商业航天的无限可能

2022-01-14 00:46
商界 2022年1期
关键词:航天商业卫星

过去一年,在世界经济增长受到疫情影响的大环境里,全球航天产业依旧逆势发展取得了不凡成绩,注定将在历史的卷轴上留下浓墨重彩的一笔。

在这一年,人类探索边际不断延伸。美国国家航空航天局(NASA)成功发射了小行星探测器“露西号”,它将执行首次造访木星特洛伊小行星群的探测任务。全球发射了超过1 000颗卫星,美国SpaceX公司的“猎鹰”9号火箭首次实现一箭143星,突破人类单次发射卫星的纪录。商业航天公司史无前例地把十余名游客送去太空体验。载人航天和深空探索不再是不计成本的工程项目,而是可依托商业化公司高效、低成本来运营,将带来亿万商机的新市场。

中国航天发展同样迎来了加冕时刻,我们拥有了自己的空间站,天和核心舱成功发射,“天问一号”首次着陆火星,长征系列运载火箭发射次数达400次以上。在前10个月里,中国太空发射次数已达40次,超过以往的任何一年的发射次数。

同时,在卫星互联网建设方面,中国卫星网络集团有限公司的成立正拉开星座建设的序幕;银河航天首次完成我国低轨宽带通信卫星的小规模批产,航天技术的横轴正在与商业突破的纵轴加速相拥。

在太空基础设施建设的历史机遇期,技术创新和商业创新正推动整个商业航天产业的发展。在新型举国体制的背景下,技术、资本、人才等资源正加速聚集,快速积累,为商业航天的发展奠定基础。

在卫星制造领域,商业航天企业低成本、批量化生产的优势正进一步凸显,卫星的研制正从“少量定制模式”向“批产模式”转变,我们正在努力实现像生产电脑一样生产卫星。

在这一年,银河航天自主研制完成小批量低轨宽带通信卫星,在仅11个月的时间内实现了小批量卫星的全部设计、生产、测试、试验、出厂,验证了我国面向低轨卫星互联网建设的小规模批产以及全流程研制能力,我国商业卫星公司的市场竞争力正逐步提升。

除了卫星数量激增外,卫星的性能也随着摩尔定律大幅提升。在高轨方面,2017年发射的“实践十三号”是当时国内通信容量最大的宽带卫星,通信总容量达到20Gbps,超过我国此前所有通信卫星容量的总和;而2020年7月成功发射的亚太6D卫星,通信总容量达到了50Gbps。在低轨方面,2020年1月成功发射的银河航天首发星以仅亚太6D卫星几十分之一的重量,却实现了单向24Gbps的通信速率。卫星正处于类似“超大老式台式机”向“笔记本电脑”的进化阶段,柔性太阳翼让“超大能源”成为可能,软件定义卫星让卫星更智能、功能更加丰富,“太空计算机”的算力加速提升。

在全球的卫星互联网建设大潮中,商业航天公司正在向舞台中央迈进。截至2021年底,SpaceX公司已经发射超过1 900颗星链卫星,并开始在十余个国家运营,全球预订终端数量超过50万;中国商业航天公司也首次实现小批量批产卫星。

全球范围内,SAR卫星商业应用也已初具规模,芬兰ICEYE作为当前全球在雷达小卫星领域领先的企业,已发射了14颗卫星。日本的iQPS则计划到2025年构建36个卫星组网的星座,在10分钟内观测到全球任意一个地点。在中国,银河航天也承接了SAR卫星的商业订单,正在开展SAR卫星的研制工作。

当前,卫星数量增加、卫星平台的种类丰富、卫星性能的提升,以及卫星制造的商业化、低成本化,使得卫星应用场景不断丰富,卫星不仅可以应用于地面应急救灾、预报预警,还可以应用于导航服务、网络通信等多个领域。

过去一年,卫星数据还被创新应用于金融助农领域,比如,国内已经有银行通过商业卫星数据,评估农户耕地情况,降低农民获得贷款的门槛。更为重要的是,作为国家通讯社的新华社通过建立专门团队开展丰富的探索和实践,推动卫星技术与媒体融合发展,以新闻媒体为纽带使卫星技术与更多社会生产生活场景连接,进一步验证了卫星技术之于社会发展的广泛作用。

据NewSpace Index发布的《2021年卫星星座行业调查和趋势》数据,截至2021年5月,全球共有251个商业卫星星座,有4%的星座已发射卫星,9%的正在筹划发射,绝大多数星座已处于筹资和开发阶段,待开发市场空间巨大。商业运载的技术成熟、成本降低,为上述庞大的星座计划建设成功奠定了基础。

过去一年,据不完全统计,全球共进行了大概130次运载发射,美国SpaceX公司和火箭实验室等头部企业的示范作用明显,其中仅SpaceX的“猎鹰”9号火箭就进行了28次的飞行,并完成了创纪录的单个助推器的11次发射任务,持续获得NASA的订单。今年2家尝试入轨发射的初创火箭公司也相继取得了突破。在中国,商业航天公司也实现了连续发射成功,并开始收获客户的商业订单。商业航天企业的市场份额正在稳步提升。

随着火箭运载能力的显著提升,太空旅游迎来了黄金发展期,在2021年,世界几大私人航天企业纷纷入局。维珍银河公司和蓝色起源公司相继开展首次载人试飞且均获成功,全球多名游客实现了轨道太空之旅。仅维珍银河公司一家公司已经获得了超过600张座位票预订订单,每张票价达数十万美元。商业航天企业将开发产业价值链上的各个环节,市场潜力巨大。

今天,商业航天公司正在通过自身的优势,获得更多的商业订单支持。不久前, NASA 对美国3个私人航天公司进行了招标,建造私人低轨空间站替代日渐老旧的国际空间站,将把部分国际空间站的运营转交给私人公司。

随着新型运载手段的不断发展,发射成本有望进一步降低,人类每年送入太空的航天器规模有望进一步提升,人类探索太空将具有更广阔前景。去建造火星基地,到去月球建设营地,越来越多在过去看起来不切实际的想法,将有望变成现实。

过去数十年,各国的航天发展经历了从封闭到逐步开放再到支持的政策转变,商业航天市场正不断开放。

实际上,早在上世纪90年代俄罗斯航天局就成立了一项国家商业航天风险基金,用以扶持商业航天企业发展;美国在2006年就将私人航天上升为战略层面,明确了商业航天的发展方向。

半个世纪以来,各国航天部门通过向商业航天企业输出技术能力、带动商业航天发展的方式,提升航天的总体实力。比如,美国政府扶持了上一代航天公司的发展,包括洛马、波音、轨道科学在内的公司,很多订单都来自于美国政府资金支持。

近年来,在SpaceX公司的发展过程中,美国宇航局贡献了巨大力量,其向SpaceX公司开放了“阿波罗”登月和航天飞机研发的大量技术报告,转移了大量成熟技术;还提供了大型火箭发动机的原型,为实现火箭重复使用提供了关键的技术支持。

当前,各国都在积极布局商业航天领域,通过政策引导、政府订单、技术转移等多种途径推动商业航天发展。

尤其是最近一年,一些国家在顶层设计方面对商业航天的发展给予了大力支持。美国新发布的《国家太空政策》,提出了要将人类经济活动扩展到太空,与私营企业合作开发基础设施和服务;英国发布首个国家太空战略,计划释放私人融资来促进英国商业太空企业的创新和发展,以此保持英国在空间科学和技术方面的竞争优势。

目前,商业航天公司从最初的简单火箭、卫星研制到更复杂的太空探索等任务,获得了越来越多的来自政府的订单。比如,SpaceX公司获得了美国国防部的研发基于星链平台的导弹跟踪卫星的订单,价值1.49亿美元;加拿大的Telesat公司宣布获得了DARPA一份合同,为“黑杰克”低轨星座的两颗卫星制造卫星平台。

可见,世界各国正在史无前例地加速商业航天的布局,一些国家不仅从顶层设计、技术转移等多个维度推动,还在国家任务的研发、制造、应用等环节,采用开放市场的策略,通过充分竞争,获取性价比最高的方案,进而推进商业航天产业的发展,提高国家整体航天实力。

四、新型举国体制下的新机遇

面对全球航天市场激烈竞争,我国也在不断推进商业航天的发展。在新型举国体制背景下,我国商业航天的发展迎来了新的机遇。十九届四中全会中首次提出,要“构建社会主义市场经济条件下关键核心技术攻关新型举国体制”。此后,《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中指出,强化国家战略科技力量。制定科技强国行动纲要,健全社会主义市场经济条件下新型举国体制,打好关键核心技术攻坚战,提高创新链整体效能。

未来,在新型举国体制的背景下,国企、民企以及产学研用多方主体的积极性有望充分被调动,共同探索空天产业建设与发展之路。在不断开放的市场环境下,通过发挥商业航天企业在低成本、高效率、市场化等方面的优势,充分竞争,将助力我国提高整体航天能力。

近年来,商业航天驶入快车道,有关商业航天的融资与产业布局的利好消息不断涌现,我国商业航天已形成了初具雏形的产业体系,并开始有序竞爭。2021年,国家从顶层设计方面,我国“十四五”规划指出,要打造全球覆盖、高效运行的通信、导航、遥感空间基础设施体系。北京、上海、重庆等二十余个地区的省市级政府相继出台了相关政策,为商业航天企业带来了新订单,加速了智能制造、通信与航天产业的融合。

一切迹象都在显示,一个“All in航天”的时代正在到来。我国的商业航天正面临前所未有的机遇。可以预见,随着政策的进一步开放,技术的不断向前发展,商业航天将迎来更加激情澎湃的时代。

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