来源：航小宇作者：刘洁 丁洁 李翔宇

来源：SpaceX

美国太空探索技术(SpaceX)公司的“猎鹰”9火箭是迄今为止研发投入、成本分配、价格构成和价格策略、价格变化等信息最为丰富的运载火箭。SpaceX公司自2002年成立以来就坚持“简单、 低成本、高可靠”的经营理念，通过管理和技术的不断创新，以市场最低的发射报价快速抢占军、 民、商发射市场，已成为全球最主要的发射服务商，而且未来可能继续扩大领先优势。

一、“猎鹰”9火箭发射成本构成及变化趋势

“猎鹰”9于2010年4月进行首次发射，但SpaceX公司早在2007年就通过网络发布了“猎鹰”9的发射服务 价格，并公开征集发射需求。SpaceX发布的历史数据显示，“猎鹰”9不同轨道、不同载荷质量的发射服务价格不同。自2013年以来，SpaceX将一次性火箭发射地球同步转移轨道(GTO)5.5t载荷的价格作为“猎鹰”9火箭的标准价格。因此SpaceX如果未做特别说明，谈及的发射服务价格事实上是一次性“猎鹰”9火箭发射 5.5t载荷至GTO的价格。

SpaceX创始人、首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)，总裁兼首席运营官格温·肖特韦尔(Gwynne  Shotwell)和火箭集成部经理克里斯托弗·库鲁斯 (Christopher Couluris) 曾多次就“猎鹰”9火箭的发射成本构成、构成要素的发射服务价格和变化进行过介绍。据他们透露的数据，复用型“猎鹰”9火箭的边际成本 约1500万美元，未来如果可以实现二级复用，则复用 型“猎鹰”9火箭的边际发射成本将有望降低至500万~600万美元。

SpaceX多次公开谈论“猎鹰”9火箭发射服务价格和成本构成，从中可见猎鹰9火箭持续降成本、持续降 价(见表1)。

根据马斯克2020年对“猎鹰”9火箭成本构成的 述和SpaceX官网数据，可以得出：全新“猎鹰”9火箭成本约5000万美元，复用型“猎鹰”9火箭成本为1500万美元，标准GTO发射服务的公开价格为6200万美元(见表2)。

二、“猎鹰”9火箭复用发展情况

SpaceX用了不足10年的时间实现了“猎鹰”9火 箭从首飞到一级回收、 一级复用、整流罩回收和整流罩复用。采用复用型“猎鹰”9火箭发射服务的客户从商业通信卫星运营商扩展到政府和军事部门。在积累火箭一级和整流罩回收和复用经验的过程中，SpaceX持续改进技术方案，有效提高了火箭一级和整流罩复 用次数和效率并降低了回收成本。另外，尽管SpaceX提出过“猎鹰”9二级火箭复用后的边际成本和进度安排，但是目前尚未实施过二级火箭回收试验。

表1SpaceX公布的“猎鹰”9火箭成本构成信息

时间

信息内容

马斯克

复用型“猎鹰”9火箭的制造成本为1600万美元，其中推进剂成本为20万美元

火箭一级成本占比60%，上面级20%，整流罩10%，其余10%为推进剂、复用等发射相关成本，其中推进剂成本为30万美元，也可以算作40万美元，整流罩成本约600万美元。未来如果可以实现二级复用，则复用型“猎鹰”9火箭的边际发射成本将有望降低到500万~600万美元

“猎鹰”9发射服务费用为2800万美元

回收“猎鹰”9火箭一级和整流罩带来的载荷容量损失不超过40%，回收和修整费用不超过10%，2次回收一

马斯克

发射一枚复用型“猎鹰”9火箭边际成本约为1500万美元，其中1000万美元用于制造不能回收的新上 级，500万美元用于采购氦气、燃料、氧气、回收火箭一级和整流罩等发射相关费用，其中修整回收型火箭一级的成本为25万美元。火箭一级成本为3000万美元，新整流罩的成本为500万美元

表22020年以来全新“猎鹰”9成本构成及占比（万美元）

“猎鹰”9火箭

全新火箭成本(占比)

复用火箭成本(占比)

(一)一级火箭回收情况

“猎鹰”9系列火箭自2010年4月执行首次发射任务以来，截至2022年8月底，共执行176次发射任务，仅1次发射失败。“重型猎鹰”执行3次任务，且均采用了 “猎鹰”9回收的一级火箭。2017年以来，SpaceX的发射任务未出现任何故障，连续成功发射148次，其中包 括145次“猎鹰”9发射和3次“重型猎鹰”发射任务。

2015年1月，“猎鹰”9火箭执行第14次发射任务时开始尝试回收一级火箭，此后在完成第31次发射任务期间共进行了16次一级回收活动。2016年4月，“猎鹰”9火箭执行第23次发射任务后回收的编号为B1021.1 的一级首先被重复使用，在2017年3月执行第32次发射任务，成功将欧洲卫星公司的SES-10卫星送入太空。

截至2022年8月底，SpaceX共研制了4型“猎鹰”9火箭，分别为“猎鹰”9v1.0、“猎鹰”9v1.1、“猎鹰”9v1.2、“猎鹰”9 v1.2b5。“猎鹰”9 v1.2b5火箭自2018年5月  投入使用以来共执行114次发射任务，是“猎鹰”9系列火箭中发射最多的型号，且所有发射均取得了成功。

2018全年使用的新火箭一级为10枚(包括6枚“猎鹰”9 v1.2b5和4枚“猎鹰”9v1.2火箭)，此后火箭一级均为“猎鹰”9v1.2b5型。2019年1月-2022年8月期间SpaceX的火箭发射次数明显增加，但采用新研制火箭一级的数量却持续减少(见表3)。

“猎鹰”9火箭于2022年4月创造了21天实现火箭一级回收复用最短间隔；2022年6月创造了同一个火箭一级最多飞行13次的新纪录；截至2022年8月底累计 实施了火箭一级复用达115次。

(二)整流罩回收情况

SpaceX先后研制了3款整流罩，分别为V1.0、V2.0 和V2.5。2017年3月31日，“猎鹰”9火箭执行SES-10卫星发射任务时SpaceX首次复用火箭一级，并首次尝试回收整流罩，此后进行多次回收尝试，直到2019年4月第16次回收的整流罩即一对V2.5整流罩首次具备复用条件。2019年11月，SpaceX首次使用复用整流罩执行“星链”计划的首次专项发射任务。此后，复用整流罩开始从“星链”计划、拼车发射服务逐渐向商业和政府发射服务拓展应用。

2021年以来，“猎鹰”9火箭整流罩回收和复用已经常态化，复用整流罩成功率达100%，同一个整流罩半罩的复用次数已达6次。从“猎鹰”9火箭一级到整流罩，从复用一次到多次，“猎鹰”9火箭可复用产品的类型和复用次数不断刷新纪录，为降低复用火箭的边际成本不断贡献新解决方案。

三、复用技术带来的成本节约

SpaceX对采用新一级火箭的“猎鹰”9发射服务标价为6200万美元(注：2022年SpaceX以通货膨胀为由将“猎鹰”9火箭标准发射服务价格从6200万美元调到6700万美元。由于此前成本和发射服务价格计算均基于6200万美元，因此分析中仍沿用6200万美元的标准发射服务价格)，使用复用型“猎鹰”9火箭的发射服务价格为5000万美元，则1次新箭发射加1次复用型火箭发射的利润为：(6200万美元+5000万美元)- (5000万美元+1500万美元)=4700万美元。该利润已经接近一枚新火箭的制造成本，超过3次复用火箭的边际成本。

目前，按照“猎鹰”9一级执行12次、整流罩执行6次任务计算，则“猎鹰”9火箭执行12次发射任务的累计载荷能力为60%×12=720%，累计成本为100%(首次发射成本)+10%×11(11次回收、发射活动相关成本)+20%×11(11次二级成本)+10%(一对新整流罩成本)=440%。这意味着一枚全新“猎鹰”9火箭执行12次发射任务所能节省的成本为720%440%=280%， 这接近3枚全新“猎鹰”9火箭的成本或者93(即280%÷30%)枚复用火箭的成本。

表32018-2022年“猎鹰”9火箭一级复用情况及占比

时间

2022年1-8月

7

5

2

2

6

四、复用技术推广策略

为了让目标市场尽快接受复用型“猎鹰”9火箭执行发射服务，SpaceX多次采取激进而灵活的营销策略，采取自降利润、返还合同款、免费提供附加服务，甚至起诉政府部门等方式，争取回收和复用火箭一级。

2018年12月-2021年7月，“猎鹰”9完成了4次GPS-3卫星发射任务。期间，在SpaceX主动降低发射服务价格的触动下，美国空军逐渐放宽并取消了对 “猎鹰”9火箭一级回收和复用的限制，从不允许国防发射任务回收到允许回收；从只允许指定任务实施回收，到不限制任务类型和复用次数。通过这4次发射服务，SpaceX在不到3年的时间内就彻底扭转了美国军方对复用火箭的怀疑态度，挣脱了SpaceX在国防发射服务市场推广火箭复用进程的政策束缚，实现了军方与商业用户火箭复用解决方案和发展的进程同步。

自2017年开始，复用型“猎鹰”9火箭执行地球静止轨道(GEO)卫星发射任务，由于回收一级会带来约40%的运力损失，“猎鹰”9火箭执行GEO通信卫星发射任务时如计划实施回收，则发射到典型GTO卫星的最大质量约为4.98t(即(100%—40%)×8.3t)。从“猎鹰”9火箭实施一级回收的发射活动可以看出，充分利用具有更低近地点的椭圆轨道，可发射的卫星质量从5吨级逐渐提升到6吨级，甚至7吨级。另一方面， “猎鹰”9火箭将质量较小的卫星送入比典型GTO更高的轨道成为常态，这样可以让小质量卫星缩短进入工作轨道的周期。SpaceX通过采用灵活的轨道策略，为客户提供了在卫星质量、发射服务价格和进入工作轨道周期之间广泛的选择机会。

SpaceX 的全复用型“星舰”(Starship)运载器的设计低轨运载能力超过150t，其单位边际成本远小于现役的“猎鹰”9火箭，SpaceX的发射服务价格将可能出 现数量级降低，发射服务价格从每千克数千美元降至数百美元，甚至更低，继续保持全球发射服务价格最便宜的优势，为更多类型、更多轨道、更大尺寸和更高质量的载荷，提供更加廉价和便捷的天地往返运输服务。