价格太贵，客户太少，商业航天到底怎么玩才能出圈？

　　原作者土星V号来源航天爱好者网
　　NASA选了三家，就一个靠谱的
　　如果说2021年航天界的热词是什么，那毫无疑问是商业航天。三家私人航天企业很巧合的都在今年开始商业旅游航天，当然和龙飞船Inspiration4的三天在轨飞行相比，蓝源的新薛帕德和维珍银河的团结号按照分钟计算的失重时间就显得太小儿科了（而且还不便宜，蓝色起源的一次要价2800万美元，主页君注）。12月初NASA又对美国三个私人航天公司发了招标，建造私人低轨空间站替代日渐老旧的国际空间站，未来NASA也将把部分国际空间站的运营转交给私人公司。很明显不管是私人还是官方都在给商业航天助推，造就了不少新闻头条，也让一个有趣问题浮出水面，商业航天能走多远？
　　三家商业空间站中标商的方案效果图
　　航天尤其是载人航天很贵，过去很贵现在依然很贵。哪怕按照SpaceX给NASA的价格，每个龙飞船的座位也需要5500万美金，除了政府机构外只有超级富翁和几个幸运儿能够负担得起，平民百姓依然遥不可及。所以为什么载人航天发射那么贵呢？这还要从经济学上的固定成本和变动成本来说。固定成本指的是不随销量变化而变化的成本，举例而言要当优步司机，固定成本便是购买汽车的费用，而变动成本便是油费。不管一天运多少客人，车的费用都不会变，但客人越多开的距离越多油费会消耗更多，随销量增加。一天送10个客人，变动成本是10个客人的油费，固定成本的汽车费用由10个客人分担。一天送100个客人，变动成本是100个客人的油费，固定成本的汽车费用则由100个客人分担。换言之，送的客人越多，变动成本不变但固定成本能分散的越开，运载每个客人的成本就越低，价格也就越便宜。
　　把汽车替换为火箭，商业航天的固定成本是建造发射场和研发火箭所需的资金，变动成本则是发射火箭运营飞船所需的资金。发现没？SpaceX复用火箭和复用飞船其实只是降低了变动成本，及不需要每次发射都从新造一个新的火箭和飞船，但并没有降低固定成本，而毫无疑问对于商业航天来说固定成本才是大头。龙飞船发射一次至少收费2。2亿美金，很大程度上是因为龙飞船和猎鹰9的研发成本已经接近9亿美金，如果算上SLC39A的租用和改造费用，至少有10亿美金。这也是SpaceX强调快速复用而不单单是复用的原因，快速复用增加发射次数，才能分摊高昂的固定成本。这不仅适用火箭，自然也适用星链。
　　显然NASA作为国家职能机构，可以先付钱搞投资覆盖一部分固定成本帮助商业航天公司起步，比如猎鹰9龙飞船的组合NASA就投资了约4亿美金。但NASA的钱也不是无限的，而作为任何盈利的商业机构，不可能指望其先投资，就像我们打车不可能先去投资给司机买车一样，商业航天只有把东西发射进太空才能收钱盈利，天然投资门槛很高。也就是说，商业航天其实是一个蛋生鸡鸡生蛋的死循环，扩大市场需要降低成本吸引投资，但降低成本需要扩大市场来降低固定成本，颇有些用WinRAR格式压缩文件发送WinRAR软件安装包的感觉。看着的确很令人沮丧，那有没有解开这个死循环的方法呢？还真有，且我们已经解开过一次了，那便是和商业航天一字只差的商业航空。
　　商业航空初期所面临的困难和商业航天非常相似，飞机研发价格昂贵，配套地勤设施等全部需要从零开始建造，航程的限制更加剧了成本问题，导致飞机票居高不下只有高收入人群才能支付。这也是商业航空早期水上飞机盛行的原因，水上飞机不需要建造单独的机场和跑道，还可一定程度上共用很多城市已有的码头设施，跨洋飞行时遇到意外也可迫降成船，既降低固定成本又保证安全。
　　举例而言1930年代泛美航空公司的跨越太平洋航线，旧金山火奴鲁鲁中途岛威克岛关岛马尼拉香港，这在现在看来难以想象的飞行航程需要7天来完成，价格也不菲要950美金，大约等于现在的18000美金，与之相比现在从旧金山到香港的机票只要约600美金。
　　现在不止能直飞，而且还是双引擎飞机
　　跨太平洋航线价格不菲的原因，是因为水上飞机的航程不够直接从中途岛飞到关岛，泛美航空公司需要在中途停靠威克岛加油，这就导致泛美要从零开始在无人居住的威克岛上建造供水上飞机和乘客使用的所有设施，包括维修设备，油料储存，淡水和食物储存以及人员居住设施等等。同样没有舒适居住设施的关岛和中途岛也需要大幅度改造，而这些全都是在卖出第一张票前就要做的固定成本。有趣的是泛美航空公司总裁胡安特里普恰好也参加了这趟航程商业运营前的首飞，顺带拉上了当时美国国会参议院商务委员会主席。
　　特里普自然知道这高昂的票价只有一小部分乘客能负担，因此泛美的跨太平洋航线还有个重要作用在于邮寄信件。同时期跨太平洋的邮轮需要16天才能把信件从旧金山送到香港，泛美能把时间缩短一半，毫无疑问会给美国的邮政业务带来巨大影响。国营的邮政业务不担心盈利，自然愿意投资缩短运送时间的业务，领事馆之间的交流更不在乎信件价格。是不是觉得这个套路很熟悉？
　　特里普在航线首飞时亲自兼职邮差送的信件
　　所以商业航空早期鸡生蛋蛋生鸡的死循环，是怎么解开让票价变成只有原来三十分之一的呢？我想了解一些二战史的人应该看到威克岛中途岛和关岛的名字就懂了，第二次世界大战的爆发尤其是美国的参战，彻底改变了商业航空的环境。美国政府庞大的资金支持飞机，尤其是大型飞机的研发，训练了一大批熟练的生产工人和机组人员，战后他们都需要新的工作。更为重要的是为了能起降诸如C47大型运输机，B17，B29等重型轰炸机，美国军方出资，给这些太平洋上有重要战略意义的岛屿都建立了庞大的军用机场。
　　这些在战后成了天然的民用机场，大幅度降低了商业航空发展的固定成本，大量商业航空公司得以诞生，需求增加同样给了飞机制造商开发新飞机的动力，波音阴差阳错造出的747终于让飞行不再是富人的专利。当然这不是说商业航天要成功再需要一次世界大战，而是说解开这死循环的关键在于要先诞生一个带来收入的产业，只不过让商业航空蓬勃发展的产业是军队和军工企业而已。这也是NASA致力于商业化部分国际空间站的原因，太空旅游只是极少数人的娱乐，就像泛美的跨太平洋航线一样，除了超级富豪的旅游外便只能由政府机构非盈利的运营来支持，更何况若商业航天若想成功，把票价除以30还是远远不够的。
　　美国所有载人飞船及俄罗斯联盟飞船的每座报价对比图
　　（已考虑通胀，联盟飞船报价来自2017年12座集中采购报价）
　　那么问题来了，什么样的太空产业才能在近未来获得发展带来收入呢？开采小行星的矿产在遥远的未来或许可行，但现阶段从未有过改变小行星轨道的尝试，太空矿产开采成本也无法和地球上开采的价格竞争，至少在可预见的未来地球上还有足够的稀有金属，而太空开采高昂的运输成本让其在起跑线就已经输了。那么太空种植的蔬菜呢？这的确价格能勉强竞争，但蔬菜水果等食物含水量高，每千克带来的价值并不高，在龙飞船送回地面的质量只有数吨的前提下，太空种植并不是能带来足够收入的产业。大体而言，现阶段太空产业要满足至少3个要求：
　　1）低重力环境下独有
　　2）单位质量价值高
　　3）在有限空间下批量生产
　　一个符合的可能例子是光纤制造。互联网的发展使得光纤的需求大幅度增加，光纤的制造过程是用石英玻璃，特别塑料或氟化物加热后拉成的柔软细丝，因此对空间的要求并不大。比如国际空间站上的ZBLAN光纤生产测试装置，之前Crew1的宇航员MikeHopkins就曾在自己的推特上展示过：
　　光纤虽然价格并不昂贵，但其自身质量非常轻，在有限返回质量下能批量运输，将有商用意义长度的光纤送回地面。更关键的是由于没有重力影响，太空制造的光纤更容易分离出光纤原材料中的气泡和杂质，由于光纤传输的原理是光在导线内的全反射，杂质和气泡都会阻挡光线，减少杂质含量意味着能提升传输速度同时降低传输损耗，进而减少光纤传输时所需的信号放大站的数量，降低光纤铺设时的固定成本。
　　低重力环境下生产的ZBLAN（左）和正常重力下生产的ZBLAN（右）
　　高性能光纤能以更高价格出售，成为商业航天的投资资金，进一步扩大光纤的产能，带来更多的收入并吸引更多的投资，达成良心循环。商业航天能走多远，不如看什么时候太空制造业能离开实验室，规模化成为一个带来收入的产业。未来太空能否真如科幻作品中展示的那样，成为中产阶级便能负担的开销，如航空一样对大众开放，并不取决于一两个超级富豪的旅游观光，而取决于太空制造业能走多远。