الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام لخلق أسواق جديدة متعددة من خلال خفض التكاليف بشكل جذري

ثورة الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام

Putting anything into the Earth’s orbit has always been a high-tech and expensive endeavor. And this is even more true for reaching other celestial bodies like the Moon or Mars.

كان السبب الرئيسي هو أن جميع الصواريخ كانت حتى وقت قريب نظامًا للاستخدام مرة واحدة فقط. تخيل ما سيكون عليه سعر السفر الجوي إذا تم تدمير الطائرات بعد كل رحلة. سيكون ذلك مكلفًا للغاية بحيث لا يستطيع تحمله سوى الحكومة، من معاهد البحث إلى الجيش، وربما مشروع تجاري خاص يبرر التكلفة.

كان من المفترض أن يكون نموذج المكوك الفضائي خطوة نحو القابلية لإعادة الاستخدام. لكن في الواقع، تكاليف التجديد والوقت المطلوب جعلتها ليست مختلفة كثيرًا عن إعادة بنائه من الصفر.

وحتى وقت قريب، كان هذا هو الحال تمامًا للوصول إلى الفضاء والأقمار الصناعية. ثم جاء SpaceX بقيادة إيلون ماسك مع صواريخ قابلة لإعادة الاستخدام حقًا. استغرق أول تجديد لصاروخ Falcon 9 بعض الوقت، لكن مع استقرار العملية واكتساب المزيد من الخبرة، تمكنت SpaceX تدريجيًا من تجهيز صاروخها مرة أخرى أسرع بـ10 مرات من متوسط الوقت الذي استغرقه المكوك الفضائي.

من الجدير بالذكر أن قابلية SpaceX لإعادة الاستخدام تتعلق بدافع الصاروخ، وهو شيء لم يُعاد استخدامه من قبل، لذا فإن المقارنة بالمكوك الفضائي لا تزال غير عادلة تجاه إنجازات SpaceX.

المصدر: Ark Invest

إعادة الاستخدام يعني انخفاض التكاليف

Making the rocket reusable completely changed the cost equation for reaching the orbit. The complex and expensive fuel tanks, injection systems, controls & rocket nuzzles can now amortize their manufacturing costs over dozens of commercial launches.

نتيجة لذلك، انخفضت تكلفة الإطلاق، المقاسة بالدولار لكل كيلوجرام، بأكثر من 10 أضعاف (درجة من الحجم). ومن المتوقع حدوث خفض آخر للتكلفة بنفس النطاق في السنوات القادمة.

المصدر: Ark Invest

عامل آخر في كفاءة SpaceX الرائدة هو المدة التي تستغرقها عمليات إعادة استخدام Falcon 9. للعودة إلى تشبيه الطائرة، حتى لو أُعيد استخدامها، فإن تذكرة الطائرة ستكون أكثر تكلفة بكثير إذا استغرق إعادتها إلى الجو نصف عام. ببساطة، ستحتاج إلى بناء المزيد من الطائرات لنفس كمية السفر (والإيرادات).

كان صاروخ Falcon 9 يستغرق أكثر من 200 يوم لإعادة الاستخدام في عام 2016، وحوالي 50 يومًا فقط في عام 2023.

المصدر: Ark Invest

بشكل إجمالي، أدى نجاح قابلية Falcon 9 لإعادة الاستخدام وتواتر رحلاته إلى وضع حيث تم رفع 80٪ من الكتلة التي وضعت في المدار في عام 2023 بواسطة SpaceX، متفوقًا على مجموعة Boeing + Lockheed + الصين + روسيا + الاتحاد الأوروبي + اليابان + الهند معًا.

المصدر: Ark Invest

فرصة كوكبة المدار الأرضي المنخفض (LEO)

Not all satellite orbits are created equals. Many satellites are located in geostationary orbits (GEO), which allow them to stay steadily above the same area of Earth. This is very useful for weather satellites, for example.

GEO is very far from Earth, 22,000 miles away. This provides one advantage: the satellites will fall back to Earth only in 1,000+ years.

المصدر: Ark Invest

ومع ذلك، فإن GEO خيار سيء جدًا للاتصالات. المسافة الهائلة بين الأرض والقمر الصناعي تجعل من غير الممكن تجنب وجود تأخير كبير. لذا، بينما هذا مقبول للإشارات أحادية الاتجاه (مثل برامج التلفزيون)، فإن الحصول على خدمة هاتف أو إنترنت ذات جودة جيدة بهذه الطريقة مستحيل، مع تأخير يبلغ 700 مللي ثانية. كما أن مواقع GEO نادرة وثمينة مما يزيد المشكلة.

بالمقارنة، يمكن لكوكبة من الأقمار الصناعية الصغيرة والخفيفة في مدار الأرض المنخفض (LEO) تحقيق تأخير منخفض يصل إلى 40 مللي ثانية، على ارتفاع 300 كيلومتر فقط فوق سطح الأرض.

المصدر: Ark Invest

SpaceX تبني بالفعل مثل هذه الكوكبة تحت علامة Starlink، التي أحدثت ثورة في الوصول إلى الإنترنت للمناطق النائية ذات الخدمات الضعيفة أو غير المغطاة على الإطلاق من قبل مزودي الهاتف/الإنترنت الأرضيين.

منذ إطلاقها في فبراير 2021، نمت Starlink بشكل أسي، حيث وصل عدد المستخدمين إلى 2.3 مليون في ديسمبر 2023.

المصدر: Ark Invest

الإنترنت القائم على الفضاء يصبح أكثر جاذبية أيضًا بفضل انخفاض تكلفة هوائيات الاستقبال نتيجة الإنتاج الضخم. انتقلت هوائية Starlink من عدة آلاف من الدولارات في البداية إلى 599 دولارًا فقط، مع هدف الوصول إلى 450 دولارًا بحلول 2028.

سوق هذه الخدمة هائل، حيث يفتقر 600 مليون شخص إلى الإنترنت عالي السرعة، وهناك ملايين من العربات المتنقلة، القوارب الترفيهية، السفن البحرية، والطائرات التجارية كعملاء محتملين. وبالطبع، معظم سكان الأرض يمتلكون هاتفًا ذكيًا.

بالإضافة إلى Starlink من SpaceX، تُطلق أو تُطوّر العديد من كوكبات الإنترنت في LEO، بما في ذلك:

• مشروع كويبر من Blue Origin المدعوم من جيف بيزوس (3,236 قمرًا صناعيًا)
• كوكبة OneWeb (650 قمرًا صناعيًا بعد الخروج من الإفلاس في 2021)
• Efir الروسي (600 قمرًا صناعيًا بحلول 2025، وربما أكثر للتطبيقات العسكرية)
• GW و G60 الصينيان (13,000 و12,000 قمرًا صناعيًا مخطط لهما على التوالي)

Starship القابل لإعادة الاستخدام

SpaceX being ahead in reusable rockets gave it a pole position in building its LEO telecom satellite constellation, with 12,000 satellites to be deployed at first (5,289 already up) and maybe as many as 42,000 in its final version.

ومع ذلك، فإن التحلل السريع لمدارات LEO (مما يعني عمرًا يبلغ 5 سنوات لأقمار Starlink) يتطلب إطلاقات مستمرة للحفاظ على هذا العدد ثابتًا. وصاروخ Falcon 9 صغير جدًا لهذه المهمة.

لحسن حظ SpaceX، فإن Starship القادم يمتلك قدرة حمولة تعادل 5 أضعاف Falcon 9. حتى ذلك، سيتطلب الحفاظ على Starlink إطلاق Starship كل 3.5 أيام. وهذا سيساعد SpaceX على بناء خط تجميع هائل حقًا لـ Starship، مما يقلل أكثر من تكاليف الصواريخ الفردية.

المصدر: Ark Invest

هيكل سوق الإطلاق المداري

Because of the advantage in volume that Starship will enjoy, the space launch market may end up dominated by a few actors with complex, massive rockets. Certainly, this seems to be the direction the market is already taking, with smaller launch providers struggling to reach commercial viability. Since 1996, most small launch providers have failed, got canceled, or are dormant. And the market might be crowded, with 101 providers either operational or in development.

المصدر: Ark Invest

So, betting on the smaller actors might be risky for investors. At the same time, it can be the only option when the largest actors are either diversified defense companies (like Boeing) or privately listed, like SpaceX.

سوق غير محدود؟

This does not change the fact that the orbital launch market is highly attractive. Unlimited economic growth is probably not achievable with just Earth’s limited resources.

لكن الفضاء واسع. الوصول الأرخص إلى الفضاء يفتح إمكانية للعديد من المشاريع الجديدة.

الأول هو بناء قواعد القمر، والتي من المرجح أن تحدث في سياق سباق فضائي جديد بين الغرب وروسيا+الصين، كل منهما لديه خططه لبناء قاعدة على القمر خلال العقد القادم.

خيار آخر هو التعدين على الكويكبات، حيث تحتوي بعض الكويكبات على جبال من الذهب، البلاتين، البالاديوم، ومعادن نادرة أخرى. في الواقع، كويكب واحد فقط، Psyche، قد تكون قيمته ما يصل إلى $10 كوادريليون بأسعار المعادن الحالية.

اكتشافات الهيليوم-3 على القمر قد تكون موردًا ثمينًا جدًا أيضًا.

أقرب إلى الأرض، قد يصبح Starship وصواريخ قابلة لإعادة الاستخدام مشابهة طريقة جديدة للسفر “الجوي” السريع، بفضل الوصول إلى الطيران الفائق السرعة عند الخروج من الغلاف الجوي. مع تذكرة تبلغ 44,000 دولار، تقدر ARK Invest أن هذا قد يمثل إمكانات سوقية بقيمة 350 مليار دولار لتقديم 3 رحلات تستغرق 3 ساعات مقارنةً برحلات الركاب الطويلة الحالية التي تستغرق 14 ساعة.

المصدر: ARK Invest

أنشطة أخرى في الفضاء، مثل السياحة الفضائية أو نقل الصناعات الملوثة إلى الفضاء، من المرجح أن تتطور إذا أصبح الوصول إلى الفضاء رخيصًا بما فيه الكفاية. سيزيد ذلك من حجم الصناعة ويقلل التكاليف أكثر.

أخيرًا، التطبيقات العسكرية قد تكون محرك إيرادات آخر. تسليمات Starship الفائقة السرعة تحظى باهتمام كبير من البنتاغون. ومشروع شبكة واسعة النطاق مخصصة للعسكريين مشابهة لـ Starlink، مشروع Starshield، قيد المناقشة أيضًا.

وبالطبع، هناك الهدف الحقيقي لإيلون ماسك وهو استعمار كوكب جديد تمامًا، المريخ. يمكنك قراءة المزيد عن كيف سيبدو اقتصاد المريخ في مقالتنا “The Future Martian Economy“.

فقط رحلات الفائقة السرعة وإيرادات الاتصال عبر الأقمار الصناعية قد تولد على التوالي 130 مليار دولار و35 مليار دولار بحلول 2030، مع مساحة كبيرة للنمو. إضافة الأعمال المحتملة الأخرى تجعل السفر إلى الفضاء مرشحًا جيدًا ليكون أحد محركات النمو الرئيسية في أواخر العقد الثاني من القرن الواحد والعشرين وعقد الثلاثينات.

أسهم الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام

Unfortunately for most investors, SpaceX is a privately-listed company. So only accredited investors are likely to be able to get their hands on SpaceX shares.

The same is true for Blue Origins, as well as Chinese LandSpace (which recently beat SpaceX in developing successfully a methane-powered rocket).

And this might be permanent, as Elon Musk said that he would like to never have a publicly-listed company again after Tesla.

“At SpaceX we never think about the quarter. We never think about it,” he said. “We don’t think about the stock price. There’s immense pressure on a public company to not have a bad quarter. This can result in a less efficient operation where you’re going to great lengths at the end of the quarter to not disappoint people. That’s just how it goes.”

Even the Starlink IPO might have to wait for the company to have more of a “boring telecom” profile than the current growing startup setup.

Musk said to Cathy Wood, head of Ark Invest:

“I don’t think it’s worth going public until you have an extremely stable and predictable revenue stream,” he said. “If your cash flows are extremely stable and predictable, at that point going public is less of an issue.” Elon Musk

1. Rocket Lab

Rocket Lab is one of the most serious contenders in the reusable rocket market. The company has initially focused on small rockets, with the Electron launch system (320 kg of payload), which is progressively being turned into a partially reusable rocket. So far Electron has deployed 177 satellites in 44 launches.

Later on, Rocket Lab is looking at creating a medium-size reusable rocket, the Neutron, comparable to Flacon 9 (8,000 kg to LEO in fully reusable mode, 1,500 kg to Mars or Venus). The Neutron will be powered by a methane-burning rocket engine (like Starship), which seems to become the trend for the next generation of rockets.

The company is remarkable for its fully vertically integrated satellite manufacturing process, allowing it to optimize costs and design speed.

This resulted in multiple contracts with NASA & the US government, including a $515M military satellite contract. and a civilian $143m contract for Globalstar.

Rocket Lab is also a major manufacturer of solar panels for satellites after its 2022 acquisitions of SolAero Technologies, with 1000+ satellites powered by these panels, and 4MW solar cells manufactured in total.

المصدر: Rocket Lab

For now, its launch system is reliant on outside suppliers, but a series of strategic acquisitions should change that, replicating in the launch system the vertical integration already achieved in satellite design and manufacturing.

The company is also looking at the possibility of a telecom LEO constellation to generate recurring revenues. It is also contributing to research for in-space manufacturing with Varda Space Industries and orbital debris inspection.

While SpaceX had Elon Musk’s business talent to develop its technology from scratch, Rocket Lab used a mix of R&D and acquisitions to vertically integrate the technology required. This has proven very successful in satellite manufacturing, and they are now looking to replicate this strategy for reusable rockets.

Considering the existing cash flow from satellite production & the Electron successes, Rocket Lab is a good candidate to catch up with SpaceX.

2. Virgin Galactic

The company founded by Richard Branson is focused on space tourism.

The tickets are in the $250,000-450,000 range, with a long waiting list. The first customers seem to be ecstatic with their experience:

“I always knew it was going to be the most extraordinary experience of my life. I always knew that. And people kind of told me it was going to be. But then when it is… and it’s on another level to the experience you thought you were going to have… then it’s very difficult to explain.”

“This has been the best day of my life, the most sensational day of my life. And you can’t get any better than that. It exceeded my wildest dreams.”

Virgin Galactic (SPCE ) has been working on improving its unit economics, with a new launch system, the “Delta”, able to carry 6 passengers instead of 4, and to perform 8 flights/month instead of just one.

Together, these 2 improved metrics should boost revenue per unit by 12x, with a payback time of less than 6 months for each Delta shuttle. The Delta flight test is expected in mid-2025.

المصدر: Virgin Galactic

Markets were concerned when it was announced that Branson would not invest further into Virgin Galactic. Especially following the layoff of 185 employees and a pause of space flights in 2024, to wait for the arrival of the Delta shuttle and reduce cash burn speed.

Still, Virgin Galactic is forecasted to have enough cash to run until 2025 or 2026. So if the development of the Delta flight system goes smoothly (a risky proposition in the aerospace industry), the company should be able to focus on restarting and growing cash flow, with a system that is profitable on a unit basis. And bring the company to turn cash flow positive in 2026.

المصدر: Virgin Galactic

(It should be noted that Virgin Galactic is different from Virgin Orbit. Virgin Orbit filed for bankruptcy in أبريل 2023, and provided launch services for small satellites, with Rocket Lab acquiring the company’s Long Beach facility, manufacturing, and tooling assets).

The recent bankruptcy of Virgin Orbit and distancing from Virgin Galactic by founder Richard Branson has damaged the company’s image with investors, resulting in a plummeting stock price in 2023.

At the same time, the previous customers’ satisfaction, a clear plan for a profitable design (Delta shuttles), and a long waiting list of potential clients show that the company might still be viable even without raising more funds. So a lot will rely on the success of developing, manufacturing, and operating the Delta shuttle and achieving it before the end of 2025.

If this is the case, the much lower valuation would create an opportunity for investors to grab company shares at a discount.