21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者 申俊涵 北京報(bào)道
“商業(yè)火箭發(fā)展的終局指向極致的低成本和高效率，我們選擇將不銹鋼火箭+‘筷子’捕獲臂回收方案作為技術(shù)路徑，這可能是最接近終局的一條道路。”近日，宇石空間創(chuàng)始人、CEO唐文在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者專訪時(shí)說。
唐文畢業(yè)于清華大學(xué)航天航空學(xué)院，他曾在航天一院體系內(nèi)完整經(jīng)歷了中國規(guī)模最大運(yùn)力最大的液體火箭CZ-5、中國空間站貨運(yùn)液體火箭CZ-7 型號(hào)的火箭研制。2018年，隨著國家政策的逐漸開放，唐文從體制內(nèi)出來，參與到民營火箭公司的發(fā)展熱潮中。
2024年5月，唐文與田繼超、朱新文聯(lián)合創(chuàng)辦宇石空間，這是國內(nèi)少有的采用不銹鋼火箭+“筷子”捕獲臂回收方案的團(tuán)隊(duì)。 目前，宇石空間7000平米的生產(chǎn)試驗(yàn)中心已全面竣工、國內(nèi)首臺(tái)直徑4.2米的不銹鋼薄壁共底貯箱正式下線。其核心產(chǎn)品AS-1火箭計(jì)劃在2026年完成首飛，而“筷子”捕獲臂預(yù)計(jì)將在2027年實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的生產(chǎn)制造和測試。
“這兩項(xiàng)技術(shù)相當(dāng)于兩個(gè)拳頭，我們希望先用不銹鋼火箭來一記右勾拳，然后再通過‘筷子’捕獲臂回收方案來一記左勾拳，通過這套組合拳打開市場。”唐文說。
堅(jiān)定不銹鋼火箭+“筷子”捕獲臂回收技術(shù)路徑
雖然宇石空間在2024年才開始正式創(chuàng)辦，團(tuán)隊(duì)成員此前已經(jīng)在不銹鋼火箭領(lǐng)域有所探索和積累。據(jù)了解，傳統(tǒng)火箭箭體架構(gòu)多使用鋁合金材質(zhì)，2019年，馬斯克的SpaceX開始用不銹鋼材料造火箭。當(dāng)時(shí)，大多數(shù)人認(rèn)為這只是材料本身的變化。但唐文快速意識(shí)到，這將帶來火箭制造方式的全方位革新，從材料到設(shè)計(jì)技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)都會(huì)發(fā)生變化。
受到SpaceX的啟發(fā)，唐文與志同道合的田繼超、朱新文走到一起。三人共同研判做不銹鋼火箭的商業(yè)前景以及可能會(huì)遇到的難題，后來正式創(chuàng)業(yè)成立了宇石空間。目前，宇石空間已實(shí)現(xiàn)從材料級、組件級、整箱級到全箭級的不銹鋼設(shè)計(jì)閉環(huán)，并已實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)、工藝、試驗(yàn)的全面突破。
唐文表示，不銹鋼火箭的優(yōu)勢在于，首先是有效降低火箭制造成本，從原材料成本來看，不銹鋼材料價(jià)格僅為鋁合金的1/4。二是提升相應(yīng)的生產(chǎn)效率。鋁合金材料造火箭是減材制造，把厚厚的鋁合金板加工變薄，材料利用率相對較低，同時(shí)又會(huì)消耗很多工時(shí)。不銹鋼材料造火箭是用一層層的不銹鋼卷成火箭箭體，材料基本上沒有損耗。
“從2023年星艦連續(xù)飛行成功以來，行業(yè)中關(guān)于做不銹鋼火箭的聲量越來越大。因?yàn)榇蠹铱吹揭患苤匾氖虑椋鸺绻龅弥睆奖容^大，一定會(huì)轉(zhuǎn)向不銹鋼的方向。如果延續(xù)用鋁合金方式制造，將會(huì)在工藝上面臨很大的難題。因?yàn)椋愫茈y找到那么厚的鋁合金板子和相應(yīng)的大機(jī)床進(jìn)行減材制造。”他說。
但值得注意的是，由于鋼比鋁密度大，所以在同樣厚度的情況下，鋼的重量接近鋁重量的三倍。為了降低重量帶來的影響，宇石團(tuán)隊(duì)在保證結(jié)構(gòu)承受相同載荷的情況下，使用了更薄的不銹鋼材料。同時(shí)，通過動(dòng)力結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)，將不同功能的結(jié)構(gòu)部件無縫連接，形成一個(gè)完整的、連續(xù)的受力體系，減少了零部件之間的間隙和連接點(diǎn)，從而降低了結(jié)構(gòu)重量。
在回收方式上，宇石空間采用“筷子”捕獲臂回收方案。唐文介紹稱，“筷子”捕獲臂回收的技術(shù)基礎(chǔ)主要在兩方面。一是火箭本身能夠飛回來，而公司CTO田繼超擁有15年液體火箭總體工作經(jīng)驗(yàn)，并且他從2017年就開始深耕回收落點(diǎn)控制技術(shù)研究，在這方面已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
二是“筷子”能夠接住火箭，這相當(dāng)于機(jī)器人準(zhǔn)確判斷球的落點(diǎn)，然后把球接住。需要捕獲臂用多模融合的感知看到火箭，然后手臂運(yùn)動(dòng)到合適的位置配合接到火箭。
宇石團(tuán)隊(duì)擁有航天航空+機(jī)器人領(lǐng)域復(fù)合背景，已全面掌握捕獲臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)視覺融合識(shí)別抓取技術(shù)及不銹鋼火箭結(jié)構(gòu)快速實(shí)時(shí)檢測技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)全天候復(fù)雜環(huán)境下的火箭原位回收原位復(fù)用。
相比傳統(tǒng)火箭的“著陸腿”技術(shù)，“筷子”捕獲臂回收方案也能帶來低成本和高效率的優(yōu)勢。首先，火箭帶“腿”飛時(shí)，“腿”的重量差不多是4到6噸。“筷子”捕獲臂方式回收，減少了這部分的運(yùn)力成本。第二，火箭“腿”著陸后要承受劇烈的沖擊，后續(xù)檢修維護(hù)需要更長的周期。通過“筷子”捕獲臂方式回收的火箭，在常規(guī)檢修后可以快速投入到后續(xù)飛行任務(wù)中。
投資人看好商業(yè)航天前景與整建制團(tuán)隊(duì)技術(shù)實(shí)力
在宇石空間總部會(huì)議室的辦公桌上，仍然陳列著從美國帶回來的SpaceX火箭的3D模型。“我們最早是受到SpaceX的啟發(fā)，才開始做不銹鋼火箭和筷子捕獲臂。把3D模型放在這里，也是一種激勵(lì)作用。”唐文對21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道解釋說。
他還指出，正如在AI領(lǐng)域，雖然美國是先行者，但中國仍然可以出現(xiàn)DeepSeek這樣的企業(yè)改變市場格局。在商業(yè)火箭領(lǐng)域，雖然不銹鋼火箭、“筷子”捕獲臂回收都由美國最先提出，但中國仍然有獨(dú)特的優(yōu)勢。
“隨著商業(yè)火箭行業(yè)的發(fā)展，中國一定會(huì)反超美國。因?yàn)榛鸺龤w根到底是工業(yè)品，中國在工業(yè)制造層面具有明顯優(yōu)勢，有機(jī)會(huì)打破傳統(tǒng)范式，帶來極致低成本和高效率的火箭。”唐文說。
關(guān)于公司未來的商業(yè)應(yīng)用場景，唐文介紹稱，主要還是考慮面向B端市場。一類是大B客戶，即大型低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座企業(yè)，一類是小B客戶，即小規(guī)模的商業(yè)衛(wèi)星公司。目前，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在進(jìn)行前期的商業(yè)化探索，預(yù)計(jì)先從小B客戶切入產(chǎn)生商業(yè)收入，再跟大B客戶接觸形成訂單。
唐文指出，目前市場中，面向B端客戶的火箭運(yùn)輸價(jià)格大概是6萬元每公斤。當(dāng)運(yùn)力價(jià)格能夠下降到1000元每公斤，實(shí)現(xiàn)極致低成本和周轉(zhuǎn)的高效率，C端市場將會(huì)完全打開。唐文預(yù)計(jì)，隨著不銹鋼火箭和“筷子”捕獲臂回收的普及，預(yù)計(jì)在15年以后能夠看到，商業(yè)火箭在國內(nèi)C端市場的應(yīng)用。
宇石團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)品和技術(shù)實(shí)力，也迅速在市場中獲得投資機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。今年3月初，宇石空間正式宣布完成數(shù)千萬元天使輪融資，此輪融資由麟閣創(chuàng)投領(lǐng)投，鷹潭航天、水木清華校友種子基金跟投，所籌資金將用于公司火箭產(chǎn)品研發(fā)。
作為此輪投資的領(lǐng)投方，麟閣創(chuàng)投相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，中國商業(yè)航天領(lǐng)域正面臨重要的商業(yè)化節(jié)點(diǎn)，行業(yè)迎來發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)也對火箭的可靠性和經(jīng)濟(jì)性提出了更嚴(yán)苛的要求。宇石空間致力于為客戶提供低成本、可復(fù)用、航班化的火箭運(yùn)載方案，團(tuán)隊(duì)在相關(guān)領(lǐng)域積累深厚，核心團(tuán)隊(duì)均在體系內(nèi)及頭部商業(yè)火箭公司深耕十余年，是國內(nèi)少有的具備不銹鋼火箭+液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)火箭方案設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及測試經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)。
水木清華校友種子基金合伙人王學(xué)輝認(rèn)為，隨著星網(wǎng)、垣信等巨型衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座需求的確定，市場迫切需要4米級以上大型液體可復(fù)用的低成本運(yùn)載火箭。宇石空間產(chǎn)品采用不銹鋼箭體結(jié)構(gòu)+液氧甲烷動(dòng)力+“筷子”捕獲臂回收技術(shù)路線，致力于打破當(dāng)前商業(yè)火箭價(jià)格高、產(chǎn)能低的發(fā)展困境。
“宇石擁有一個(gè)整建制創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，基于過往的技術(shù)、資源、經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備和高配合度，擁有清晰、可靠的總體設(shè)計(jì)方案并已經(jīng)開始進(jìn)行火箭結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)及試驗(yàn)。水木堅(jiān)信在唐文博士的帶領(lǐng)下，宇石空間可以實(shí)現(xiàn)新型不銹鋼火箭。”王學(xué)輝說。
