图文详情
维珍轨道破产,空射火箭前景黯淡
来源:中国航天报上传时间:2023-07-28
版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们

5月,在经过了漫长的资产处理流程和破产程序之后,维珍轨道公司对外发布了其最后一则公告,之后便宣布该公司将停止运作,维珍轨道公司从此不复存在。维珍轨道公司在公告中称,其公司已经按照美国破产法第十一章的规定,通过拍卖的方式将其公司的资产零散出售给了4家出价最高的公司,其中包括3家民营航天公司,分别是火箭实验室、平流层发射公司和浩瀚航天公司以及一家清算公司。而随着维珍轨道公司成为历史,曾经引人关注的空射运载火箭路线也很有可能从此没落。

运载器一号从“宇宙少女号”上发射

维珍轨道公司的成立

维珍轨道公司于2017年3月2日成立,其曾作为维珍银河公司的一部分而存在。维珍银河公司于2004年成立,总部位于美国加利福尼亚州的莫哈维,是世界上最早成立的商业航天公司之一,成立的目的是为客户提供亚轨道太空旅行服务。维珍银河公司在2007年对外公布了一款两级空射液体运载火箭,并将这款火箭命名为“运载器一号”。这款火箭刚刚公布时吸引了许多有卫星发射需求的客户的目光,不过那时火箭其实还处于概念设计阶段。

火箭正式开始研发的时间是在2012年左右,一些来自太空探索技术公司的技术人员在2012年开始正式帮助维珍银河公司设计运载器一号火箭。这款火箭最开始选用的火箭载机为维珍银河为其亚轨道航天飞机定制的一种特种载机——“白骑士二号”。这是一架双体四发飞机,其在机体中部有一个挂点,可以挂载维珍银河研制的亚轨道航天飞机。但是后来,火箭的设计人员发现,如果要使用“白骑士二号”来作为火箭载机,那么火箭的运力将会很糟糕,因为“白骑士二号”能负载的最大重量只有17吨左右,并且“白骑士二号”在出动率上的表现欠佳,无法实现预想中的高密度发射,因此“白骑士二号”不再被指定为火箭载机。

“宇宙少女号”波音 747-400 飞机

于是维珍银河公司从另一家维珍集团中的公司——维珍航空公司处通过集团内部交易,用1200万美元购买了一架波音747-400客机,并开始在美国得克萨斯州圣安东尼奥进行改装工作,改装工作花了大概2000万美元。这架被称为“宇宙少女号”的飞机成为了运载器一号火箭的火箭载机。

在人员、设备和资产等要素都具备后,2017年维珍银河公司便将火箭发射业务单独分离了出来,成立了维珍轨道公司,丹·哈特被任命为维珍轨道公司的总裁兼首席执行官。这位曾在波音航天部门任职超过30年的前主管在之后便成为了维珍轨道公司的领导人,直到公司破产。

昂贵的研发费用

维珍轨道公司作为一个初创航天公司,当务之急就是赶快让自己的火箭飞起来,让火箭发射业务产生的利润能够养活公司,自负盈亏。维珍轨道公司在成立时面临着一个尴尬的情况,虽然运载器一号火箭早在2012年时就已经开始研发,但是直到5年后维珍轨道公司成立时,火箭仍然没有研发完成,并且火箭载机“宇宙少女号”在改装完成后也没有完成箭机联调联试。

维珍轨道公司原本打算在2018年进行首次发射,在2017年12月还与一卫星星座公司签署了发射合同,发射其公司的12颗卫星。当时预计在2019年执行该合同,但是很明显“维珍轨道”未能按时履行合同。2017年到2019年,维珍轨道公司没有进行一次实际发射,只在2018年进行了多次飞机与火箭的联调联试,其中包括当年11月让“宇宙少女号”首次携带火箭进行飞行。此时“宇宙少女号”算是初步具备了火箭发射能力,但运载器一号火箭仍在研发之中。

正在生产线上组装的运载器一号火箭

运载器一号火箭的研发为何如此艰难?根据媒体报道,主要原因很有可能是研制团队在处理液氧相关的问题上遇到了困难。运载器一号火箭并不是世界上第一个空射运载火箭,但它是世界上第一个使用液体燃料的空射运载火箭。“运载器一号”在由飞机释放后,将会点燃其一级、二级的液氧煤油发动机。液氧煤油是一个十分常见的燃料搭配,其中液氧为低温燃料,在地面上为火箭加注时,由于温差,液氧在加注后会在罐内重新气化,这时需要将其排出并通过不断加注来保证罐体充盈,也可以在火箭起飞的一瞬间断开液氧加注接口来保证罐内液氧充足,但是对于“运载器一号”这款空射运载火箭来说,飞机无法为它加注液氧。因此运载器一号火箭必须要具备在地面上加注完后在一段时间内保存液氧的能力,根据报道这个时间为至少一个小时。而研制团队对于液氧温度的解决方式较为简单粗暴,就是使用过冷技术将液氧进行过冷处理,让液氧的温度在零下183度的水平上更往下降,使其在发射时的温度处于可用水平。而这对火箭一二级液氧罐体的设计、发动机燃料管路的设计和保温设计提出了相当高的要求。

2020年5月25日,维珍轨道公司在太平洋上空进行首次发射,从飞机投下运载器一号火箭后,火箭没有成功点火,坠入大海。故障原因就被定位在液氧管路上,具体原因为一级发动机的一条高压液氧管路在启动时没能承受住内部压力,在火箭被释放后破裂,导致液氧无法进入燃烧室,火箭未能正常点火。这也体现了该火箭的设计难度之大。2021年1月17日,运载器一号火箭成功复飞,将10颗美国宇航局卫星送入了轨道,任务取得了成功。维珍轨道公司花了6个月来重新设计火箭的管路。当时外界没有多少人会想到,为了让飞机和火箭能结合在一起并上天执行发射任务,维珍轨道公司会烧掉将近10亿美元。

糟糕的资金管理

从2017年成立到2023年破产,维珍轨道公司的运营仅仅持续了6年,可以说是相当短命的。但是若将目光放在公司的资金使用上,我们会惊讶地发现,“维珍轨道”虽然短命,但是它在这6年中使用的资金量却很大。实际上,维珍轨道公司在2022年第三季度时就开始逐步走向瘫痪,原因就在于公司已经没有足够的资金来维持正常运转。

准备发射的运载器一号火箭

从资金来源上讲,维珍轨道公司拥有令很多民营航天企业羡慕的背景。作为理查德·布兰森亲手创立的公司,背靠着维珍集团这棵大树,维珍轨道公司可以从维珍集团处获得长期投资,至少在2018年时仍是这样的。“我们只知道每年都有资金汇入公司的账上,从来没有担心过公司会倒闭的事情,我们也不会因为公司倒闭而丢掉饭碗。”这是一位前公司员工在2020年接受采访时说的话。并且,除了集团的供养,维珍集团在2017年第三季度还收到了一笔来自阿联酋穆巴达拉主权基金的投资,专门用于投资维珍集团的航天部门,价值约10亿美元。但即便有这样多的资金,维珍轨道公司的资金链却一直很脆弱,这种情况与公司的管理层有着很大的关系。

维珍轨道公司的财务支出有两个大头。首先是火箭研发费用。该公司的火箭研发费用高得离谱。从运力和大小上来说,“运载器一号”是一款小火箭,其一级最宽处1.8米,二级最宽处1.5米,230千米近地轨道运力仅500千克,500千米太阳同步轨道仅300千克,却用了巨量的资金。在运力上可与之相比的,火箭实验室公司的电子号火箭,其研发费用不过1亿美元左右,仅为“运载器一号”的十分之一。造成如此离谱花费的原因,除了火箭的研发难度大外,管理方面也存在很大问题。丹·哈特作为公司总裁,在公司成立后并没有采取缩短研发周期以减少研发支出的策略,公司中有人曾提出过将一级单独进行空中点火测试以缩短研发流程的提案,但是遭到了否决。若当时“维珍轨道”能够在第一次正式发射前进行一次一级点火测试,或许其能够更早发现其液氧管路的缺陷。

维珍轨道公司的雇员

另一个大块支出就是人员开支了。相比于其他业务来说,维珍轨道公司人员规模一直很大并且在这6年中不断扩张,到2022年末员工规模已经达到700人左右,这在美国民营航天企业中算是规模大的了。按常理来说,公司规模往往与其所承接的业务大小有直接联系,可维珍轨道公司不是这样,公司在这6年中只执行了6次发射,其规模和其业务大小严重不匹配。而不匹配的后果就是公司得在没有多少收入的情况下为公司的所有员工发放工资。

面对这种局面,一个正常的公司该做的就是开源节流,在尽量去吸纳更多资金的同时裁减掉不必要不合理的开支,比如裁去冗余人员。但是公司管理层在这6年中从没有这样做过,直到2022年第三季度开始发不出工资。根据媒体报道,维珍轨道公司光是员工工资每年就需要支出1.5亿美元。

与此相对应的,是维珍轨道公司盈利状况不佳。维珍轨道公司的主要业务为通过与商业客户签订合同,发射火箭上天赚钱。运载器一号火箭一次发射的价格为1200万美元左右,根据执行的任务不同会有所浮动。就市场水平来看,运载器一号火箭的发射价格是偏贵的。与之相比,火箭实验室公司电子号火箭的发射价格仅为750万美元左右,这还是已经经历了几次涨价后的价格。在发射价格上,运载器一号火箭并没有很强的竞争力,在造价上,由于火箭的制造难度大,火箭的制造价格也很难降下来。而更糟糕的是,哪怕运载器一号火箭发射价格的一半可以作为利润,也基本不可能让维珍轨道公司实现盈利;若要让公司能实现基本收支平衡,运载器一号每年至少得发射30~40次——这对维珍轨道公司来说,很不现实。

从上面简要描述的维珍轨道公司财务状况就可以看出,该公司从诞生起就没自负盈亏的能力,而只是依靠集团的注资以及投资人的投资活着,并且在2020年新冠疫情爆发后,维珍集团的业务也大受影响,想必也影响到了对维珍轨道公司的注资。2021年第三季度,公司的资金链已经出现了严重问题,因此开始在2021年8月试图通过特殊募股的方式在股票市场上吸纳资金,预计需要4.2亿美元,但到12月上市时最终只筹集到了2.28亿美元。此时公司宣传其具有约束力的合同价值为3亿美元,而到了2022年末,公司具有约束力的合同价值就只剩1.43亿美元了。2022年前9个月,公司录得1.395亿美元的亏损;到2022年第三季度,公司的账上仅剩7120万美元,这让第四季度来自维珍集团的2500万美元注资显得杯水车薪,哪怕像理查德·布兰森这样的富豪也难以拯救其财务状况。2023年1月9日,在英国的失败发射给了维珍轨道公司最后一击,股价一路暴跌——实际上维珍轨道公司的股票自上市后就一直在跌。事已至此,不倒闭都难了。3月16日,维珍轨道公司宣布暂停运营并让几乎所有员工休假;4月4日,维珍轨道公司宣布按照美国破产法第十一章破产。

空射运载火箭的没落

维珍轨道公司的破产是难以避免的,我们从其中也可以看到另一个事实,即空射运载火箭已经不再受青睐,这一点在运载器一号火箭的同行——飞马座火箭上体现得更为明显。飞马座火箭首飞于1990年4月5日,之后发射次数一路攀升,在1998年达到了每年6次的发射纪录,之后便一路走低,只在2003年有了一个小高峰,近几年飞马座火箭的发射频率平均仅为3年1次。造成这种现象的原因和空射运载火箭自身无法克服的缺陷有很大的关系。

准备发射的飞马座火箭

首先,空射运载火箭难以扩大自己的运载能力。这个运载能力不仅仅只是投送质量,还有可运输载荷的大小。空射运载火箭的质量十分受限于载机平台自己的运载能力,并且其在飞行时火箭是横向的,载荷质量不能超过卫星连接平台的承受上限,这导致火箭不可能运送质量很大的物体。而火箭为了能够被挂载在飞机上,其火箭直径也非常受限,无论是飞马座火箭还是运载器一号火箭,其直径都不超过2米。

其次,空射运载火箭不灵活。空射运载火箭最为引以为傲的灵活性,其实是以牺牲火箭的性能为代价换来的,而这种代价如今看来是得不偿失的。发展空射运载火箭的初衷,是为了解决当时火箭的发射频次不足和发射价格贵,许多公司无法负担的问题,在那时,空射运载火箭确有存在的空间。但是如今情况已经不同,太空探索技术公司的猎鹰9火箭如今正在以几天一次的发射频率从美国各地的发射场起飞。猎鹰9火箭不但做到了发射频率高,还做到了发射价格低和运力强大,还能根据需求来进行小卫星的拼车服务,这种降维打击让空射运载火箭在灵活性和价格上不再有优势。也许还会对这种灵活性感兴趣的,就只有像政府和军队这样对于“响应式发射”有着迫切需求的客户了,但是来自这些客户的需求注定无法支持空射运载火箭取得商业上的成功。

“猎鹰 9”已然成为商业航天发射市场的王者

目前来看,空射运载火箭已经很难在如今的商业航天发射市场中占据一席之地。在维珍轨道公司破产后,如今属于诺·格创新公司的飞马座火箭应该还会继续存在下去,并以几年一次的发射频率偶尔出现在新闻中,但也就只会如此了。(作者:汤川学)

本文原载于《太空探索》杂志2023年第7期