原作者CHNSPACE，轉自B站

一.前言

近幾年，隨著我國正式開放民營航天行業，越來越多的民營企業和資本開始湧入航天行業。在於中下游產業鏈逐漸站穩腳跟的同時，也有不少民營企業把目光投向了航天行業的最上游產業——軌道級運載火箭，就連發個PPT不帶上這玩意都感覺不好意思。在經過幾年的研究和微操後，如今，朱雀一號、OS-M1、雙曲線一號和穀神星一號四型火箭均已進行過實際飛行，而力箭一號和朱雀二號等箭也即將首飛，除此之外，還有不少的PPT和下馬項目處於天知道的狀態。而伴隨著一次次起飛的轟鳴聲，對於民營航天的各種關注，質疑和肯定也從未停歇。接下來的幾篇專欄，本人將致力於盡最大努力和可能對零壹空間的軌道級運載火箭發展歷程展開介紹，並分享自己的一些思考。

二.典中典環節——信使一號

相信隨著中國民營航天發展這幾年來對民營航天發展路線的認知，大家都明白了一個真理：民營起步做什麼，火箭畫餅圈投資。這一模式的開創者,"中國的SpaceX"零壹空間自然也無法免俗，自2015年一成立，他們就推出了自己的第一型軌道級火箭——信使一號。

信使一號運載火箭，高21米，直徑未知，起飛質量70-80噸，是一型600公米太陽同步軌道運載能力700公斤的低成本小型三級固體運載火箭。該箭預計2016年11月底完成細化設計，2017年底總裝完成，2018年首飛，當然最後有沒實現大家都知道了。

在零壹航天的宣傳中，該箭的低成本屬性是被濃墨重彩宣傳的一個要點，甚至宣稱「要將運載火箭的成本降低一半」，在零壹航天的宣傳中，他們用了以下幾點措施來使這型火箭低成本化：1.優化總體設計技術、 2.多維度複雜結構精細化設計、 3.姿控-分離功能一體化設置、 4.輕質化高裝填比集成優化設計、 5.電氣系統一體化集約設計、6.全數位化總線構架設計、7.集成化快響應測發控系統設計、8.自適應多約束疊代制導技術

除此之外，信使一號火箭還有一個很有意思的故事：它是通過征名活動取名字的。2016年上半年，零壹空間官網首次開設「零壹空間首發火箭征名」入口，而2016年末，該網站公開了該火箭的名字」信使一號「，這也可以算是零壹空間宣傳自己的一個嘗試。但以零壹當時的知名度和這個名字，我本人非常懷疑這個名字到底是不是征名活動的結果。

當然，征名就是個噱頭，交個朋友而已，真要搞錢搞人的話，還是要干點實事的。在創業初期以「不重宣傳，專干實事」標榜自己的零壹空間也的確幹了點實事：2016年7月，信使一號運載火箭總體方案通過技術評審。然而，當時的零壹空間絕無可能僅憑自己的力量將信使一號火箭從紙面設計化為現實。於是在至關重要的動力方面，他們和同時期的藍箭想到了一塊去：沒錢沒力量造，就找有錢有力量的外購唄。於是乎，他們也找上了航天科技集團，想要購買」現成的貨架產品「來作為信使一號火箭的動力分系統，然後和藍箭一起碰上了一 紙 公 文。

而且雖然一起被航天科技斷供了，但藍箭好歹在被斷供前買到了支持一次發射任務的三台固體火箭發動機，反觀零壹空間，一台發動機也沒買到，動力分系統外購的嘗試就此失敗。缺少了最重要的發動機，信使一號火箭的結果也就不言自明了。

最終，信使一號沒有任何一發火箭被造出來，更沒有一發火箭被發射，在2017年末零壹空間官網改版後，信使一號火箭的板塊被撤下，就這麼悄無聲息的退出了歷史的舞台。

總而言之，在發動機遭到斷供後，信使一號運載火箭剩下的使命也相當明確了：為初生的零壹空間打響在目標人才群體（說白就是航天科技）內的知名度並獲取進一步投資。畢竟僅憑天使輪的那幾千萬絕對沒法搞火箭。結果也不讓人失望：零壹在16年到17年以來自航天科技、航天科工、中航工業、中科院等院所等的多位人才為基礎，打造了自己核心技術團隊的雛形；「建立了完整的供應鏈體系和質量體系」；並於2016年下半年拿到了超過一億元的A輪投資。這也為他們搞下一系列型號打下了一定的基礎，而這系列型號，就是初版OS-M系列運載火箭。

另附：成立伊始，零壹空間畫的餅遠不止信使一號。在他們發布的」時間表「里，他們宣稱要」2017年立項液體火箭發動機、2018年發射小型運載火箭、2022年左右發射中型運載火箭、2023年立項太空飛船「。

（然後沒幾年CEO就說出了中國民營沒人拿得出2億美元造液體火箭發動機的典中典言論，樂）

三.王道征途の起始—初版OS-M系列運載火箭

2017年年末的零壹空間官網改版，與信使一號火箭的版面被從官網撤下一同進行的，還有OS-M系列火箭的首次公開。與信使一號相比，OS-M火箭多了幾分「真實度」，也真正上了天。接下來，本人將從數個方面來介紹OS-M系列運載火箭。

（1）動力

俗話說得好，運載火箭動力先行。尤其是對民營航天企業來說，動力選什麼種類，性能怎樣，成本如何，自研還是外購，都是至關重要的考慮因素。對於外購固體機子被拒而自己又放出了」中國沒人拿得出兩億美元造液體火箭發動機「的狠話的零壹空間來說，獲得動力系統的道路只剩一條了：自 行 研 制 固 體 火 箭 發 動 機。

憑藉著從國企挖到的技術團隊、坊間傳言所說買來的圖紙、空氣形態的火工品操作資格證

和壓力容器使用資格證等其他證件以及外部力量提供的固推裝藥服務，零壹空間成功研發了多型用於OS-M系列和OS-X系列的固體火箭發動機，並在2017年12月22日16時成功進行了帶上燃氣舵、伺服系統和綜控機的首次固體火箭發動機熱試車。官網公布的其中四型發動機大致參數如下：

其中，B型發動機，或者叫FTC-01/G01發動機，擔當OS-M系列火箭的一、二級發動機，其更為具體準確的參數如下：

據零壹空間所講，該系列發動機有」研製周期最短、研製團隊最少、電氣核心產品集成度最高」的「三個之最」；「定製化、高效率、低成本」的「三個優勢」。這次試車的成功，「標誌著零壹空間成為國內首家掌握固體火箭發動機核心技術的民營企業」，並「在傳統航天體制外建立了一整套成熟的中大型固體火箭發動機供應配套體系」。而此時，「據我們的了解，國內大部分民營航天企業的主動力系統都還處在概念設計階段」。——舒暢。至於如何看待這些宣傳，就是各位讀者自己的事了。

總而言之，不管零壹空間怎樣千奇百怪千方百計千軍萬馬的搞出這些發動機，也不管他們怎樣鑼鼓喧天鞭炮齊鳴大吹大擂地慶祝自己的成就，他們總算是擁有了相對而言比較可控的動力系統來源，這也為OS-M火箭的進一步推進研製打下了基礎。

（2）一些有趣的小東西

a.一體化綜控機

在零壹空間的宣傳中，他們自主研製的「一體化綜控機」是降低火箭成本，提高火箭可靠性「舉措的重要組成部分。該綜控機作為火箭的大腦，具有」更集成，更智能，更輕量以及更可靠「的四大特點，一台機子就實現了「綜合控制器」、「箭上計算機」、「GPS接收機」、「配電器」、「中心程序器」、「發射機」、「中間裝置」、「二次電源」的八大功能，並在」綜控機內部關鍵部分嵌入了健康管理晶片來做到隨時監控「。最重要的是，該產品」相比國企的同類型產品，重量只有十分之一不到「，1.0版產品為1.8Kg，在OS-X兩次飛行試驗疊代後，2.0版產品將重量降至1.3Kg以下，同時，成本也從百萬元級壓縮到十萬元級。（電氣設備這方面本人不了解，單純覺得這個東西很有意思所以寫了進來，希望有所了解的大佬能在評論區發表對這型綜控機發表自己的評價，謝謝了。）

該綜控機的有關參數如下：

b.液體姿軌控系統

前文我們提過，零壹成立初期制定的時間表里有一條」2017年立項液體火箭發動機「，其實準確來說，這條倒也算不上吹牛，因為他們在2017年-2018年還真搞出了液體火箭發動機——只是不是主發動機罷了。

零壹空間姿軌控動力系統是「中國首台商用火箭液體姿控發動機」，由四型發動機組成，於2018年01月22日整機試車成功。具體參數如下：

c.商業模式

一直以來，中國的民營航天乃至世界的民營航天最受關注的其中一點就是他們的商業模式，或者說盈利模式，畢竟企業是以盈利為目的，向社會提供商品和服務的經濟組織，沒錢賺，火箭造再好也白搭。而作為中國民營航天的開創者之一，零壹空間在研製運載火箭的同時，也在探尋自己的開拓國內外市場的商業模式。關於這個話題，零壹空間CEO舒暢曾在一次採訪中說：

問：您剛才介紹，貴公司現階段主要面向還是國內市場，滿足國內現階段旺盛的高超聲速試驗和國內微小衛星發射需求。但也提到，您同時也要進軍國際市場。那麼目前「國家隊」所遇到的美國對我國航天封鎖的問題，不允許我們發射有美國部件的太空飛行器的問題，您打算如何解決呢？

舒暢：您說的這個問題，主要是美國有關於不允許中國發射有美國元件的太空飛行器嘛。這個在微小衛星上問題不大，因為它可以用商業級的元器件。除了一些特定的載荷，比如人家的一個轉換器就是更高效，那沒辦法。但大部分微小衛星的元器件，都是很商業化的。你比如SpaceX不是在亞馬遜上買嗎，我們國內很多不是從淘寶上淘嗎？這些商業化元器件，它是不受限制的。

問：前面您介紹了關於發射場、測控等難題已經可以通過國內政策扶持和國內業界商業合作，以及自行研製核心技術的方式來解決，但還有一個對用戶交付的問題。目前國內用的一般都是在軌交付，尤其是航天科技集團推的全面解決方案的方式。那貴公司在衛星交付形式上是怎麼考慮的呢？

舒暢：我們和很多國內外的商業夥伴也在討論這個問題，我們的交付肯定是在軌交付的，因為火箭是不能運出去的，它屬於出口限制產品，所以一定是在中國境內發射。

但在軌交付又分兩種，一種是整體解決方案，就是說，衛星也是我們和X院啊，商業衛星公司啊，合作來研製，從研製到發射我們都搞定，用戶只管用。另一種模式呢，就是你把你的衛星運到國內來，我們來發射。

這是我國現在做商業發射的兩種模式，當然這都是說國家隊的，民營公司還沒有人走通過。

問：那也就是說您現在計劃未來對外國用戶的交付方式，其實和國家隊並沒有很大區別。那未來有沒有可能有更多的其他方式呢，例如參考最近美國公司和紐西蘭合作，在紐西蘭發射小型商業火箭的模式？

舒暢：這個我不好說，把我們製造的火箭運出國外發射，這涉及「類武器管理」，肯定是不行的，更多合作方式需要有關主管部門加以考慮。

不過，我認為紐西蘭的這種模式有一定的可能，它整個火箭的生產和製造都在紐西蘭。我覺得，按照這種方式，固體發動機的火箭，因為我們技術水平比較高，沒有可能，但液體未來有可能。

其實，拿到國內來發射，也不影響用戶體驗，因為他們就是要衛星打到預定軌道上嘛。

以上訪談主要針對國外市場，但從中也可以一窺零壹航天的雄心：他們對為國外進行商業發射服務有這幾種設想，第一，通過元器件商業化規避ITAR等法案對美國元器件衛星發射的限制（其實我看不太懂）；第二，效仿國企進行從星到箭全部由自身以及合作方負責的的整星在軌交付客戶服務；第三，與90年代國內商業發射類似的衛星運進國內來發射的模式；第四，與外國合作，把火箭的生產製造放在外國，並在外國進行發射。但是這最後一種模式僅可能適用於零壹空間未來的液體燃料火箭（2億美元警告），因為零壹空間的固體火箭「技 術 水 平 比 較 高」。這四種模式中，現在看來，第二種最有可能，而第四種無異於痴人說夢。當然，第四種在當時看來也並不太離譜，畢竟一方面國外有Rocket Lab的成功經驗，另一方面當時航天科技其實也在想著類似的事情（NAGA-1)。

然而，從當時到現在持續的眾多國外公司推出小衛星運載火箭的浪潮、SpaceX在商業小衛星發射市場中的崛起，以及日益嚴峻複雜的國際局勢，都讓任何一家中國民營航天公司想開拓國外市場都困難重重。所以各個企業也知道自己的商業模式的基本盤還是得放在國內市場，畢竟火箭不是手機沒法去非洲印度市場擴大銷量，而且在政策的東風下，國內的商業微小衛星市場也正在崛起。起了個大早的零壹空間也算趕上了個早集，成立初期，零壹空間在接受媒體採訪時就宣稱：「根據我們的評估，未來三到五年，國內將會有3000-5000顆微小衛星需要發射，國家隊忙於國家任務，分身乏術，需要我們民營航天承接發射任務」。而對於盈利模式，零壹CEO舒暢如此回答：

然後現在幾乎業界公認只靠打火箭能賺錢，但只能賺一點了（樂

到2018年，OS-M系列火箭的發射服務已經排到了2020年，並與零重力實驗室、長光等多家公司簽署了訂單或有合作意向，訂單數量「超過預期」。也正因此，在OS-M1首飛前，社會的普遍輿論對OS-M1火箭乃至零壹空間的前途都持樂觀態度。

（4）系列化&總體設計

前面談了那麼多分系統和商業模式，總算到談一談總體設計的環節了。在初版OS-M系列火箭中，零壹空間雄心勃勃的規劃了三個型號：光杆型號OS-M1；捆綁兩個助推器的OS-M2；捆綁四個助推器的OS-M4。接下來，本人將逐一介紹這三型運載火箭。

OS-M1型運載火箭，高19米，最大直徑1.2米，起飛質量20-01噸，起飛推力44噸，設計可靠性0.9,500kmLEO軌道運載比0.84%，每公斤報價1萬美元以下。全箭一、二級飛行段使用尾翼、燃氣舵和姿軌控系統聯合調姿，三、四級飛行段單獨使用姿軌控系統調姿。該箭三、四級發動機外殼和整流罩使用碳纖維（三級外面又套了一個鋼殼），一、二級發動機外殼使用鋼材料。一級發動機編號為FTC-01/G01-01；二級發動機編號為FTC-01/G01-02；三級發動機編號為FTC-02/G01-01；四級發動機編號疑似為FTC-03/G01-01。總設計師為張杰。該型火箭最短履約周期10個月，最短測發周期5天。該箭最開始預計2018年首飛。該箭官網披露的運載水平如下：

OS-M1火箭有2種整流罩類型可選，示意圖如下：

OS-M2運載火箭，在OS-M1的基礎上捆綁兩個A型助推器或兩個B型助推器而成，高19米，起飛重量未知，起飛推力64噸（A型助推）或132噸（B型助推），全箭飛行段調姿方式與OS-M1類似，最短測發周期7天，最短履約周期12個月。該箭官網運力如下：

OS-M4運載火箭，在OS-M1的基礎上捆綁四個A型助推器或四個B型助推器而成，起飛重量未知，起飛推力84噸（A型助推）或220噸（B型助推），全箭飛行段調姿方式與OS-M1類似，最短測發周期7天，最短履約周期12個月。（沒錯，和OS-M2一樣)該箭官網運力如下：

從淺層的角度來看，OS-M系列火箭的設計大體上是比較保守的：在調姿方式上，除了液體姿控發動機外，並沒有使用比較先進的矢量噴管調姿（星河動力穀神星一號），而是選擇了石墨燃氣舵和尾翼聯合姿控這一保守技術（順帶一提你這個尾翼整到二級去其實我是看不太懂的）；它的一、二、三級發動機都是鋼殼體；一、二級的設計思路和朱雀一號一樣，都決定兩級採用同一種發動機（但是朱雀一號這麼幹沒事，OS-M這麼幹會出現一個非常樂的後果，什麼後果咱們下一篇講）；採用了四級串聯的構型，等等。或許該箭在設計上唯一的亮點，就是那個官方所說的「重量是國企單位同類型產品的十分之一」的一體化綜控機了。

總體來說，OS-M的設計從頭到尾貫徹著五個字：求穩、低成本 ，是一型設計保守的小型固體運載火箭。零壹顯然知道自己的技術團隊和資金儲備是個什麼水平，也知道自己「先發制人」的優勢到底還能保持多久，所以技術上相對難度較大的、會消耗更多研究資金的、會延長研製時間的設計能不用就不用。這種設計理念，一方面體現了零壹空間比較務實的精神（低情商：技術就那水平先進的也搞不起），另一方面可能也說明了零壹急於快點搞出OS-M並將其推向市場，獲取更多訂單和投資，避免自己「起了個大早，趕了個晚集」甚至晚集都沒趕上的可怕局面。當然，零壹其實也沒多務實，看看他在OS-M1首飛失敗後畫軌道級火箭PPT的表現就知道了，但是，那就不是我們在這一篇專欄里要討論的話題了。

當然，這也不是說OS-M就是那麼的一無是處，在零壹空間看來，OS-M火箭還是有以下幾個優點的：

第一，由於OS-M系列火箭是固體運載火箭，因此它理論上在我國四大發射場都可以實施發射，不需要「像液氧甲烷火箭那樣另外修建發射場支持設施，減少了成本」（藍箭：你禮貌嗎？）

第二，OS-M系列火箭採用的保守設計和極端成熟的技術使其與那些採用一些創新設計的火箭相比「相對具有更高的可靠性」（樂），從而增強載荷客戶和投資方與零壹簽約或融資的信心。

第三，OS-M系列火箭的設計使其易於生產，零壹空間預計到2020年，OS-M系列火箭一年可生產20發，後期在新廠房建成後可將年產能擴大至40發，以滿足零壹空間認為的「3000-5000顆微小衛星」的發射需求，加快搶占微小衛星發射市場。

第四，和藍箭航天的看法一樣，零壹空間認為自己商業化的民營企業管理體制機制有利於提高效率，從而有利於加快OS-M的研製和簡化商業發射合同的簽署流程，更能適合商業化航天的需要。當然，上一篇我們也說過了，這樣的「優勢」放在2018-2019年的確算得上優勢，然而你沒料到也架不住航天科技航天科工中科院的下海浪潮。

總而言之，如果單看紙面數據，零壹空間「一萬美元一公斤」的單位發射報價在當時的國內市場確實具有較大吸引力；它的管理機制和商業模式在當時看起來更能滿足航天商業化的趨勢；OS-M1火箭500km SSO軌道112kg的運力也的確相當適合微小衛星單獨組網發射；它的快速批量生產和短測發履約周期也的確能一定程度上滿足大量微小衛星發射的需要。然而，關注航天較久的各位航天愛好者們都知道：紙面數據再好看，也只是紙面數據，現實有可能與之不同甚至有可能截然相反。而這一真理，充分貫徹在了OS-M1 Y1首次飛行任務中。

（未完待續）