追赶SpaceX，海南建了一个火箭发射场

完全建成后

，

中国商业火箭公司将集体追赶SpaceX

作者丨临风

7月16日，长征十二号模拟箭正转运至海南国际商业航天发射中心。

这是我国首个商业航天发射场，它将于今年下半年迎来首次火箭发射任务，正式实现商业化运营。

图源：微博，长十二运至海南商发

海南商业航天发射场测控场坪工程正在推进，进度配合首发任务，7月初工程已完成约30%的施工进度，预计8月中旬建完。

该发射场建在海南文昌市东郊镇，临近海边，相比酒泉、西昌、太原发射场，更加接近赤道，是世界上为数不多的低纬度发射场。

海南国际商业航天发射中心（以下简称“海南商发”）建成后便是我国第五个航天发射场。

图源：新华社，海南国际商业航天发射中心 1号工位，2023年摄

近海，更有利于火箭回收和重复利用，降低发射成本。

这两年，我国商业航天对发射工位的需求高涨，不到2年修建出的海南商发还未完工便有企业“排队”发射。海南商发党委副书记郭强表示：“首先海南商发要有很强的发射能力，第二要低成本，适应日益增长的卫星组网需求。海南商发两个工位按照每年发射16次设计，形成发射能力后将会有很高的发射效率。”

我国国家队和民间队合力追赶美国卫星在发射次数、发射质量断层级的领先优势，SpaceX是最瞩目的对标公司，它位于德州的Starbase也有一座近海发射场。

图源：WSJ，星舰从Starbase发射升空

同样在8月，SpaceX的Starbase发射场也将进行S30原型舰的发射，首次发射塔捕捉测试。

尽管Starbase目前主要用于星舰系统测试和开发，但未来也计划用于商业发射。据报道，今年7月，SpaceX申请在德州基地发射25次Starship及在佛罗里达州发射数十次Starship的计划。

星舰近地轨道有效载荷可达150吨，马斯克曾表示，一旦星舰入役提供发射服务，SpaceX的全球发射载荷质量占比，将可能提高到99%以上，星舰后续的试验飞行依旧引人注目。

Starbase集火箭装备、测试于一体，经历多次高风险原型测试，旨在测试未来星际飞行技术，海南商发则承担航天计划与商业发射任务，进行成熟和常规的发射。

当前，海南商发、Starbase这两座近海发射场都暂有两座发射台，都是低纬度发射场，具备发射能力和地理优势，且都能提供地面支持和测试服务。

尽管两者还未显露真实的商业发射实力，今年8月海南商发首发及星舰第五次试飞后，情况也许将逐渐明朗。

先来看一骑绝尘的SpaceX。

据BryceTech发布的2024Q1全球航天发射数据，一季度美国完成36次航天发射，其中SpaceX完成31次火箭发射，作为私营公司成为美国航天的主力。

在美国，SpaceX拥有5个发射场，SpaceX的主要商业发射基地是佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地（CCAFS）的SLC-40发射台和肯尼迪航天中心（KSC），由SpaceX租赁使用，承担商业卫星、Starlink、Falcon 9、Falcon Heavy发射任务。

2023年的SpaceX完成了98次发射任务，包含63次星链发射，共计1984颗卫星。据数据，去年SpaceX发射服务盈利预计28.35亿美元。

而今年他们的目标更加强势，SpaceX在2024年第一季度的发射载荷质量同比增长了85%。

7月12日，据FAA（美国联邦航空局）消息，SpaceX寻求批准在德克萨斯州布朗斯维尔以东的综合设施进行每年发射多达25次星舰火箭。根据2022年该机构批准的一项计划，SpaceX获准在那里进行5次的轨道飞行。这次申请将次数提到了2022年的五倍，该计划的环境审查正在进行中。

图源：维基百科，Starbase地理位置

这家位于德克萨斯南的Starbase（星际基地，也叫“星港”）由SpaceX建造和运营，是临海发射基地。

相较佛罗里达州及加利福尼亚州的4个发射场，Starbase的发射场也算低纬度发射场。用途是：“为SpaceX提供独立的发射场地，为公司的商业运载能力提供更大的空间，并满足未来所需的密集发射窗口。”其目标是支持地球同步转移轨道、月球和火星的发射，具备全面的地面测试能力。

图源：RGVAerialPhotography，Starbase发射场鸟瞰图

与其说Starbase是一个发射场，不如说它是一座由星港工厂延伸的工业区。沿路有SpaceX的Ad Astra职工子女学校、员工酒吧、村庄小镇及海湾公园。

图源：RGVAerialPhotography，Starbase鸟瞰图

Starbase位于德克萨斯州南奥格兰德河谷的卡梅伦县，与墨西哥接壤的小镇博卡奇卡（Boca Chica），这在SpaceX入驻前是美国最贫穷的地区之一。据报道，SpaceX在德州Starbase基地的投资已超过30亿美元，每年为当地经济贡献超过65亿美元。

“我们有很多土地，周围没有人，所以如果爆炸了也没关系”，马斯克说。星舰原型机的压力测试、静态点火测试、高空飞行测试在降落阶段的爆炸都发生在Starbase，其对爆炸事故有着极强的承受能力。

它是星舰火箭的太空港、生产和开发基地，也是其专门的发射场。Starbase最初计划用于猎鹰9号和猎鹰重型火箭发射，在2018年将重点任务转移至星舰运载火箭上。2016年开始建设，2018年底，有居民分享了SpaceX在小镇博卡奇卡的新建筑，被当做新水塔，全然不知道这里将建起一座庞然大物。

在Starbase，火箭制造及发射由SpaceX自行控制，包括火箭制造、装配、测试和发射。马斯克强调，开发生产系统比设计产品要难10到100倍，在2021至2022年期间，Starbase以惊人的速度建造，推特用户Brendan发布了动图展示生产流程图。

Starbase内有生产和组装设施，也就是建造基地，做星舰和助推器的地方，有3座载具大楼。高仓（High Bay）用于堆叠和组装星舰上级，1号和2号巨仓分别用在星舰和超重型助推器的组装上，曾经的低仓（Low Bay）和中仓已被拆除。巨型仓（Mega Bay）能同时支持星舰和助推器的建造，高度与高仓大致相同，宽度是高仓的两倍，未来将成为所有助推器的装配仓。最新完工的超级仓（Mega Bay2）将成为所有星舰的新装配仓。

图源：RGVAerialPhotography，Starbase建造现场

聚焦到发射场方面，Starbase是SpaceX进行星舰原型机测试的主要场地，截至2024年5月，Starbase有轨道发射场、亚轨道发射场，正在修建第二座轨道发射场。

其一，轨道发射场（Orbital Launch Site, OLS），星舰和超重型助推器作用轨道发射及最终测试的地方。据资料，轨道发射场主要由轨道发射场油库（OTF）、轨道发射台（OLM）、轨道发射塔（OLIT）组成。其中原有垂直油库中的3个已被拆除，剩余的5个预计将使用横向油库代替，免得被发射台碎片损坏。

图源：Tesla rati，星舰发射地，2022年摄

发射台（OLM）是SpaceX静态点火测试的地方，用来放超重型助推器，它内置多个系统，支撑星舰于一片巨大的钢板之上。近一年，它历经从初期的受损严重到后来“毫发无损”的转变。

因为SpaceX对此做了改进，在2023年7月，准备第二次发射前，Booster 9做静态火力测试时就引入了“水冷钢板”系统，通过冷却水来吸收和分散20台发动机喷射出的炽热气体，保护发射台不受损害。简单来说，这是一个六边形的中央钢板，通过多个管道连接地面储水罐，喷洒水流来减轻热量冲击。

发射塔（OLIT）高约146米，目前是用快速断开臂给超重型助推器、星舰提供低温液态燃料。而以后运用潜力巨大，它将用于超级重型助推器返回地球时在空中捕捉并收回箭体。

图源：Starship Gazer，发射塔

它的办法也相对“朴素”，那就是夹住，塔架上用于地面操作和测试飞行时将二级星舰运载器吊装到助推器上的巨型机械臂被称作“筷子”。6月27日，NSF的推文显示，SpaceX正在用助推器“试夹”微调。

来源：NSF Twitter

其二，亚轨道发射场（Suborbital Launch Site, SLS），这是星舰进行地面测试的地方，原有两座发射台A/B，发射台A在2023年底被拆除，预计S30静态点火测试后也会将发射台B拆除。未来星舰地面测试将转移至梅西地面测试场进行，该测试场是原Masseys射击场改建，毗邻发射指挥中心，由SpaceX和当地政府联合建设。

图源：RGVAerialPhotography，梅西地面测试场

有报道称，从2021年2月Starship SN10开始，星舰高空飞行测试前必须进行的地面测试不仅次数变少而且一次通过率升高。

Starbase可用于对“超级重型助推器/星舰”组合体做集成飞行测试。据报道称，2024年7月11日前后，SpaceX用于第五次飞行的星际飞船超重助推器Booster 12经过3小时的移动，终于将这个232英尺高的大家伙移到了发射台上。

图源：Twitter，B12运输

据发射数据统计，自首次飞行测试以来，Starbase总启动次数13次，星虫（Starhopper）和星舰（Starship）原型舰在5年里共进行10次亚轨道（拱点低于卡门线）及低空飞行，6次任务完全成功，3次部分成功，1次失败，成功率60%。

SpaceX上详细记录了自2023年4月开始的Starbase发射过程及失败/成功原因。去年4月，星舰首次试飞失败，在助推器未能分离的情况下爆炸自毁；7个月后的第二次试飞，成功突破Max-Q，热分离后一级发动机疑似有几台未正常工作，发生爆炸；今年3月，星舰成功热分离，飞行数十分钟完成大部分预设任务，返回大气层时失去信号。

星舰的4次发射，每一次都取得了重大突破。Starbase在历次试飞过程中逐步确定发射台、自主安全飞行系统、火箭结构设计合理性等数据。

今年6月6日，SpaceX的重型运载火箭及飞船集成系统从Starbase发射场发射升空，这是星舰的第四次发射，第一级助推器Super Heavy实现垂直降落验、刹车点火，按计划实现“软着陆”，证了火箭的回收能力。

图源：NSF

下一次S30原型舰的发射将安排在2024年8月，超级重型助推器将进行首次发射塔捕捉测试，如若成功，将是一项重大成就。

SpaceX的目标不仅是建一个巨大的星舰基地Starbase，而是想造一座完整的城市。据Spacenews，包括SpaceX员工和承包商在内有3000多人每天在此工作，将其全部安置在Airstream拖车（5-10万美元/辆）中成本高昂。SpaceX收购了博卡奇卡小镇大片土地，周边村庄的35栋房屋，让员工搬进其中。

马斯克表示，Starbase将覆盖比博卡奇卡更大的区域，附近博朗斯维尔市的闲置土地很可能成为Starbase的一部分。

SpaceX甚至设有“度假村开发经理”这一职位，指导周边建设，2020年开始，在建筑工地旁出现餐厅和酒吧。未来在高仓之上还将建起一座未来酒吧，部分地板由玻璃制成，员工和游客可以俯瞰和观察星舰的工作。

图源：Starbase Tourist，Astropub

其扩张会有一些阻碍。博卡奇卡是一个自治村，意味着没有机构会提供执法、消防、建筑维修等服务，要想打造一座“星际之城”，企业必须向当地政府请愿，请愿细节需得到居民同意。

尽管SpaceX导致了系列留置权的争议，而它的“观箭”经济和工厂运作带来了财政收入和就业增加。博卡奇卡小镇土壤松软，容易塌陷，基本上没有大面积植被，驱车路过Starbase能一眼望到厂地建筑。虽然人们无法直接访问发射场，但可以从发射场对面的南帕德里岛观看发射测试。

如，“火箭花园”就是Starbase的标志性景点，这里通常拿来临时停放不使用的星舰和助推器，也是游客拍照打卡的热门地点，就在员工酒吧对面，不过，通往“火箭花园”的路在2023年11月正式对公众关闭，重新开放时间未知。

图源：RGVAerialPhotography，火箭花园，图内有3个助推器和4艘星舰

今年，SpaceX提交项目计划Rio West，将在基地附近开一座占地11200平方英尺的购物中心和餐厅。

6月，Starbase正进行一项耗资1亿美元的项目Starfactory，新增额外9290㎡的厂房面积，用于实现SpaceX的第二版星舰量产计划。同时，第二座轨道发射场在原有亚轨道发射场旁开始建造。SpaceX还在肯尼迪航天中心39A发射场建造星舰发射场。

图源：图1Starbase Surfer，Starfactory，图二RGVAerialPhotography，Starbase准备扩展的区域

Starbase总经理Kathy Lueders表示，“我们需要两个发射区才能满足我们的清单。”

发射区的完善和修建意味着，如果星舰试验成功入轨，并且能稳定承担发射任务，那么SpaceX将会尽快追赶NASA阿耳忒弥斯登月计划。

虽然没有Starbase建一座城那么夸张，海南商发的占地区域相对小些。而顺利的是，我国的滨海商业发射场是在政策支持及市场需求下稳步建成。

国内首个开放性滨海发射基地是中国文昌航天发射场（110.9°E，19.7°N），曾完成空间站、探月工程等重大发射任务。距离其直线距离仅3公里的地方，就是海南商业航天发射场。它由海南国际商业航天发射有限公司投资建设，是海南兴建的第二座航天发射场。

图源：海南商发

今年6月30日，海南商业航天发射场举行的誓师大会标志着我国首个商业航天发射场按期建成，具备发射能力。海南商发位于海南岛文昌东海岸东郊镇。因为临近海岸，火箭可以通过海上运输的方式来到这里，避免了铁路、桥梁、涵洞对火箭箭体直径的限制。海运方便发射场承担重型火箭发射。

与Starbase一样，海南商发已有2个竣工工位，三号工位在建，并有齐全的供气系统、加注系统。海南商发加注供气系统包括液氢、氧氮、甲烷等七大子系统。

海南商发在二号工位竣工后，进入首发箭全系统合练阶段。

据央视新闻报道，海南商发的党委副书记郭强表示，发射场自2022年7月6日开工，项目的总投资是40多亿元，规划建设用地两千多亩。区域内分技术区（约695亩）和发射区（1866亩），其中，发射区要建设两个中型的液体发射工位和两个小型的固体发射工位。

具体来看，海南商发的发射工位设计经过慎重考虑。“一号工位是为了现在最成熟的长征八号火箭去设计的，二号工位是为9个厂商的十几型火箭去设计的。这些火箭发展越多，成本越低，实现了高的发射密度，”郭强说。

其中一号工位是商业发射工位。一号发射工位包含固定勤务塔、发射台、导流器、喷水系统等11类设备设施。

据海南商发描述，一号发射工位针对长征七号（CZ-7）、长征八号（CZ-8）等运载火箭提供发射服务。去年5月，一号工位主体结构封顶，媒体在今年5月探访时发现其发射塔架长征八号专属。

长八是商业航天领域的“明星”箭，长八遥二运载火箭曾在2022年携带22颗卫星进入预定轨道，创下一箭多星记录。长八总指挥肖耘介绍指出这是一项实惠的发射服务，即拼车方案。在一号工位建成后，中国商业航天发射的主力箭有了专属工位，未来发射能力将会进一步提高。

图源：B站@空天逐梦，一号工位

勤务塔塔体高约83米，它与文昌、酒泉的发射塔架相比明显不同的地方在最顶部有一个大型吊装设备，优势在于能将火箭总装和发射放置同一个塔架中，省去转运铁轨与转运车，让总装测试与发射时保持火箭的一致性。与Starbase一样，发射塔架也设置有散热装备，用“锥顶角”地表双面导流方案，地面导流锥通过发射台、导流装置和喷水系统共同实现高温火焰排导功能。

一号工位四周设有4座高120米的避雷塔，采用立体网式防雷电系统，用于放置雷击、雷暴等恶劣气候，在年均雷暴日达82天的文昌市尤为必要。

近海发射场，气候条件是影响其发射的重要因素。位于博卡奇卡的Starbase全年温度较高、降水偏少，可能受到飓风和海洋高湿度环境的腐蚀影响。海南商发位则属于热带海洋性季风气候，有“高温、高湿、高盐雾”“强降水、强雷电、强台风”的气候特点下，火箭发射前将进行气象会商决定天气较好，多云渐晴的发射日期。

与其同期建设的二号工位在今年6月竣工。二号是液体通用发射工位，同样有4座避雷塔护法，并有导流槽墙体浇筑。二号工位可发射民营商业火箭，可适应多型火箭。有分析称，液态甲烷是全球商业航天企业工人的未来低成本商业火箭主流推进剂。

图源：海南日报，二号工位开展演练

海南商发党委委员、副总经理刘红建在1月表示，“二号工位施工难度远大于一号工位，目前是适应10家火箭公司共19型火箭，芯级直径从3.35米、3.8米、4.2米直至5米都能兼容，统型设备以芯级直径5米为最大包络进行设计”。

如果将二号发射工位看做是一个“大插座”，在火箭设计阶段将“大插座”所匹配的尺寸要求提前与火箭公司沟通来进行集成化设计。

图源：CCTV13

二号工位喷水降噪项目中标单位，北京航天试验技术研究所的梁怀喜在商发科旅中介绍，二号工位的塔架结构是水塔，不是勤务塔，高度80米，主要服务于喷水、降噪系统。二号工位是国内最大的喷水降噪系统，采用重力流的方式进行喷水降噪系统的出水，喷水流量达到36吨/秒，总功率达30兆瓦，用于保护发射台及降噪。

发射能力方面，海南商发称，建成后要实现每个塔架全年16发任务，及单发任务7天发射、7天恢复的周期，以释放商业航天的经济效益。据悉，二号工位采用“三平”的测发模式，火箭发射前占位3天，发射后恢复7天，一年发射能力按16发计；一号工位采用“新三垂”的测发模式，发射前占位7天，发射后恢复7天，一年发射能力16发。两个工位共计32发，相较马斯克给Starbase的发射计划还多了7发。

其中，“新三垂”不同以往一平两垂、三平和三垂的测发模式，可以保证火箭转场过程中箭地之间气、液、电连接不变，缩短火箭在发射区的射前准备时间。

而且，三号工位与四号工位正在计划建设或修建中，其中三号工位位于海南商发西南角，是一座小型固体火箭发射工位，同样设有4座40米高的小型避雷塔。

“（海南商发）沿着海岸线要建多个液体发射工位”，有媒体5月走访时获悉，二号工位专门提供给商业航天公司。文昌依托商业航天发射场，推动形成“出厂即发射、发射即运营、数据即服务、返回即复用”的航天产业模式。

“商业火箭企业已经在排队了”，郭强说。为提前给自己企业研制的火箭预留好发射位置，目前多家国内头部商业航天企业都已经或正在计划落地文昌国际航天城，发射场还未建起就开始排队等发射。

据报道，在海南商发完成首飞的将是中国航天科技集团研制的长征八号改和长征十二号两型火箭，其中长八改火箭计划在一号工位首飞，长十二火箭计划在二号工位首飞。当前，长十二模拟箭已经运往海南商发做准备。

火箭发射引起“追星人”的持续关注，Starbase的直播养活了一群YouTube创作者，海南商发也不例外。去年5月，长征七号遥七在文昌航天发射场点火时，就有几十万人奔赴现场观看，民宿一房难求。

所以，满足发射需求外，海南商发也将发展周边的旅游业。它专门成立旅游公司海南商发科技旅游公司，在去年12月发布首条商业航天路线，游客可以观赏商业航天发射场工地、组装测试厂房，参观科技馆等。依托原有的航天发射中心和滨海旅游资源，海南商发做旅游业的优势显现。

据Euroconsult公司报告显示，未来10年将有28700颗卫星发射，总市场价值5900亿美元，其中6大太空经济体（美、俄、中、印、日、欧）占总市场的77%。睿兽分析报告指出，中美引领全球太空领域的投资，中国投资805亿美元，占全球27%，卫星制造、卫星发射占一定比例。

客观来看，国内商业航天发射次数及发射质量相较SpaceX（98次，1286吨）一家还存在较大差距。据《中国航天科技活动蓝皮书（2023年）》，在2023年，我国实施商业发射26次，发射成功率96%，共研制发射120颗商业卫星，占全年研制研发卫星数量54%，为中国航天总发射次数67次添补新纪录。

2024第一季度，我国国家队中国航天科技集团（CASC）发射9次，位居第二，中科宇航、东方空间等民营火箭公司接续发力，中国一季度发射14次。在今年，中国、美国今年各自发射目标数量至少为100次和144次。

截至7月实现猎鹰9号第65次入轨，进度较去年更快。SpaceX的Starbase建设Starfactory批量造星舰二号，申请更多发射次数的计划，也在按节奏行进。如果第五次Starbase星舰第五次试飞成功，SpaceX的发射计划将再做调整。

第五次试飞尝试对SpaceX来说相较危险，如若捕获火箭失败，在未充分准备的情况下，爆炸将摧毁发射台，导致后续测试全部推迟，并将SpaceX置于更多监管审查中。

此时，中国若要追赶，商业航天是必争之地。海南商发形成发射能力后，将缓解中国商业航天发射资源相对短缺的局面。

海南商发的建成海南商发是今年按下国内商业航天发射“加速键”的重要一步。从其背后阵容来看，海南商发是海南省和中国航天科技集团、中国航天科工集团、中国卫星网络集团共同出资成立，它所强调的“密集发射能力”并非宣传口号，而是实际任务。

图源：睿兽分析

中国有自己的星座计划，释放大量发射需求。据报道，ITU（国际电信联盟）数据显示地球低轨卫星总容量约6万颗，SpaceX的“星链”计划将在2027年前送4.2万颗卫星入低轨，中国卫星网络集团GW计划与上海市政府主导的G60星座也将分别计划发送超万颗低轨卫星。按规定，须在7年内完成卫星发射和信号验证，才能真正拥有该频率使用权。

因此，商业航天场发射能力与我国商业航天的发射量供给至关重要。

卫星任务多，发射进度便要跟得上。除了轨道，“一箭多星”的技术也是商业航天技术创新“卷”的方向，中科宇航参与研制的“力箭一号”遥二采用“一箭26星”刷新记录。并且，和Starbase同样是近海发射场，海南商发纬度低、距赤道近、运载效率高，火箭运载能力可提高7％到15％，可明显提高航天发射的经济效益。

海南商发所在地的“卫星超级工厂”在增加卫星产量。据报道，文昌国际航天城预计年产量将达1000颗卫星。因有产业政策扶持，该园区已入驻航天类企业460家。

尽管不同于Starbase有生产制造Starship的基地，但海南商发已有商业航天产业项目聚集，如星际荣耀海南与海南商发深度合作，其有可重复使用液体火箭复用厂房及试验基地项目，中科卫星在文昌设立海南子公司加深合作。

不仅于此，星际荣耀、星河动力、蓝箭航天、中科宇航等国内头部商业航天企业，已经计划或落地文昌国际航天城。

中科宇航设计总监廉洁表示，很多工作要做在火箭发射之前，比如把火箭发射的方案做扎实，用充分的设计去保障整个火箭的安全性，如“力箭一号”火箭在研制过程中开展151项、761次地面试验。

同时，在今年4月，海南商发发射区加注供气氮气源系统通过预验收，确保地面保障能力。海南气象局与海南商发公司也签有协议，来克服高湿热天气短时临近播报等技术难关。首发火箭后，实效便会有所体现。

据报道，深蓝航天研发的可回收运载火箭星云一号（XY-1）有望于海南商发完成试验首飞，按照“回收即复用”模式，发射成本有望进一步降低。客观来看，尽管与SpaceX在今年底仍将存在显著差距，但我国民营商业航天的发射成绩亮眼，有目共睹。

值得一提的是，去年7月，我国蓝箭航天的朱雀二号是全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭。朱雀三号计划明年首飞，一子级设计复用次数不少于20次（截至7月，猎鹰火箭复用记录达22次），未来它的发射成本将下降至2万元/公斤，相较国内民营火箭8万-11万/公斤大幅降低。

正如蓝箭航天研发部总经理、朱雀火箭三号总指挥戴政所言：“虽然它（SpaceX）在前面跑，我们在后面追赶，但我们还看得到它，而且我们跑的速度比它快，差距会不断缩小。”

下半年，海南商发完全建成后，中国商业航天发射将会有更多好消息。