文｜AlphaEngineer，作者 | 費斌杰

上周Elon Musk在美國德州的SpaceX星城發(fā)表全員演講，給出了人類成為星際文明的具體路徑，非常振奮人心。

雖然馬斯克和Tesla家喻戶曉，但是其創(chuàng)辦的SpaceX卻是一家非常神秘的公司。

它沒有上市，但它的估值已經(jīng)達到1800億美金，超過了美國歷史上任何一次IPO。

如果把SpaceX和S&P 500的巨頭放在一起，它仍然處于“力速雙A”的第一象限。

由于SpaceX的部分業(yè)務(wù)涉及軍工，其經(jīng)營數(shù)據(jù)一直處于高度保密狀態(tài)。

而在上周，Morgan Stanley發(fā)布了SpaceX的超級深度報告，對其進行了CT掃描式分析，披露了不少重要情報，是一份非常寶貴的研究資料。

下面我給大家解讀一下這篇大報告。

SpaceX的核心Fact Sheet

首先給大家分享一組SpaceX的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，讓大家對這個神秘公司有個定量認知：

• 2024年SpaceX預(yù)計收入可達130億美金，同比增長54%，預(yù)計2035年可達1000億美金

• SpaceX目前已經(jīng)處于盈利狀態(tài)，具體利潤規(guī)模未知

• SpaceX的發(fā)射成本比競爭對手低5-10倍

• 2023年，SpaceX平均每3天發(fā)射1枚火箭

• 到24年底，SpaceX的衛(wèi)星約占到全球所有運作中衛(wèi)星總數(shù)的60%

• Starlink目前擁有約260萬名付費用戶，每周增長約2.5萬

• Starlink的“in-situ”衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡(luò)在俄烏戰(zhàn)爭中起到了決定性的作用

• SpaceX是唯一一家將宇航員送入國際空間站（ISS）的私營發(fā)射承包商

• SpaceX有大約1.3萬名員工

• 2023年12月，SpaceX的估值達到1800億美金，23年夏季SpaceX的估值曾為1500億美金，增長迅速

• 根據(jù)SpaceX 25年預(yù)測收入，其估值約10x PS

SpaceX = Launch + Starlink

Elon Musk在2002年創(chuàng)辦了SpaceX，旗下主要有兩大業(yè)務(wù)板塊：發(fā)射（Launch）與星鏈（Starlink）。

發(fā)射業(yè)務(wù)致力于將有效載荷送入太空軌道。通過可復(fù)用的火箭，SpaceX的發(fā)射成本比競爭對手低5-10倍，具備顯著競爭優(yōu)勢。

基于自家強大的發(fā)射能力，SpaceX已將數(shù)千顆衛(wèi)星送入太空軌道，構(gòu)建了星鏈，向用戶提供基于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的通信服務(wù)。

星鏈是全球最大的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，截止目前已包含5600顆運作中的低軌衛(wèi)星，占全球衛(wèi)星總數(shù)的60%以上。

星鏈的客戶包括個人、企業(yè)、政府、軍隊，可以為船只、飛機、無人機等終端提供穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)通信支持。

時至今日，地球表面仍有90%的區(qū)域沒有手機通信服務(wù)，全球仍有27億人口無法訪問互聯(lián)網(wǎng)。SpaceX的星鏈服務(wù)未來有望成為全球通信的重要基礎(chǔ)設(shè)施。

SpaceX盈利的關(guān)鍵：復(fù)用性

SpaceX為其商業(yè)及政府客戶提供發(fā)射服務(wù)，幫助他們將載荷運輸?shù)教罩?，比如將衛(wèi)星送入軌道、將宇航員送上國際空間站、將軍事設(shè)備部署到太空等。

SpaceX發(fā)射業(yè)務(wù)的定價取決于載荷重量以及運輸距離，平均下來每次發(fā)射的定價約為6200萬美金。

復(fù)用性（Re-Usability）是讓SpaceX的發(fā)射業(yè)務(wù)盈利的關(guān)鍵。

根據(jù)SpaceX官方的描述，相比那些在重返大氣層時燃燒殆盡的傳統(tǒng)火箭而言，具備復(fù)用性的運載火箭可以將太空旅行的成本降低100倍。

2015年，SpaceX首次在火箭回收方面取得了重大成功，當(dāng)時Falcon 9的第一級成功在地面著陸。迄今為止的315次發(fā)射中，F(xiàn)alcon 9共完成了260次重復(fù)發(fā)射，充分體現(xiàn)了復(fù)用能力的經(jīng)濟價值。

Falcon 9只有第一級可以回收再利用。為了提升運載效率和重復(fù)利用率，SpaceX正在設(shè)計研發(fā)星艦（Starship），以實現(xiàn)運載火箭第一級+第二級的完全重復(fù)利用。

為了讓運載火箭具備復(fù)用性，SpaceX運用了以下重要技術(shù)：

（1）著陸腿（Landing Legs）：Falcon 9第一級使用了四條碳纖維著陸腿，在接近地面時展開。

（2）網(wǎng)格鰭（Grid Fins）：網(wǎng)格鰭此前主要用于軍事導(dǎo)彈。Falcon 9第一級在大氣中下降時，網(wǎng)格鰭能夠有效控制推力矢量，從而實現(xiàn)精確著陸。

（3）可重啟動的點火系統(tǒng)（Restartable Ignition Systems）：Falcon 9的第一級可以重新點燃9個Merlin引擎，以便在重返大氣層和著陸期間進行減速和重定向。

（4）無人船（Autonomous Spaceport Droneships）：如果運載火箭在下降過程中偏離了目標(biāo)著陸點，它可以選擇降落在海面的無人船上。每艘無人船可以通過星鏈進行通信，確保其處于精確的對接位置。

SpaceX目前擁有3艘無人船，它們各自都有一個有趣的名字：

• 無人船1號的名字是“當(dāng)然我仍然愛你”（Of Course I Still Love You）

• 無人船2號的名字是“只需閱讀說明”（Just Read the Instructions）

• 無人船3號的名字是“重力不足”（A Shortfall of Gravitas）

主力運載機型：Falcon 9與Falcon Heavy

SpaceX目前有兩款在運營中的運載火箭型號：Falcon 9以及Falcon Heavy。

Falcon 9是一個可部分復(fù)用、中等推力的兩階段運載火箭，從2010年開始服役至今，是SpaceX的主力火箭型號。名稱中帶有“9”，是因為其配備了9個Merlin引擎，能提供超過170萬磅的推力。

Falcon 9的第一級被稱為助推器（Booster），推動運載火箭進入太空，隨后與第二級分離。將有效載荷送入軌道后，第二級在重返大氣層的過程中燃燒殆盡，而第一級能夠順利著陸并重復(fù)利用。

Falcon 9的有效載荷為22.8噸，目前已經(jīng)累計完成了超過300次發(fā)射任務(wù)，占到SpaceX總發(fā)射任務(wù)的95%以上。

Falcon 9有著極高的發(fā)射成功率，在服役期間僅有2次發(fā)射失敗記錄，上一次發(fā)射失敗還是在2016年，總成功率超過99%，是人類歷史上可靠性最高的運載火箭。

Falcon Heavy是一個可部分復(fù)用，具備超強推力的兩階段運載火箭，從2018年開始服役至今。

Falcon Heavy有著3個Falcon 9引擎核心，即27個Merlin引擎，能產(chǎn)生500萬磅的推動力，總有效載荷63.8噸，約為Falcon 9的三倍。

盡管Falcon Heavy性能強大，截至目前它只發(fā)射了9次。Falcon Heavy的發(fā)射中約有一半需求來自美國軍方，包括X-37間諜機等，這是因為軍事載荷體積較大，更適合大型運載火箭。

星艦Starship：人類有史以來最強的運載火箭

接下來我們重點講講SpaceX的星艦Starship。

星艦（Starship）是一種完全可復(fù)用的兩級超重型運載火箭，能夠產(chǎn)生超過1600萬磅的推力，是Falcon 9的10倍，是NASA太空發(fā)射系統(tǒng)火箭的2倍。

Starship高約400英尺，能夠支持100-150噸的有效載荷，差不多是Falcon 9的4倍以上。

Starship目前仍處于測試階段。一旦投入使用，它將是人類有史以來最強大的運載火箭。

到目前為止，Starship已經(jīng)進行過3次測試，每次測試都取得了里程碑式的進展。最近的一次測試發(fā)生在2024年3月14日，Starship在熱分級、有效載荷艙門測試、推進劑轉(zhuǎn)移、一級回收等重要領(lǐng)域取得了重要突破，未來可期。

星艦由兩部分組成：超重型助推器（Super Heavy Booster）、星艦上層（Starship Upper Stage）。二者結(jié)合起來，形成了完整的（或者說“集成的”）星艦。

超重型助推器是第一級，包含33個猛禽發(fā)動機（Raptor Engine），其中13個位于中心，20個位于周邊。

星艦上層是第二級，包含3個針對海平面優(yōu)化的Raptor 2引擎和3個針對太空環(huán)境優(yōu)化的Raptor Vacuum引擎。

在發(fā)射過程中，超重型助推器提供升空時所需的動力。一旦超重型助推器的燃料耗盡，它就會從星艦上層分離并返回地球。

這時星艦上層（第二級）會拋棄超重型助推器（第一級）并點燃自己的發(fā)動機將自身推入軌道，繼續(xù)行駛并將有效載荷運送到目的地，最后返回地球并降落在地面上。

隨著未來星艦正式投入使用，SpaceX能夠把更大規(guī)模的Starlink V2衛(wèi)星送入近地軌道，并實現(xiàn)第二代星鏈的部署。

除此之外，星艦還有潛力讓SpaceX提供地對地高速旅行的商業(yè)服務(wù)，以及推進人類對月球及火星的探索。

SpaceX還在開發(fā)一種專門用來給其他星艦加油的星艦，讓星艦在出發(fā)去火星之前，能夠在近地軌道（LEO）加滿油再出發(fā)。

可以說，星艦承載了馬斯克星際探索的夢想和決心。

發(fā)射頻率節(jié)節(jié)攀升，美國政府是最大客戶

2018年時，SpaceX平均每月進行2次發(fā)射。目前SpaceX每個月進行10 次發(fā)射，即每周約2次。2024年3月的第一周，SpaceX在24小時內(nèi)進行了3次單獨發(fā)射，發(fā)射頻率節(jié)節(jié)攀升。

隨著SpaceX的發(fā)射頻率越來越高，它還希望能夠擴大每次發(fā)射運載的有效載荷。隨著未來Starship投入正式運營，單次發(fā)射任務(wù)的有效載荷能夠從現(xiàn)在Falcon 9的22.8噸提升至100-150噸。

SpaceX的發(fā)射業(yè)務(wù)主要服務(wù)三類對象：商業(yè)客戶、政府客戶、以及SpaceX自己的星鏈業(yè)務(wù)。

迄今為止，SpaceX所有發(fā)射任務(wù)中有46%都是在為建設(shè)自家的星鏈而發(fā)射衛(wèi)星，這個占比未來還將繼續(xù)提升。

SpaceX的商業(yè)客戶包括SES、Eutelsat、EchoStar、Inmarsat、Intelsat、Telesat等，占SpaceX發(fā)射總量的28%，這些商業(yè)發(fā)射任務(wù)主要是把衛(wèi)星送入軌道。有趣的是，SpaceX也為其競爭對手提供發(fā)射服務(wù)。

SpaceX發(fā)射業(yè)務(wù)最大的客戶是美國政府，包括NASA, Space Force, Air Force等，約有21%的發(fā)射任務(wù)涉及美國政府的載荷，包括國際空間站 (ISS) 補給任務(wù)（~9%）和國際空間站機組人員運輸（~3%）。

2023年，SpaceX通過Falcon 9和Falcon Heavy共計完成了96次發(fā)射任務(wù)，并且沒有一次失敗。其中有63次是將Starlink衛(wèi)星送入軌道，27次是將第三方的衛(wèi)星送入軌道，另外有5次是為美國政府服務(wù)，其中包括3次為國際空間站運輸補給品、2次運送機組人員到國際空間站、1次運輸X-37B間諜機。

強大的動力引擎：從Merlin到Raptor

星艦的第一級和第二級都用到了Raptor猛禽引擎，其推力是上一代Merlin引擎的2倍。

Merlin引擎使用精煉煤油作為燃料，Raptor引擎則使用低溫液態(tài)甲烷 + 液氧的混合物作為燃料。

Raptor引擎于2014年開始研發(fā)，并于2023年4月正式開始使用。

Raptor Vacuum引擎 (RVAC) 是Raptor的變體，具有更大的排氣區(qū)域和膨脹噴嘴，為太空環(huán)境中的星艦提供動力。

幾年以來，Raptor引擎進行了多輪迭代。SpaceX于2022年發(fā)布了Raptor 2，并于2023年發(fā)布了Raptor 3。每次迭代都對引擎的主要部件進行了簡化，降低重量并提升推力，很符合馬斯克的第一性原理。

Raptor 3的重量約為1400公斤，與初始的Raptor 1的2000公斤相比，減少了30%，推動力從185噸提升到了269噸。

主要競爭對手：貝索斯的Blue Origin

在運載火箭發(fā)射領(lǐng)域，SpaceX具備壓倒性的競爭優(yōu)勢，目前其主要競爭對手是Blue Origin。

Blue Origin（藍色起源）是由Amazon的創(chuàng)始人Jeff Bezos在2000年創(chuàng)立的，總部位于華盛頓州肯特郡。

Blue Origin完全由Bezos本人出資。據(jù)Ars Technica估計，Bezos已投資100-200億美元。

Blue Origin目前有兩種運載火箭型號：New Shepard，New Glenn。

New Shepard是一種亞軌道、可復(fù)用、可載人的運載火箭，既可以用作太空旅游，也可以運輸有效載荷。其名稱源于第一位進入太空的美國宇航員Alan Shepard。

New Shepard從2010年正式開始研發(fā)，并于2015年開始測試。自2015年以來，New Shepard已經(jīng)完成了24次亞軌道飛行，其中有6次是載人任務(wù)。

在2022年9月的一次發(fā)射任務(wù)中，New Shepard的發(fā)動機噴嘴出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性故障，導(dǎo)致發(fā)射失敗。

New Glenn是Blue Origin正在開發(fā)的一款重型推力、可復(fù)用、可載人的運載火箭。憑借7米長的整流罩，它能夠向近地軌道（LEO）運載高達45噸的有效載荷。作為對比參考，這個數(shù)字對于SpaceX的Falcon 9而言是22.8噸，對于Space的星艦而言是100-150噸。

New Glenn也是一款兩級火箭，第一級由7臺BE-4引擎提供動力，其使用液氧和液化天然氣作為燃料。

Blue Origin表示New Glenn將于24年下半年進行首次發(fā)射，將NASA的研究機器人運送到火星。

除了Blue Origin之外，其他潛在競爭對手包括Arianespace，Rocket Lab，United Launch Alliance (ULA)等。

以上我們對SpaceX的發(fā)射板塊進行了全面解讀。