗讨饭吃”。
目前中国商业航天的技术仍然明显落后于美国。第一是因为美国同行起步早，SpaceX已经发展18年了，而我们大多数的商业航天企业都是2015年之后才成立的。第二是因为美国同行能从官方的航天资源里分到肉吃。1986年，《联邦技术转让法案》允许政府科研单位向企业转让技术。SpaceX这么多年来也参与过不少NASA的尖端研究。背靠大树好乘凉，马斯克站在巨人的肩膀上，SpaceX能掌握世界顶尖的猛禽发动机技术也就不足为奇了。
从具体的技术来看，如果想超越SpaceX，不论是商业航天还是计划航天，我们都需要攻克两个难关：大推力火箭技术和火箭垂直回收技术。SpaceX的“大推力火箭”的推力极为强悍：一支“猎鹰9号”火箭，在不进行回收的情况下，能将22.5吨重的货物送上近地轨道(LEO)。如果将3枚“猎鹰9号”并联组成重型“猎鹰”火箭，其有效载荷将达到可怕的63吨。之前提到的“星链计划”就是依靠“猎鹰9号”进行建设的——2022年1月7日，一支“猎鹰9号”火箭一次性将60颗星链卫星送进了预定轨道。
与之相比，我国目前最大的“长征5号”火箭的运载能力也只有25吨而已。SpaceX的火箭垂直回收技术，则是一个能将现有游戏规则完全颠覆的突破。在过去，火箭是一种一次性的运载工具，但SpaceX却实现了火箭的垂直回收。这就把原来一次性的“工具”变成了可以多次重复使用的“交通工具”。SpaceX的发射成本直接降低了一个数量级。在国际市场上，这一系列的技术差距使得我们很难与SpaceX展开竞争。
2015年航天之年之后，商业航天企业纷纷成立。大多数企业都是通过集成已有的资源来研制火箭并组织发射。尽管我们提出了“军民融合”的战略，但国内民营航天企业的火箭、发动机仍然还在从头研发，计划航天系统向商业航天的技术转让程度并不高，更别说其中可能还涉及保密、利益等相关问题。
结果就是，我国民营航天企业研发的火箭“短小无力”——普遍运载能力只有300～500千克。
对于近地轨道的任务来说，这够用了，但对于未来的“太空争夺战”来说，这远远不够。于是笔者想起了《三体》里的一句话：任何超脱飞扬的思想都会砰然坠地，因为现实的引力太沉重了。
想让中国商业航天冲出大气层，就必须给民营航天企业提供“突破现实引力”的可能。
在中国商业航天的初级发展阶段，如果民营企业无法有效地得到来自政府和军方的技术支持，那么中国商业航天的发展进度将大幅度落后。
除了资源匮乏和技术落后，中国商业航天的另一个问题在于自身的定位：中国的商业航天到底要做什么？定位不清，方向不明，民营航天企业便很难在整个产业链上面找准自己的“生态位”。于是就会形成“一窝蜂”的状态——全民放卫星，全民造火箭——用专业点的术语就是：大规模、低水平、重复建设，导致了大量的资源浪费。
美国人在定位上很明确：NASA负责深空探索，卫星发射之类的成熟简单业务全部交给商业航天来做。这样做带来的好处就是大家各自做各自擅长的事情，避免了重复建设导致的资源浪费。而中国，情况就比较复杂了。卫星发射业务是我们最擅长的业务，但从官方到民营企业，所有人都在做卫星的业务，于是就形成残酷的竞争。这也是现实状况带来的无奈之举：军队的卫星太机密、太敏感，不能交给商业公司进行操作。民营企业技术不靠谱，客户不敢把卫星交给民营企业负责发射。于是，国内绝大多数的商业发射仍然是靠传统航天部门来操作的。恶性循环，雪上加霜。
不过，我们仍然对中国民营航天企业充满了信心，因为中国民营航天企业虽然和国际绝对领先的SpaceX相比有很大差距，但是相对其他国家的民营航天企业，中国企业已经走在了前面。何况航天是需要长期产业积累和人才积累的，中国国营航天在过去几十年的积累，给中国民营航天企业带来了丰厚的发展土壤。
如前文所述，民营航天的最大突破在于降成本、商业化，而这恰恰是中国企业最擅长的。
在智能手机、平衡车、扫地机器人、无人机、空调、液晶面板等产业上，中国企业进入后，常常都是将产业成本数倍甚至10倍地降低。我们完全有理由相信，中国民营航天企业有机会在航天产品降低成本上取得重大突破，也许我们将看到中国产火箭和卫星的成本十倍甚至几十倍降低的一天。到那一天，航天的商业应用场景将会极其宽广，这是属于中国真正的星辰大海。
