SpaceX深度解码：发射成本，星舰进展，竞争模式等等
作者：北京市青联委员费斌杰，熵简科技CEO
Elon上周 美国德州的MuskSpack EX星城发表了全体员工的演讲，为人类成为星际文明提供了一条实际的道路，十分激动人心。
虽然马斯克和Tesla家喻户晓，但它创立的SpaceX却是一家非常神秘的公司。
虽然没有上市，但是它的估值已经达到了1800亿美元，超过了美国历史上的任何一次IPO。
假如SpaceX和SpaceX&P 500巨头放在一起，它仍然处于“力速双A”的第一象限。
由于SpaceX的一些业务涉及到军事工业，其业务数据一直处于高度保密的状态。
但在上周，Morgan Stanley发布了SpaceX的超深度报告，对此进行了CT扫描分析，披露了许多重要信息，是一项非常珍贵的研究资料。
接下来我给大家解读一下这个大报告。报告链接放在文末，欢迎有兴趣的朋友阅读原文。
(1)关键FacttSpaceX Sheet
先和大家分享一组SpaceX的关键数据，让大家对这家神秘公司有一个定量的认识：
SpaceX预计2024年的收入可达130亿美元，预计2035年将达到1000亿美元，同比增长54%
目前，SpaceX已经处于盈利状态，具体利润规模不明
SpaceX的发射成本比竞争者低5-10倍
SpaceX在2023年平均每3天发射一枚火箭。
到24年末，在全球运行中，SpaceX卫星约占卫星总量的60%
目前，Starlink拥有约260万付费用户，每周增长约25,000。
“Starlink”in-situ"卫星通信网络它在俄乌战争中起着决定性的作用
SpaceX是唯一一家将宇航员送到国际空间站的公司（ISS）私人发射承包商
大约有13,000名员工在SpaceX
SpaceX的估值在2023年12月达到1800亿美元，而SpaceX的估值在23年夏天达到1500亿美元，增长迅速。
按SpaceX执行 预测25年收益，其估值约10x PS
（2）SpaceX = Launch Starlink
Elon Musk于2002年创立了SpaceX，其主要业务部门有两个：发射（Launch）与星链（Starlink）。
发射业务致力于向太空轨道输送有效载荷。SpaceX的发射成本比竞争对手低5-10倍，通过可重用的火箭具有明显的竞争优势。
SpaceX基于其强大的发射能力，将数千颗卫星送入太空轨道，构建星链，为用户提供基于卫星互联网的通信服务。
星链是世界上最大的卫星因特网，到目前为止已经包含了5600颗低轨卫星，占全球卫星总量的60%以上。
包括个人、公司、政府、部队在内的星链用户可以为船舶、飞机、无人机等终端提供稳定的网络通信支持。
到目前为止，地球表面仍然有90%的地区没有手机通信服务，全球仍然有27亿人无法打开互联网。SpaceX的星链服务有望成为未来全球通信的重要基础设施。
本文主要关注SpaceX的发射业务。（Launch），争取彻底解释一下。下一篇文章我将为您深入解读星链业务。（Starlink），还将在此微信官方账号上发布。
SpaceX获利的关键：复用性
SpaceX为其商业和政府用户提供发射服务，帮助他们将负载运输到太空，例如将卫星送入轨道，将宇航员送到国际空间站，向太空部署军事设备等。
平均而言，SpaceX发射业务的定价取决于负载重量和运输距离。每一次发射的价格大约是6200万美元。
复用性（Re-Usability）这是获得SpaceX发射业务利润的关键。
根据SpaceX的官方描述，重复使用的运载火箭可以将太空旅行的成本降低100倍，而不是在回到大气层时燃烧所有传统火箭。
在Falcon当时，SpaceX在火箭回收方面首次取得了巨大的成功， 九级成功登陆地面。到目前为止，在315次发射中，Falcon 共完成260次重复发射，充分体现了复用能力的经济价值。
Falcon 只有第一级才能回收利用。。SpaceX正在设计开发星舰，以提高运输效率和重复利用率。（Starship），为了实现第一级运载火箭 二级完全重复使用。
SpaceX采用以下重要技术，使运载火箭具有复用性：
（1）着陆腿（Landing Legs）：Falcon 9一级采用四条碳纤维着陆腿，靠近地面时进行。
（2）网格鳍（Grid Fins）：以前主要用于军事导弹的网格鳍。Falcon 当大气一级下降时，网格鳍能有效地控制推力矢量，从而实现精确着陆。
(3)可重启的点火装置（Restartable Ignition Systems）：Falcon 第9级可以重新点燃9个Merlin发动机，以确保在重返大气层和着陆期间降速和跳转。
（4）无人船（Autonomous Spaceport Droneships）：如果运载火箭在下降过程中偏离目标着陆点，可以选择落地在海上的无人船上。每艘无人船都可以通过星链通信，以确保它们处于准确的对接位置。
目前，SpaceX有三艘无人船，它们各有一个有趣的名字：
无人船1号的名字是“当然我还爱你”（Of Course I Still Love You）
“只需阅读表明”是无人船2号的名字。（Just Read the Instructions）
无人船3号的名字是“重力不足”（A Shortfall of Gravitas）
(4)主要运输模式：Falcon 9和Falcon Heavy
目前，SpaceX运营中有两种运载火箭型号：Falcon 还有Falcon Heavy。
Falcon 9是运载火箭的两个阶段，可以部分重用，中等推力。自2010年服役以来，它一直是SpaceX的主要火箭型号。由于它配备了9个Merlin引擎，所以名称中含有“9”。，可以提供超过170万磅的推力。
Falcon 第一级9被称为推进器。（Booster），推动运载火箭进入太空，然后与二级分离。将有效载荷送入轨道后，二级在回到大气层的过程中燃烧完毕，而一级可以顺利着陆并重复使用。
Falcon 9的有效载荷为22.8吨，目前已完成300多项发射任务，占SpaceX总发射任务的95%以上。
Falcon 9具有很高的发射成功率，服役期间只有2次发射失败记录，最后一次发射失败仍在2016年，总通过率超过99%，它是人类历史上最可靠的运载火箭。
Falcon Heavy是两个阶段的运载火箭，可以部分重用，具有超强推力，从2018年开始服役至今。
Falcon Falconn有3个Falcon 9个发动机核心，即27个Merlin发动机，总有效载荷63.8吨，可产生500万磅的驱动力，约为Falcon。 9的三倍。
尽管Falcon Heavy性能强大，到目前为止，它只发射了9次。Falcon 大约一半的Heavy发射需求来自美国军方，包括X-37特工机等，这是因为军事负荷较大，更适合大型运载火箭。
星舰Starship(6)：到目前为止，人类运载火箭最强。
下一步，我们将重点介绍SpaceX星舰Starship。
星舰（Starship）它是一种完全可重用的二级超重型运载火箭，能带来超过1600万磅的推力，这是Falcon 9的10倍，这是NASA太空发射系统火箭的两倍。
高约400英寸的Starship可以支持100-150吨的有效载荷，几乎是Falcon。 9的4倍以上。
目前，Starship仍处于测试阶段。一旦投入使用，它将是迄今为止人类最强大的运载火箭。
到目前为止，Starship已经进行了三次测试，每次测试都取得了里程碑式的进展。最近的测试发生在2024年3月14日，Starship在热分级、有效载荷舱门测试、推进剂转移、一级回收等重要领域取得了重大突破，未来可期。
星舰由两部分组成：重型推进器（Super Heavy Booster）、星舰上层（Starship Upper Stage）。两者结合在一起，形成一艘完整的星舰(或“集成”)。
重型推进器是第一级，包括33个猛禽发动机（Raptor Engine），其中13个位于中心，20个位于周围。
星舰的上层是第二层，包括三个Raptor，用于海平面优化。 针对太空环境优化的2发动机和3个Raptor Vacum发动机。
重型推进器在发射过程中提供了起飞所需的动力。当重型推进器的燃料耗尽时，它也会从星舰上部分离并返回地球。
此时，星舰上层(二级)将放弃重型推进器(一级)，点燃自己的发动机，将自己推入轨道，继续行驶，将有效载荷运送到目的地，最后返回地球，降落在地面上。
SpaceX可以在未来正式投入使用星舰，使SpaceX更大的Starlink 将V2卫星送入近地轨道，实现第二代星链的部署。
此外，星舰还有潜力使SpaceX能够为地面高速旅行提供商业，并促进人类对月球和火星的探索。
SpaceX还在开发一种星舰，专门用来为其他星舰加油，这样星舰就可以在离开火星之前进入近地轨道。（LEO）在出发前加满油。
星舰可以说承载着马斯克星际探索的梦想和决心。
(7)发射频率节节攀升，美国政府是最大的客户
SpaceX在2018年平均每个月发射两次。现在SpaceX每个月进行10次 第二次发射，也就是每周大约两次。在2024年3月的第一周，SpaceX在24小时内独立发射了3次，发射频率稳步上升。
由于SpaceX的发射频率越来越高，它还希望扩大每一次发射运输的有效载荷。今天，Falcon可以从Falcon开始，因为Starship未来将投入正式运行， 将9的22.8吨提高到100-150吨。
SpaceX的发射业务主要服务于三个目标：商业客户、政府客户和SpaceX自己的星链业务。
到目前为止，SpaceX的所有发射任务中有46%是为了建造自己的星链而发射卫星，这一比例将在未来继续上升。
SESSES包含SpaceX的商业客户、Eutelsat、EchoStar、Inmarsat、Intelsat、Telesat等，占SpaceX发射总数的28%，这些商业发射任务主要是将卫星送入轨道。有趣的是，SpaceX还为竞争对手提供发射服务。
美国政府是SpaceX发射业务中最大的客户，包括NASA， Space Force, Air 约21%的发射任务涉及美国政府的负荷，如Force，包括国际空间站 (ISS) 补充任务(~9%)和国际空间站机务人员运输(~3%)。
SpaceX于2023年通过Falcon 9和Falcon Heavy总共完成了96次发射任务，而且没有失败。其中，Starlink卫星63次被送入轨道，第三方卫星27次被送入轨道，另外5次被送入美国政府，包括3次被送入国际空间站，2次被送入国际空间站，1次被送入X-37B特工机。
强大的动力发动机：从Merlin到Raptor
Raptor猛禽引擎用于星舰的第一级和第二级，其推力是上一代Merlin引擎的两倍。
Merlin发动机使用精炼汽油作为燃料，而Raptor发动机使用甲烷的低温液体 液氧作为燃料的混合物。
Raptor发动机于2014年开始开发，并于2023年4月正式开始使用。
Raptor Vacum发动机 (RVAC) 这是Raptor的组合，它有更大的排气区域膨胀喷头，为太空环境下的星舰增加动力。
到目前为止，Raptor发动机已经进行了多轮迭代。Raptor发布于2022年的SpaceX 2，Raptorr于2023年发布。 3。每一次迭代都简化了发动机的主要部件，减轻重量，提高推力，这与马斯克的第一性原则非常吻合。
Raptor 3与最初的Raptorr相比，重量约为1400KG。 与2000KG相比，1的驱动力降低了30%，从185吨增加到269吨。
主要竞争对手：贝索斯的Blue Origin
SpaceX在运载火箭发射领域具有压倒性的竞争优势，目前其主要竞争对手是Blue Origin。
Blue Origin(蓝源)是Amazon的创始人Jeff Bezos成立于2000年，总部设在华盛顿州肯特郡。
Blue 所有的Origin都是由Bezos自己出资的。根据Ars 据Technica估计，Bezos已经投资了100-200亿美元。
Blue 目前Origin有两种类型的运载火箭：New Shepard，New Glenn。
New Shepard是一种可重复使用和载人的亚轨道运载火箭。它不仅可以用于太空旅行，还可以运输有效载荷。它的名字来自美国宇航员Alan，第一个进入太空。 Shepard。
New 从2010年开始，Shepard正式开始研究和开发，并于2015年开始测试。自2015年以来，New Shepard已经完成了24次亚轨飞行，其中6次是载人任务。
一项发射任务于2022年9月举行，New Shepard发动机喷头出现结构性故障，导致发射失败。
New Glenn是Blue Origin正在开发一种可重复使用和载人的重型运载火箭。有了7米长的整流罩，它可以靠近地面轨道。（LEO）有效载荷高达45吨。这个数字作为比较参考，对SpaceX的Falcon来说是一个数字。 9吨为22.8吨，对Space星舰而言为100-150吨。
New 同时，Glenn也是一个二级火箭，第一级由7台BE-4引擎增加动力，它使用液氧和液化天然气作为燃料。
Blue Neww表示Origin 24年底，Glenn将首次发射，将NASA的研究机器人运送到火星。
除Blue外 除了Origin之外，其他潜在的竞争者包括Arianespace，Rocket Lab，United Launch Alliance (ULA)等。
上面我们对SpaceX的发射部分进行了全面的解读。
篇幅有限，下一篇文章我将为您深入解读SpaceX的星链业务。（Starlink），SpaceX也是SpaceX最具想象力的业务，届时将在此微信公众号上发布。
Exploration is wired into our brains. If we can see the horizon, we want to know what's beyond.—— Buzz Aldrin
（文毕）
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