长射太空炮能启动轨道经济吗？

不用火箭如何降低发射成本？

自 1957 年发射第一颗人造卫星 Sputnik 以来，我们已经熟悉了使用火箭到达外太空的景象。但火箭本身就很昂贵，因为它们必须燃烧大量燃料来承载自身重量（以及燃料的重量），并且需要有能够承受燃料燃烧产生的极端条件的反应堆。

最近，得益于 SpaceX 的可重复使用火箭，进入轨道的发射成本大幅下降。如果建造并成功建造了大型太空船队，这些成本可能会继续下降到每公斤 100-200 美元。

来源: 方舟投资

尽管如此，这比任何其他运输方式都要昂贵很多倍。因此，太空中的任何大型项目似乎注定会非常昂贵。

到目前为止，人们设想的替代方案仅可分为以下两类：

• 昂贵的大型项目依赖于未经证实的技术，如质量驱动器或太空电梯。这是我们在“太空基础设施——建造通向天堂的阶梯“。
• 就地生产，利用在月球或小行星上开采的资源，用太空资源建造太空设备，无需从地球上空运来。

不幸的是，目前这两个目标都还遥不可及，可能还得等上几十年才能成为现实。

但也许还有第三种方法，即从地球向轨道发送大量材料，然后在轨道上制造它们。这是由 远景空间，该公司正在开发文字太空规范。

太空大炮

有趣的是，巨型大炮可能是人们想象到的第一个到达外太空的方法，正如儒勒·凡尔纳的原科幻小说“从地球到月球”。在 1865 年的小说（及其续集“绕月”）中，主角们使用一门巨大的大炮前往月球，因为在当时，火箭的概念几乎不存在。

来源: 国家航空航天博物馆

这一概念后来被进一步探索， 高海拔研究项目  （HARP）和 超高海拔研究项目  （锋利的）。

竖琴

由美国陆军研究与发展中心资助的 HARP 项目使用一门长 120 英尺（36 米）、重 200 吨的超大海军大炮尝试将卫星送入轨道。

它成功将测试子弹发射到高达 80 公里的高度，然后使用 Yuma Gun 将其发射到 180 公里的高度（国际空间站绕地球运行的高度为 408 公里）。

来源: 阿斯特罗尼克斯

不幸的是，资金短缺和政治斗争会导致该计划脱轨。

事情的发展就像间谍电影里的情节一样，HARP 背后的策划者是加拿大炮兵专家 杰拉尔德·布尔，后来又为萨达姆·侯赛因从事类似想法的巴比伦计划，直到 1990 年布尔被暗杀。

尖锐

这项美国陆军设计于 1992 年投入使用，不直接依靠爆炸推进，而是依靠甲烷和氢气通过一系列爆炸压缩。它总共使用了 425 英尺炮长（129 米）。

来源: 阿斯特罗尼克斯

它原本有望成为“儒勒·凡尔纳火箭”的第一步。但这款火箭高达 1 亿美元的造价使其无法投产。

同样，SHARP 项目的大学衍生公司 Quicklaunch 也曾尝试利用私人资金来建设该项目，但最终于 2005 年关闭。

Longshot 的太空枪

Longshot 的设计也以气体压缩为基础，这是其在开发太空枪的一系列尝试中的最新一次尝试。

最终，Longshot 的设计是第一款超音速原型机（二战时期的 V2）的迭代，其中连续安装了多个气体喷射器。然而，事实证明，用它瞄准不同目标非常困难，它在一次盟军轰炸中被摧毁。

来源: 远景空间

多个喷射器意味着它们可以由廉价的材料制成，而这些材料不是为了承受高温或高压而设计的（与火箭反应堆喷嘴相反）。

用 Longshot 团队的话来说，“火箭是好武器但价格昂贵，太空枪是坏武器但便宜”。

来源: Longshot Space 的 X 帐户

与 HARP 和 SHARP 类似，他们计划使用氢气，因为这种气体重量轻，可以实现最大速度。

来源: 远景空间

但这一次，目标更加宏伟，需要更长的大炮，以实现更快的速度和加速度。

通过将发射筒长度延长至 500 多米并添加更多助推器，Longshot 将能够将高达 100 KG 的有效载荷加速到 5 马赫以上，您的手机可以承受的加速负载，而且价格明显低于目前基于火箭的加速器系统。

太空枪问题

尽管太空枪已经尝试过多次，但迄今为止尚未取得商业成功。

那么，Longshot 的计划是否现实呢？嗯，也许可以，只要它能解决之前太空枪项目夭折的问题。

加速度

首先要明白的是，与儒勒·凡尔纳最初的想法相反，太空枪不太可能被用来运送人员或任何易碎物品。

这是因为该设计会对有效载荷施加高达 100G 的加速度力，至少是人体所能承受的加速度力的 3 倍。

即使是卫星，也需要进行加固，才能在发射时承受如此残酷的加速。

轨道

另一个问题是，就发射本身而言，太空枪无法将物体送入稳定的轨道。它们要么落回地球，要么脱离地球引力。

因此，所有有效载荷都需要进行某种航向修正才能到达稳定的轨道。

Payload

之前项目的另一个限制是，他们最终只能将几公斤的物质发射到太空。虽然这对于当时的卫星来说是可以接受的，并且与当时的火箭有效载荷相比，但即将到来的 100-200 吨星际飞船有效载荷改变了这一现状。

因此实际上，太空枪至少需要数十或数百公斤的有效载荷，以及非常规律的发射时间表，才能与 SpaceX 最新火箭的性能相匹配。

系统复杂性

自 1980 世纪 1990 年代和 XNUMX 年代以来，电力电子、计算、材料科学、能源生产等许多基础技术取得了很大进展。

这意味着太空枪工程的细节今天可能比 40 年前更便宜和/或更好。例如，精确的计算机建模、太阳能产生氢气、在正确的时间注入气体、电子制导系统能够承受 100G 等。

市场准备

直到最近，轨道发射市场主要还是政府、一些电信卫星和一些科学任务。随着太空旅游、计划中的月球基地，甚至火星殖民化，这种情况正在迅速改变。

这彻底改变了太空枪公司所面临的经济状况，并可能为技术成熟前带来更多资金，而之前的所有项目都是因为技术成熟而被终止的。

太空经济还将开辟一个巨大的潜在市场，这是1990世纪XNUMX年代所缺少的。

Longshot 的太空进展

Longshot 的时间线

从各方面来看，Longshot Space 都符合简陋的、车库式的初创企业原型。

该公司于 2020 年在亲朋好友的资助下成立，到 3 年第三季度几乎破产，并建造了一架速度达到 2021 马赫的原型机。

当时，美国空军授予该公司 2 万美元的直接进入第二阶段的 SBIR 计划。这将验证该公司的技术并帮助进一步筹集资金。资金来自 太空基金 而 Sam Altman（OpenAI 创始人）将种子轮前融资金额增加至 1.5 万美元。

他们在加利福尼亚州奥克兰制造了一架新原型机，速度达到了 4.8 马赫。

来自空军的进一步资助和融资，包括 5 万美元的新资金，总计 8 万美元。

这将用于在内华达沙漠建造一把长达 500 米的巨型枪，以将 100 公斤的有效载荷推至 5 马赫。转移到内华达州将增加测试的安全性，并使用不稳定但更强大的氢气。

我们的目标是从这里不断迭代，“接下来是 6 马赫，然后是 15 马赫，然后是 25 马赫”。

竞争地位

从某种程度上来说，SpaceX 的成功对于 Longshot 和所有其他太空发射初创公司来说既是繁荣又是诅咒。

一方面，它向投资者证明了这是一个可以盈利的项目，这在 2012 年甚至被认为是不可能的。

另一方面，这意味着竞争非常激烈，而 SpaceX 只需击败波音等习惯于“成本加成合同”的公司即可。现在要达到的门槛要高得多，而且越来越难。

因此，与 SpaceX 的竞争确实意味着，一枚火箭的发射成本为 1,000 美元/公斤，甚至是前所未有的 500 美元/公斤可能还不够。

这也意味着差异化至关重要。虽然 SpaceX 可以用复杂易碎的有效载荷发射人类，但像 Longshot Space 或 Spinlaunch 这样的公司可以瞄准其他东西：笨重、更简单的有效载荷。

如果我们想在太空中扩张，这实际上是必须的，正如我们在“未来的太空经济” 。建造大型轨道太阳能电池阵列为整个地球供电所需的原材料也与“太空能源解决方案带来无尽的清洁能源“。

应用

给火箭加油

假设 Longshot 能够以低廉的成本（<100 美元/公斤）将有效载荷送入轨道，那么一个应用似乎非常简单：为星际飞船加油。因此，SpaceX 的进展可能会再次增强其竞争力。

目前，将星际飞船降落在月球或火星的计划依赖于再发射几艘星际飞船为留在轨道上的那艘飞船补充燃料。根据星际飞船的实际有效载荷， 这意味着实际上需要总共 15 至 30 次发射才能将一艘星际飞船送上月球.

这是因为每艘星际飞船到达轨道时几乎都是空的，几乎没有剩余的运载能力来装载额外的燃料。在最佳情况下，每艘星际飞船的发射成本预计为 5 万美元（NASA 还要支付更多费用），这意味着整个登月计划仅在加油方面就可能花费 100 亿至 150 亿美元甚至更多。

相反，像 Longshot 这样的系统可以将炮弹状容器送入轨道。然后，这些容器可以被一艘专用的轨道飞船捕获，并运回需要加油的星际飞船。

因此，月球加油任务可能是太空枪的第一个实际用例，也是 Longshot Space 的第一个商业合同。

原料

最终，Longshot 太空枪可用于将任何足够坚固、能够承受 100G 加速度的材料送入轨道。

理论上， 这可能包括电子产品，包括消费级的，但需要在实践中进行检验。

当然，也包括各种原材料。假设发射成本低至每公斤 10-100 美元左右，那么就可以将大量钢板、铝、多晶硅、基本电子元件，甚至水或食物等送入轨道。

例如，有研究表明 一旦发射成本降至 500 美元/千克以下，太空太阳能发电就具有经济意义.

然后，这些应该由太空自动化工厂加工成有用的材料，例如辐射屏蔽（钢和水）、太阳能电池板（多晶硅）、轨道镜（铝）等。

这将从根本上降低轨道空间站和太空栖息地的总体成本。

火星自行车

太空中廉价的散装材料对于建造奥尔德林输送机/循环器也可能是必不可少的，或者 火星自行车 可以永久地在轨道上运行，因此它会定期出现在地球和火星附近。

来源: 伊桑·麦克唐纳

这样，你就可以建造一个永久性的空间站，供人们往返火星。它将拥有强大的辐射屏蔽和食品生产能力，以及更舒适宽敞的房间和体育设施，让人们即使在没有重力的情况下也能保持体形。

它可以避免每次前往火星时必须加速和减慢整个屏蔽、生命支持和食物供应的速度。

微型卫星

今天有一整类 微型卫星 重量为 10-180 公斤。其中包括最近用于发射廉价卫星群的立方体卫星。

来源: 美国航空航天局

最终，像 Starlink 卫星（260 公斤）这样的基于互联网的卫星甚至可能被纳入使用太空枪而不是火箭发射的模型中。

太空武器

太空军事化是一个非常热门的话题，它会违反多项国际条约。

它甚至可能使人类面临凯斯勒综合症的威胁，即轨道上有大量轨道碎片，以至于我们被困在地球上。

尽管如此，以超低成本发射数十甚至数百公斤的有效载荷的前景具有潜在的军事应用。这可能包括反卫星武器、高超音速导弹、监视工具等。

随着俄罗斯、伊朗和中国的地缘政治紧张局势不断升级，这不是一件小事。

这可能是 Longshot Space 首先从美国空军获得资助的原因，特别是自从美国在特朗普总统任期内正式成立军事太空部队以来。

因此，尽管太空枪从火炮的意义上来说不是一种好的武器，但它仍然是大国想要控制的一项关键军事技术。

投资太空基础设施

太空是一个非常成熟的行业，在可重复使用火箭的推动下经历了重生和爆炸式增长。我们在文章“可重复使用火箭通过大幅降低成本创造多个新市场“。

当前航天市场规模为 443 亿美元、太空旅游和高超音速飞行可以再增加 350 亿美元的收入，此外还可以增加 卫星互联网价值预计将达到 17 亿美元，以及军事应用和补贴的月球基地、科学项目等。这还不包括小行星采矿等更具投机性（但可能非常有利可图）的想法。

您可以通过许多经纪人投资与太空相关的公司，您可以在此网站上找到我们对最佳经纪人的推荐 美国, 加拿大, 澳大利亚, 英国, 以及许多其他国家.

如果你对选择特定的太空相关公司不感兴趣，你也可以研究以下 ETF： ARK 太空探索与创新 ETF (ARKX) or VanEck Space Innovators UCITS ETF (JEDI) 利用整个航天领域的增长。

太空基础设施公司

1. 火箭实验室

火箭实验室是可重复使用火箭市场最有力的竞争者之一。该公司最初专注于小型火箭，包括 Electron 发射系统（有效载荷 320 公斤），目前正逐步转变为小型火箭 部分可重复使用的火箭迄今为止，Electron 已在 177 次发射中部署了 44 颗卫星。

之后，Rocket Lab 正在考虑制造一款中型可重复使用火箭 Neutron，可与 Falcon 9 相媲美（完全可重复使用模式下可向低地球轨道运送 8,000 公斤，向火星或金星运送 1,500 公斤）。Neutron 将由甲烷燃烧火箭发动机提供动力（类似 Starship），这似乎将成为下一代火箭的趋势。

该公司以其完全垂直整合的卫星制造流程而闻名，这使其能够优化成本和设计速度。这使其与 NASA 和美国政府签订了多项合同，包括 价值 515 亿美元的军事卫星合同。 和 Globalstar 价值 143 亿美元的民用合同.

Rocket Lab也是主要制造商 2022 年收购 SolAero Technologies 后，卫星太阳能电池板，有 1000 多颗卫星由这些电池板供电，总共生产了 4MW 太阳能电池。

来源: 火箭实验室

目前，其发射系统依赖外部供应商，但 一系列战略收购 应该改变这种状况，在发射系统中复制卫星设计和制造中已经实现的垂直一体化。

该公司还在研究电信 LEO 星座产生经常性收入的可能性。它还为以下领域的研究做出贡献： 与 Varda Space Industries 一起进行太空制造 和 轨道碎片检查.

虽然 SpaceX 拥有埃隆·马斯克 (Elon Musk) 的商业才能，可以从头开始开发其技术，但 Rocket Lab 采用研发和收购相结合的方式来垂直整合所需的技术。事实证明，这在卫星制造中非常成功，他们现在正在寻求将这一策略复制到可重复使用的火箭中。

考虑到卫星生产和 Electron 的成功所带来的现有现金流，Rocket Lab 是赶超 SpaceX 的不错选择，至少在几十年后大规模驱动器和其他基础设施建成之前是如此。

2. 维珍银河

该公司由理查德·布兰森创立，专注于太空旅游。

门票价格在 250,000 美元至 450,000 美元之间，等待名单很长。第一批客户似乎对他们的体验感到欣喜若狂：

“我一直都知道这将是我一生中最非凡的经历。我一直都知道这一点。人们告诉我这将会是。但当它是……并且它与你认为你将拥有的体验处于另一个层面时……那么就很难解释了。”

“这是我一生中最美好的一天，也是我一生中最激动人心的一天。没有比这更好的了。这超出了我最疯狂的梦想。”

维珍银河一直致力于提高单位经济效益，采用新的发射系统“Delta”可搭载 6 名乘客（而不是 4 名），每月飞行 8 次（而不是 XNUMX 次）。

这两项改进的指标相结合，将使每架飞机的收入提高 2 倍，并且每架达美班车的投资回收期将少于 12 个月。达美航空预计将于 6 年中期进行飞行测试。

来源: 维珍银河

外汇市场 当布兰森宣布不再进一步投资维珍银河时，他们感到担忧。尤其是在裁员185名员工以及2024年暂停太空飞行之后，等待达美航空航天飞机的到来，降低烧钱速度。

尽管如此，维珍银河预计将有足够的现金运营到 2025 年或 2026 年。因此，如果达美航空飞行系统的开发顺利（在航空航天业中是一个冒险的提议），该公司应该能够专注于重启和增加现金流，具有以单位为基础盈利的系统。并让公司在2026年实现正现金流。

来源: 维珍银河

（需要注意的是，维珍银河与维珍轨道不同，维珍轨道于2023年XNUMX月申请破产，提供小型卫星发射服务， Rocket Lab 收购该公司的长滩工厂、制造和工具资产).

维珍轨道公司最近的破产以及创始人理查德·布兰森与维珍银河的疏远损害了该公司在投资者心目中的形象，导致股价在 2023 年和 2024 年暴跌。

强烈建议对股票本身保持谨慎。

同时，之前客户的满意度、明确的盈利设计计划（达美航空班车）以及一长串潜在客户等候名单表明，即使没有筹集更多资金，该公司仍有生存能力。

只要它能尽快让德尔塔级航天飞机起飞就行了。到目前为止， 用于建造 Delta 的工厂已经完工，预计将于 1 年第一季度开始动工.

很多事情都将依赖于达美航空班车的开发、制造和运营的成功，以及在 2025 年底之前实现这一目标。

如果是这样的话，较低的估值将为投资者创造以折扣价购买公司股票的机会。