中國發展可回收火箭航太進步飛速 能追得上SpaceX?
2035年太空經濟規模將到達1.8兆美元,年均成長率遠高於全球GDP成長速度;各國每年發射上百顆國防衛星,用於偵察、通訊,而其中又以中國和美國最多,地緣衝突從地表延伸到宇宙。聯合報數位版每周推出《解密太空》系列,帶讀者理解新太空時代全貌,以及台灣在全球太空布局中,將扮演什麼角色。
全球航太競爭進入新階段,美國億萬富豪馬斯克旗下的SpaceX「獵鷹9號」火箭於美東時間3月31日從佛羅里達州基地39A發射台升空,展開首次飛越南北極的載人任務;為了在航太競爭中占有一席之地,中國大陸也正加快發展可重複使用火箭技術,試圖挑戰SpaceX的領先地位。
華爾街日報指出,今年至少有6款中國自主研製的可重複使用火箭計畫進行首飛;值得注意的是,中國首座商業火箭發射場去年11月剛投入使用,今年便排定多次試飛,顯示出中國亟欲追趕美國的決心,希望透過降低發射成本、提升發射頻率,在全球航太版圖中爭取更大話語權。
SpaceX於2024年進行134次發射,占全球軌道發射總量的一半以上,其中大約有90次與星鏈(Starlink)相關;中國大陸則以68次發射緊追在後,今年計畫達成100次發射目標。不過,中國火箭尚未實現可重複使用,也是接下來亟欲突破的目標。
中國航太崛起 挑戰SpaceX的技術競賽
SpaceX目前是全球可重複使用火箭技術的領導者,「獵鷹9號」(Falcon 9)火箭自2015年成功回收以來,已完成將近400次重複飛行,大幅降低發射成本;「星艦」(Starship)更突破技術界限,2024年10月首次成功透過發射塔的機械臂「筷子夾火箭」回收超級重型(Super Heavy)推進器,實現無需著陸支架的快速回收,進一步提升可重複使用效率。
其中「獵鷹9號」是SpaceX的主力火箭,可以將17至18噸的有效載荷送入低地球軌道(LEO),對星鏈衛星部署至關重要。2024年,其發射頻率提升至平均每三天一次,每次攜帶約24顆衛星;截至目前星鏈已部署近7,000顆衛星,為全球數百萬用戶,特別是偏遠地區,提供網路服務。
中國火箭公司正加速追趕SpaceX,特別是在可重複使用技術上,試圖複製「獵鷹9號」的成功模式。2024年,中國航天科技集團和藍箭航天完成了可重複使用火箭的10公里級垂直起降飛行測試;今年,包括天龍三號、朱雀三號、雙曲線三號、力箭二號、智神星一號、星雲一號等多款可重複使用火箭,將進行首飛或相關試驗。
火箭重複使用降低成本 將有利於中國版「星鏈」部署
中國不僅著眼於可重複使用技術,還在推動更宏大的航太戰略,包含超重型火箭研發與大規模衛星星座建設。其中超重型火箭被視為中國未來航太計畫的關鍵,特別是在建設國際月球科研站(ILRS)及其他深空探索任務方面。隨著可重複使用技術的進步,這類火箭的開發正在加速,未來有望大幅降低發射成本,提升中國在航太領域的競爭力。
另一方面,中國也在規畫兩個低軌衛星星座——國網(Guowang)和千帆(Thousand Sails),每個預計由約13,000顆衛星組成。目前這些星座的少數幾次發射任務仍依賴一次性使用的長征(Long March)系列運載火箭,如果接下來愈來愈多火箭實現可重複使用,中國將能像SpaceX利用星艦發射星鏈一樣,提升星座建設效率,降低整體成本。
許多分析認為,中國民間航太企業如果能夠透過發射網路衛星任務來證明自身實力,將為其打開國際發射市場的大門。而這些規模龐大的衛星星座(megaconstellations)不僅是一場技術挑戰,也可能成為全球地緣政治競爭的焦點,中國有機會成為全球衛星和通訊基礎設施的主要提供者,進而提升其在國際舞台上的影響力。
中國能撼動SpaceX的市場主導地位嗎?
在全球商業發射市場中,SpaceX憑藉可重複使用技術已站穩領先地位。根據市場調研公司NSR統計,SpaceX在全球商業發射市場的占比超過六成,且憑藉「星艦」與「獵鷹9號」的技術進展,持續擴大與競爭對手的距離。
要在商業發射市場上挑戰SpaceX,中國首先需要解決的問題是如何有效降低發射成本。目前SpaceX獵鷹9號發射成本已降至約6700萬美元,而中國的商業發射成本仍在8000萬至1億美元之間。
其次,中國在全球市場上仍面臨嚴重的政治障礙。在美國《國際武器貿易條例》(ITAR)限制下,許多國際客戶會優先選擇SpaceX等西方企業,使得中國即便突破技術瓶頸,亦難以顛覆現有市場格局。1999年美國政府將商業衛星的出口管制從商務部轉移至國務院,納入ITAR框架,美國企業無法再使用中國的火箭進行發射,轉而尋求歐洲等盟友合作,導致中國在國際商業發射市場的占比大幅縮減。
自此中國亟需尋求替代市場,尤其是與發展中國家的合作。近年來,中國積極與沙烏地阿拉伯、阿根廷等國洽談航太合作,試圖將其商業火箭服務推向新興市場。透過這些外交和經濟合作,中國希望突破美國的市場壁壘,為其航太事業開辟更多發展機會。
航太產業的發展不僅依賴技術突破,更需要一個強大且完善的產業鏈作為支撐。SpaceX在火箭回收和再製造領域已經擁有成熟的體系,而中國的產業鏈目前仍處於建構階段,短期內難以趕上這一水準。如何加速產業鏈的完善,將是中國在全球競爭中能否脫穎而出的關鍵。
儘管美國在全球商業航太市場依然占絕對優勢,但中國的崛起正快速改變此一競爭格局。未來,這場太空競爭將不再是SpaceX的獨角戲,而是美中兩大航太強權的全面較量,隨著中國不斷加快技術創新,兩國之間的競爭勢必將繼續塑造全球航太產業的未來走向。
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