Dawn Aerospace——壮志凌云的新西兰火箭项目

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来源:The Icehouse原创                                  

作者:Tiantian

继新西兰火箭企业Rocket Lab转战美国后,又一家本土新型火箭公司——Dawn Aerospace开始了它的征程。这一次,The Icehouse吸取了上一次对待Rocket Lab过于谨慎的教训,稳、准、狠的把握住了投资机遇,将它直接推上了今年热度最高、规模最大的南半球天使投资盛宴——The Icehouse Showcase。这个火箭领域的后起之秀到底有着怎样的特殊之处,使得基金经理和投资人们无法淡定?

Dawn核心团队是由4名航空工程师和一名飞机设计师组成。他们对航空航天事业充满了热爱,从大学时期就曾在同一个项目组合作,之后又在Rocket Lab和Hyperion等公司共事,去年共同成立了Dawn Aerospace。

他们各有专长,分别在火箭研发、飞机制造、引擎设计、电气系统设计、行业客户开发等多方面有着丰富的经验。其中,James Powell作为新西兰民航局最年轻的专业成员,一直在从事飞行器的设计和审批工作,由于新西兰民航局的认证结果也被美国、欧洲等国的航天机构所接受,他的加盟给Dawn团队带来了核心技术以外的另一个关键性竞争优势。

图片版权为Dawn团队所有

在Dawn团队看来,火箭研发长期以来都是由国家机构主导,因为它所需要的研发人员、设施、燃料和运营成本都不是寻常企业所能负担的。只是近10年间,随着技术的快速提升和卫星体量的大幅减少,小型火箭市场开始兴起,民用火箭企业才得以出现和发展。Dawn成员们看到了这个趋势,但也发现火箭行业仍面临着众多挑战。

挑战

1、发射成本高

大部分火箭都不可回收,虽然开发很不容易,性能的提升也很难做到,但只能使用一次。若与飞机相类比,虽然一家波音客机或者空客非常昂贵,但如果可以多次重复使用,机票价格就变得非常亲民了。

  • 目前大部分火箭都是垂直发射,比如Rocket Lab公司使用3D打印发动机制造的火箭和埃隆·马斯克的SpaceX公司研发的猎鹰九号火箭等均在此列,也就是外形为“长杆”型的传统火箭。这种发射方式决定了它只能通过规模庞大、设施复杂的航天发射场才能发射,而且还必须要在严格的空中管制条件下进行,以免与民用航班、军用飞机等的飞行发生冲突,发射前还需要有1-2个月的时间来完成发射准备。因而,传统火箭的发射频次只能处于较低水平,且发射费用也会因为航天发射场的建设和维护以及协调严格的空管环境而上升。
  • 大部分火箭进行的都是轨道飞行,需要环绕地球一周,其飞行轨迹是一个完整的圆形或者椭圆,因此飞行路径较长,成本较高
  • 主流火箭的高运载力决定了每次发射必须装载足够多的运载物,否则利润就会大大降低,甚至不足以覆盖成本。但随着大量小卫星、微型卫星的出现,市场对火箭的运载量要求也在降低,因而造成了大体量火箭发射的等待时间和运营成本居高不下。


2、对环境和安全的影响

传统火箭使用的推进剂(联氨或偏二甲肼四氧化二氮等)含有剧毒,火箭发射基地的工作人员因为接触此类燃料致残或致死的情况并不鲜见;且因其毒性,基地在火箭发射后还需要清空发射区,这些都加剧了对环境和安全方面的威胁,并再次增加了运营和保障费用。

创新

1、针对上述问题,Dawn团队成员们研发出了全新的火箭,其特点为:

可回收。目前除SpaceX外能够实现重复使用的火箭企业很少,且SpaceX也只是回收一级火箭部分而非火箭全部。而硬件实现100%重复使用就极大的降低了Dawn每次的发射成本和整体运营成本。

水平起降。与Rocket Lab,SpaceX的垂直发射不同,Dawn团队的火箭使用火箭发动机和燃料,但采用了航天飞机的外形,因而可以实现水平起降。所以,它的发射并不需要庞杂而昂贵的发射基地,只需要使用普通机场即可实现,大大降低了基础设施建设和运营成本。此外,它不像传统火箭那样会有脱离的推进器坠落,而是自动返航,这不仅增加了安全性,且没有脱离的设备残骸需要海事部门配合打捞,因此发射成本和对周边区域的影响都进一步降低。

图片版权为Dawn团队所有

飞行轨道。Dawn团队的火箭系列将分为亚轨道飞行和轨道飞行两种,以此来满足不同的客户需求。亚轨道飞行的高度为海拔100公里,即卡门线以上的太空(参考美国军方和美国国家宇航局的标准,飞行高度超过50英里——80470米即为太空飞行)。由于亚轨道飞行的速度(一般为音速的2-6倍)和高度都较低,所以不能进行环绕地球的轨道飞行,其飞行轨迹是一条曲线,因而飞行距离相对较短,成本较低;而轨道飞行(速度一般为音速的25倍)的应用范围则更为广泛。

体量小。Dawn团队的火箭当前运载量适中,非常适合中小型卫星发射等商业用途。用交通工具来类比的话,大型火箭相当于公交车,如果达不到一定的人数,运营就很不经济,且路线是确定的,不能随意更改;而小型火箭相当于出租车,人数和路线都非常灵活,不用长久等待。

使用无毒、非低温推进剂。无毒、非低温推进剂的使用将是未来的趋势,这将大大降低对人身安全和环境的影响。

图片版权为Dawn团队所有

所有这些特点汇集到一起后我们发现,Dawn Aerospace研制的火箭完全符合空天飞机的特征:航天飞机的外表和高度流线型的机身,水平起降,可回收,使用无毒推进剂。空天飞机可算是航天飞机的升级版,也是未来航天产业发展的重中之重。它采用民用航空的滑跑起飞方式;在大气层内、外分两段飞行,可以自由切换飞行状态。而航天飞机必须使用火箭发射基地,主要在大气层外飞行,且在返航时一旦进入大气层,就只能降落,不可能再次飞到大气层外。

2、竞争力

空天飞机的本质是一种有着航天飞机外形的火箭。它最突出的特点就是低成本的进入太空,可提供的信息比卫星更多、更完备,但成本又比卫星和高空侦察机便宜很多;在投放、回收和维修卫星、运送宇航员和物资、保障通信和空对地作战方面有着广泛的用途。

此外由于大部分军用飞机和导弹都无法到达卡门线以上,因而亚轨道空天飞机的工作环境也相对比较安全。它发射近地卫星的费用只有航天飞机的1/5,而发射地球同步卫星的费用可减少一半。这使空天飞机在即将到来的太空商业竞争中立于不败之地。

图片版权为Dawn团队所有

在风险投资的关键环节——尽职调查中,ICE Angels邀请了多名来自相关领域的专家对该项目进行了详细评估。其中,来自NASA(美国宇航局)具有10年遥感行业经验的行业专家论证了市场需求和发展前景;新西兰民航局从飞行器审批的行业视角阐述了观点;来自麻省理工航天计算设计实验室的Max博士和来自卡拉汉创新的机电工程设计师从技术视角发表了观点;德勤合伙人和来自新西兰顶级商务律师事务所的法律专家就商业发展和知识产权分享了各自的看法。

通过充分的专业论证,该项目以硬件100%可回收、先进的引擎技术、无毒非低温推进剂、一天内多次发射、轻型耐热材料、巨大的利润优势和广阔的市场前景顺利通过了尽职调查。

此外,新西兰在火箭发射的地理位置方面还具有特殊优势,其维度位置决定了它具有比世界上任何发射场都大的发射方位角,这也是Rocket Lab在应投资方要求将公司迁往美国后,其发射场仍设在新西兰的原因。

发展前景

火箭发射是一个新型市场,从军用技术到商业应用,全球的相关企业和机构都在进行不断地探索。以SpaceX为例,猎鹰9号每次发射的价格为6100万美元,但其燃料不过20余万美元;而且,由于每颗卫星的发射倾角和轨道均有所不同,都需要定制。这些都为低成本火箭发射提供了一个每年千亿级的庞大市场。希望Dawn团队能够在The Icehouse旗下的私募股权基金及天使投资人们的支持下一飞冲天!


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