中信证券:星舰三飞苍穹一跃,星际航海时代启幕

本文来自格隆汇专栏:中信证券研究;作者:付宸硕 陈卓 刘意

国内火箭公司迎关键节点

2024年3月14日,SpaceX在位于德克萨斯州的星舰基地(Starbase)进行第三次星舰(Starship)集成入轨测试,测试完成大部分既定发射目标实现入轨,但未能实现一级超重助推B10可控溅落和二级星舰SN28降落海面。星舰是目前世界最大运力火箭,在完全回收情况下能将150吨的有效载荷运送到LEO,一次性使用情况下LEO运载能力为250吨。我国的民营火箭公司已完成猎鹰1号形式的液体火箭首飞,下一阶段有望研发出对标猎鹰9号的可回收中型运载火箭,2024-2025年将是中国商业火箭技术突破的关键节点;同时,商业航天发射场的建成和投入使用,也为未来大规模的发射试验和商业发射打下基础。

星舰三飞达成里程碑突破,完成入轨但未实现降落回收。

根据中新社休斯敦,北京时间2024年3月14日21时25分,SpaceX在位于德克萨斯州的星舰基地(Starbase)进行第三次星舰(Starship)集成入轨测试,测试完成大部分既定发射目标实现入轨,但未能实现一级超重助推B10回收和二级星舰SN28降落海面。此次发射全程所有发动机正常工作,约2分40秒时一二级正常分离;后续一级超重助推B10顺利完成掉头和发动机关机,但软着陆点火减速失败,未实现回收;二级星舰SN28成功入轨,顺利完成开关载荷舱门、储箱推进剂转移测试,但二次点火测试被放弃,随后在重入大气层时失联。马斯克于21时40分在X平台发文,向星舰团队表达祝贺,称星舰“已达到环绕速度”。我们认为,如果把此次星舰发射作为一次火箭发射看待,发射任务圆满成功,实现人类太空史里程碑的突破。此次发射一二级火箭均未能实现再入大气层降落,之后发射过程中真正实现完全回收值得期待。

广阔场景复兴大火箭,星舰成就世界最大运力。

根据SpaceX官网,星舰(Starship)是SpaceX研制的一种完全可重复使用的重型运载火箭系统,完全回收情况下能将150吨的有效载荷运送到LEO,一次性使用情况下LEO运载能力为250吨。除了将有效载荷运送到地球轨道、月球、火星及深空之外,星舰也能用于洲际旅行,实现一小时内前往世界任何地方,极大拓展大运力火箭的使用场景。此外,火箭推力的增加可以大幅降低运力的单位成本,据马斯克在接受Everyday Astronaut采访时表示,未来星舰每千克的运输成本可能会低于200美元。在巨大的运力、成本优势下,星舰将用于发射Starlink V2.0卫星,也有望成为NASA的Artemis计划(美国重返月球计划)以及登陆火星计划的主要运载火箭。

选用迭代设计开发路线,试错优化星舰方案。

构建火箭这样复杂的系统一般可以采用线性设计或迭代设计。前者是完成各部分设计后再进入开发阶段,但在后期修改参数中费时费力。迭代设计是快速从概念设计进入制造和测试阶段,针对漏洞早做调整,其优势在于开发效率高,劣势则是需要企业容许失败。SpaceX选用了迭代设计的开发路线,着眼于满足最高级别的需求,同时更强调每一次完整迭代之后产生的经验,在降低整体成本的同时提高长期可靠性。2023年4月20日星舰首次发射失败,主要是因为尾部发生推进剂泄漏引发了火灾,导致一级有多台发动机工作不正常;2023年11月18日星舰二次发射失败,主要是因为没有携带有效载荷而进行了一次液氧排放的操作,最终导致了火灾和爆炸。此次发射在吸收一年内两次发射经验完成入轨,进一步验证迭代设计的高开发效率。

国内火箭公司迎关键节点,航天基础设施逐渐完备。

现阶段,我国的民营火箭公司已完成猎鹰1号形式的液体火箭首飞,同时在固体火箭的研发上取得全球领先的进展,在小规模发射和星座补网具备优势;下一阶段有望研发出对标猎鹰9号的可回收中型运载火箭。根据各家民营火箭公司官网,数家民营火箭公司计划在2024-2025年进行中型运载火箭的首飞测试,其中天兵科技的天龙三号、星河动力的智神星一号计划在2024年首飞,蓝箭航天的朱雀三号、中科宇航的力箭二号、东方空间的引力二号计划于2025年首飞,我们认为2024-2025年将是中国商业火箭技术突破的关键节点,若民营航天公司火箭试验成功,将有望参与到中国星网+G60星座的发射服务中,火箭运力和发射成本瓶颈或将迎来突破。此外,海南商业航天发射场1号发射工位主要用于长征八号火箭发射,已于2023年12月29日正式竣工;2号工位是液体通用型发射工位,预计2024年9月底完成建设;3号工位已在2023年6月13日开工。根据《环球时报》2023年7月26日新闻,海南商业航天发射场计划于2024年上半年进行首次火箭发射。随着商业航天发射场的建成和投入使用,我们认为商业航天发射的“排队”情况将得到缓解,为未来大规模的发射试验和商业发射打下基础。

风险因素:

我国卫星互联网星座建设低于预期,我国卫星发射计划低于预期,我国卫星地面设施和运营服务建设不及预期,我国商业航天发展速度不及预期,国外卫星发射技术有更快的突破。

投资策略:

发展航天事业,建设航天强国。我国航天产业已进入发展“快车道”,卫星互联网等新兴星座的建设、大运力低成本趋势正引领商业航天开启新时代。万亿市场规模的新赛道即将扬帆起航,为相关产业链带来巨大的发展契机。建议关注以下细分领域:1)卫星制造;2)商业火箭;3)地面设备;4)运营服务。


注:本文节选自中信证券研究部已于2024年3月15日发布的《商业航天行业跟踪点评—星舰三飞苍穹一跃,星际航海时代启幕》报告,分析师:付宸硕S1010520080005、陈卓51010521010004、刘意51010522050004

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