海豚研究专栏

2025年年底以来，商业航天成为资本市场热门话题，这波热潮的核心引爆点，正是 SpaceX计划登陆资本市场融资的消息。这家企业凭借可回收火箭技术，大幅压低卫星发射成本，彻底重塑了航天产业的竞争格局。本文梳理SpaceX的发展脉络与商业逻辑，冀为商业航天的投资机会研究找准方向，并聚焦探讨三大核心问题：SpaceX 如何藉可回收技术崛起、实际降本成效几何？马斯克一改初衷推动上市，背后核心原因是什么？其构想的太空算力落地可行性有多大、行业当前发展又到了哪一阶段？

  一、SpaceX的成长史

1. 布局火箭与卫星技术，夺得NASA合约

2002年马斯克在加州创立SpaceX，受科幻作品启发，核心目标是实现火星探索、让人类成为“多行星物种”，以延续人类文明。他认为人类暂未登陆火星的核心掣肘是火箭发射成本过高，因此立志通过火箭可重复使用技术压降发射成本。同时他深知，火星探索的前提是实现地球轨道商业获利，计划以商业发射业务结合可复用技术积累资金。

火箭技术是SpaceX初期的难题，企业也同步布局卫星技术，2005年收购擅长低成本小卫星研发与快速交付的SSTL，契合自身发展需求。2006年NASA因哥伦比亚号失事陷入发展困境，SpaceX趁机拿下商业轨道运输服务合约（COTS），并启动Dragon龙飞船研发；2008年Falcon 1火箭第四次发射成功，SpaceX再获NASA价值16亿美元的商业补给服务合约。



（长桥海豚研究提供）

2. Falcon 9实现一级可回收

2010年，Dragon龙飞船搭载Falcon 9火箭首飞并成功入轨回收；2012年该飞船与国际空间站对接并返航，SpaceX正式成为NASA核心承包商。2014年Starlink计划立项，其商业模式落地依托可回收火箭技术，也是SpaceX至今最主要的现金流来源。

2015年Falcon 9火箭一级推进器实现陆上回收，这是其与传统火箭的核心差异。火箭整体成本中主体制造成本占比极高、燃料成本占比低，主流液体燃料火箭的二级推进结构里，一级推进器成本占比最高。发射时一级推进器先点火，将火箭推送至高空后与二级分离，二级发动机接续工作，最终将有效载荷送至预定轨道。



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火箭采用分级架构，一是为逐级减重实现推进效率最大化，二是可针对稠密大气层、真空不同环境设计专用发动机，一级发动机喷管短粗适合大气层，二级真空发动机喷管为钟形。



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由此可见，实现一级推进器的多次回收与重复使用，对火箭发射的降本意义极为显著。

3. 向彻底的可回收迈进

2016年Falcon 9火箭一级推进器实现海上无人船平台回收，大幅提升回收灵活性，适用于高轨道及重型载荷发射任务。2017年SpaceX首次用回收的二手火箭发射卫星，火箭复用进入工程应用阶段，同年其商业卫星发射次数跃居全球第一。

2018年SpaceX启动最新火箭Starship的原型机Starhopper生产与短距离测试，该火箭目标实现全体可复用，同时提升运载能力，计划将近地轨道发射成本降至100美元/kg，实现成本的又一次数量级降低。2020年Dragon龙飞船将两名宇航员送往国际空间站，标志着 SpaceX具备载人航天能力。

2021年及后，Starship各版本原型机陆续开展测试，目前已实现一级助推器“筷子”捕获、二级助推器垂直海上溅落。Starship V3版本已完成地面测试，预计2026年3月首飞，研发重点为攻克回收技术、测试轨道加油技术，而轨道加油是实现深空探索的重要技术基础。

4. Falcon 9、Starship分别可降低多少成本？

此处对两款火箭的降本效果进行测算：



（长桥海豚研究提供）

考虑到火箭成本缺乏公开披露的精确数据，本次测算以估测为主，仅供参考。

从测算结果可见，Falcon系列火箭的成本优势，一方面来自市场化运营与全产业链自研自产带来的综合降本，另一方面则源于一级推进器的重复使用。

但值得注意的是，一级重复使用带来的降本效果，并未让火箭发射成本出现数量级的变化；而未来若Starship实现全体可复用，并达到更高的复用次数，火箭发射成本将实现进一步的数量级降低。



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火箭发射的下游需求可分为多类，对SpaceX而言，核心需求主要包括自身的Starlink计划、商业卫星发射订单、美国政府及军方的订单，这也是当前SpaceX订单的主要构成；除此之外，还包括市场热议的太空算力，这也是未来潜在的重要需求。

  二、SpaceX上市动机的探讨

近期SpaceX即将上市的消息，让资本市场对商业航天的关注度达到新高度，这一消息也引发了市场的广泛疑问：此前马斯克曾多次公开表示，并不希望让SpaceX上市，原因是资本市场对短期盈利的追逐，会迫使企业放弃长期发展使命。

如今这些风险并未发生变化，马斯克却一反常态推动SpaceX上市，背后大概率是出现了其他现实因素的改变。想要理清这一问题，核心是理解马斯克的核心考量，透过其近期在公开场合的表述，可梳理出其背后的逻辑：

  1. 最大变化来自于算力瓶颈

（1）技术的融合：太空探索离不开AI

在马斯克的未来技术蓝图中，以AI为核心的信息技术，能够提升人类的“软件”效率；而人形机器人等技术，则可提升物质生产的“硬件”效率。他认为，这两类技术在不久的将来会实现融合，并推动人类文明迈向全新阶段。

在马斯克的商业版图中，不仅布局了智能驾驶，此后还将重心转向人形机器人；同时布局脑机接口、参与创立OpenAI后又创立xAI、收购Twitter，并在太空领域创立SpaceX。在这些核心领域完成布局后，马斯克未来的主要目标，就是推动这些技术的融合发展，而近期SpaceX宣布合并xAI，正是这一融合思路的体现。

（2）如何理解这种融合？

举个简单的例子——

受科幻作品启发，马斯克的宏伟目标是让人类成为跨行星物种，这一构想源于苏联天文学家卡尔达舍夫的“三级文明”概念 ——Ⅰ型文明可掌控行星能源，Ⅱ型文明能掌控恒星能源，跨行星生存正是向Ⅱ型文明迈进的方向，尽管当下人类尚未实现Ⅰ型文明。

马斯克推动这一目标，核心是为了延续人类文明：仅依托地球的文明天生脆弱，一旦遭遇毁灭性灾难，人类文明或就此消亡。同时，科幻作品也激发了他的宇宙探索欲，他认为人类若始终困于地球，科技难有跨越式发展，更难触及宇宙的未知真相。

这也是马斯克极度重视火星探索的原因，Starship火箭的核心研发任务之一，便是实现火星探索，其运载能力更是他构想中“火星移民”的关键。此外，他还认为，让具备AI能力的人形机器人先行登陆火星，开展前期探测与准备工作，比人类直接登陆火星更具可行性。至此，SpaceX、人形机器人、AI三大领域实现了紧密的联系。



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（3）AI的快速发展和遭遇的电力瓶颈

近几年AI技术的快速发展，是人类社会的显著变化之一，而从上述分析可见，AI在马斯克的技术蓝图中具备核心地位。马斯克曾在多个场合强调，AI的进化速度超出了他的想象，而他想要赢得这场“AI战争”，核心关键之一，就是比竞争对手更高效地布局算力资产。

这就涉及到美国AI算力设施的投资与建设，这并非本文的分析重点，但需要明确的是，当前美国数据中心建设的最大瓶颈是能源供给。包括黄仁勋在内的业内人士，也曾多次提及美国的能源瓶颈问题：算力中心是典型的用电大户，但美国的输电网、配电设施乃至发电端的建设都严重滞后，且这一问题短期内难以弥补。

（4）于是，能够率先破解能源瓶颈的，自然有机会实现弯道超车

基于此，马斯克提出在太空布局数据中心的构想，核心是其可破解地面能源瓶颈：太空光伏效率远超地面，地球同步轨道的光伏组件可实现24小时持续发电（地面光伏每日有效发电不足4小时），且无大气层削弱太阳辐照，更不受美国电网建设滞后的影响。这一构想堪比物理学家弗里曼.戴森的“戴森球”，也是人类向卡尔达舍夫Ⅱ型文明迈进的重要方向。

SpaceX已付诸行动：计划未来两至三年内发射人工智能卫星，向美国FCC申请规划100万颗卫星组成的“轨道数据中心系统”，同时大力布局大规模太阳能产业，产能瞄准 100GW。这一系列布局需巨额资本开支，也是SpaceX急于融资的最主要原因，其上市考量则不止于此。

  2、从外部环境来说，SpaceX自身也面临诸多压力

（1）Starlink 项目需持续扩大资本开支

据市场数据，Starlink为SpaceX贡献了约50-80%的收入，其核心是透过布局于近地轨道的大量卫星，搭建覆盖全球的卫星宽带网络，功能相当于传统地面通讯网络的中继节点、交换节点与基站。

该项目的核心优势是不受地面地理条件限制，在地球任意位置均可使用，对偏远地区、海上船舶、各类飞行器等地面宽带难以覆盖的场景而言，具备独特价值。不同于传统卫星通讯，Starlink的卫星数量极为庞大，V1版本有数千颗、V2版本达数万颗，正是依靠 SpaceX的可复用火箭大幅压低发射成本，其商业模式才得以实现。

美国通讯网络发展相对滞后，地广人稀区域缺乏基建、光纤等设施建造成本高昂，再加上市场被少数运营商垄断推高宽带费用，让卫星通讯在当地的价值远高于中国。太空算力的落地尚远，Starlink因此成为 SpaceX当下最实际的现金流来源，其商业化的成熟也成为重要背书，有助于公司后续争取美国政府及军方的订单。

我们做个测算：



（长桥海豚研究提供）

现役的Starlink卫星以V1版本（主要是V1.5和V2 mini）为主，目前因用户大量涌入出现带宽下降、体验变差的问题，直接制约了用户增长。未来SpaceX计划发射V2卫星，虽能大幅提升网络容量，却需要巨额资金投入 ——V1.5版本卫星造价仅15亿美元，V2版本或飙升至600亿美元以上。

且这一测算基于理论假设，现实中Starlink未来将面临激烈竞争，难以维持一家独大的格局，相关盈利预期或偏乐观。

（2）行业竞争加剧，资源争夺紧迫

SpaceX的全球互联业务正面临贝索斯及中国相关布局的挑战，其布局的D2D手机直连（通讯卫星直连手机）业务，也受到$AST SpaceMobile（ASTS.US）等企业的竞争压力。

频谱与轨道资源相当有限，且Starlink在乌克兰冲突中已展现背后巨大的军事价值，这类资源的争夺不仅关系商业利益，更牵涉各国国家安全，因此当前相关资源的争夺具备强烈紧迫性。有关行业竞争格局及对手布局进展，我们将在下篇进一步探讨。

（3）政府订单不稳，监管压力持续

与NASA的合作存在不确定性：此前美国总统川普与马斯克产生矛盾，曾威胁终止 SpaceX价值数十亿美元的政府补贴与合同，并撤回其NASA局长提名；其后因Starship多次测试失败导致NASA 的 Artemis计划延迟，NASA代理局长已重新向Blue Origin等竞争对手开放月球着陆器合同。

此外，SpaceX推进Starship项目期间，持续面对美国联邦航空管理局（FAA）及其他监管机构的严格审查。而上市或可强化公司市场叙事，形成“大而不能倒”的行业地位，这也是SpaceX考虑上市的因素之一。

  三、太空算力真的能够实现吗？

1. 美国和中国从实验角度已经取得一些进展

当前已有不少企业与科研机构，对太空算力展开了前期布局，相关工作基本处于实验与技术验证阶段，且主要集中在美国与中国。



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  2、如果要实现太空算力，会面临什么瓶颈呢？

（1）发射成本问题

这也是SpaceX当前正着力解决的核心问题。根据Google发表的相关论文计算，若将卫星运送至近地轨道（LEO）的火箭发射成本，能降至200美元/公斤以下，太空数据中心在经济层面便具备可行性。

据其测算，当发射成本低于200美元/公斤时，Starlink V2卫星搭建的太空数据中心，整体成本在810-7,500美元/kW/年，而美国地面数据中心的能源成本在570-3,000美元/kW/年，两者的成本在数量级上基本相当。

（2）辐射防护问题

太空中存在大量的宇宙射线与高能粒子，这些辐射会引发芯片的TID总剂量效应和SEEs单粒子效应，最终导致数据计算出现错误。

若要解决这一问题，就需要为芯片增加抗辐射配置，这无疑会增加硬件的研发与制造成本。此外，过去为了减小辐射对芯片的影响，卫星所采用的芯片多为传统制程，制程工艺越落后，芯片受辐射的影响越小，但此类芯片的算力远无法满足太空算力的需求；

而若采用先进制程芯片，则必须配备严格的容错架构，这又会影响芯片的计算效率。

不过根据Google的相关论文测试结果，其使用V6e Trillium云端TPU搭配AMD服务器主机进行TID测试后发现，仅有HBM存储模块表现出较高的TID敏感性，在2 krad（Si）的剂量下出现数据失序，但这一剂量也已达到太空环境要求的剂量下限的3倍。

除此之外，整个系统的端到端计算始终能保持正常运作；而在SEEs测试中，HBM存储模块与计算机整体的表现，也与TID测试的结果相近。总体而言，搭配该款TPU的服务器，能够承受太空环境的辐射冲击。

（3）真空散热问题

太空中处于真空状态，没有空气作为散热介质，芯片与设备的散热只能依靠热辐射实现，而热辐射的散热效率极低。当前相对具备可行性的解决方案，是为太空数据中心配置流体回路与辐射散热器。

辐射散热器可透过扩大散热面积，弥补热辐射散热效率低的问题，但这会增加设备的研发与发射成本；同时，流体回路相关的技术，仍有诸多技术瓶颈需要进一步攻克。



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（4）能源供给问题

虽然在地球同步轨道配置太空光伏，理论上可实现24小时不间断发电，且发电效率高于地面，但在太空中布局大规模的光伏阵列，技术难度极大。且太空使用的光伏组件，与地面光伏组件存在本质差异，必须能适应太空的高辐射、真空、高温等极端环境。

当前主流的太空光伏组件采用GaAs（砷化镓）材料，因为其能适应太空的极端环境；未来行业或许会采用p型HJT或钙钛矿材料，但其成本显然仍会高于普通的地面光伏组件。

（5）数据传输问题

当前Starlink卫星已能配置传输速率达100Gbps的激光链路，中国也在推进100Gbps激光通讯链路的技术研发，但这一传输速率仍无法满足算力集群的需求，太空算力的实现，需要10Tbps甚至100Tbps的传输带宽。

若要大幅提升传输带宽，就需要增加激光终端的配置，这又会增加卫星的重量与制造成本。

不过根据Google的相关论文，透过使用商业现成的DWDM收发器技术，能够实现单条链路的聚合带宽达到10Tbps，该技术的短板是不适合长距离传输。因此一个具备可行性的解决方案，是采用卫星近距离编队的方式，将卫星之间的距离控制在数百公里或更短，以此降低传输成本。



（长桥海豚研究提供）

（6）在轨维护问题

当前太空机器人的维护技术仍处于实验阶段，因此对于太空数据中心的设备故障，主要只能依靠卫星自身配备的自我诊断与修复能力，否则就需要频繁替换故障卫星。

此外，卫星部署入轨后，无法像地面数据中心那样更换算力芯片，若芯片出现故障，只能替换整颗卫星，这也会进一步增加太空算力的运营成本。

总结来说，当前太空算力面临的各类技术难题，在理论层面基本都有可实现的解决方案；但一方面，这些方案若要落地应用，还需要解决大量具体的技术细节问题；另一方面，也是最大的瓶颈，仍是成本问题，即太空算力的商业模式最终能否走通，能否实现经济层面的盈利。

  四、总结

从需求角度来看，商业航天及卫星产业中，Starlink率先实现了可落地的盈利模式，而太空资源的争夺与卡位，也赋予了行业增长的确定性；在此基础上，太空算力具备技术层面的可行性，这也在全球电力供给短缺的背景下，为商业航天产业赋予了一份实值期权。因此，我们整体对商业航天行业的需求增长保持乐观预期。

从产业参与者的角度来看，SpaceX为可回收火箭的商业化模式，走出了一条具备可行性的路径：透过可回收技术大幅降低火箭发射成本，无论是技术层面还是商业模式层面，都已得到验证。这一方面为整个商业航天行业带来了增长的确定性，另一方面也意味着，其他企业有机会沿着这一路径，依靠后发优势实现快速发展。

作者长桥海豚研究，专注有灵魂的思考、有态度的研究。