對我國商業(yè)航天發(fā)射服務的思考和建議

文 | 曹夢 藍天翼 航天科工火箭技術(shù)有限公司 北京千域空天咨詢有限公司

《流浪地球》電影中，面對災難，人類作為命運共同體，使用先進的航天技術(shù)把地球打造成了一款巨型航天器，奔向新的家園。而航天技術(shù)只有進入到廣泛的商業(yè)應用階段才能充分發(fā)揮它推動人類文明發(fā)展的巨大潛力，發(fā)展航天產(chǎn)業(yè)，首先從商業(yè)開發(fā)近地空間開始。

傳統(tǒng)航天（衛(wèi)星）工程分為運載火箭分系統(tǒng)、衛(wèi)星分系統(tǒng)、發(fā)射場分系統(tǒng)、測控分系統(tǒng)、應用分系統(tǒng)（地面分系統(tǒng)），各工程分系統(tǒng)在工程大總體的牽引和工程兩總的指揮與協(xié)調(diào)下，成功完成復雜航天系統(tǒng)工程任務的執(zhí)行。而近幾年國內(nèi)商業(yè)航天領(lǐng)域獲得高速發(fā)展，大批商業(yè)航天企業(yè)涌現(xiàn)，并隨之出現(xiàn)了新的商業(yè)航天任務組織模式，即商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射服務以衛(wèi)星方與運載方簽訂的商業(yè)發(fā)射服務合同為牽引，按照商業(yè)運作規(guī)則完成合同履約。在這種新的任務組織模式中，沒有傳統(tǒng)的工程總體和工程兩總來指揮、協(xié)調(diào)全部航天工程分系統(tǒng)，僅僅依靠發(fā)射服務合同對運載方和衛(wèi)星方進行約束，運載方或者衛(wèi)星方承擔商業(yè)航天工程總體的職能，而發(fā)射場和測控分系統(tǒng)卻仍在傳統(tǒng)航天任務組織模式下。筆者參與了幾次商業(yè)航天發(fā)射服務運作，在任務組織及計劃協(xié)調(diào)過程中，出現(xiàn)了許多以前不曾遇到的問題，因此想就這些問題從系統(tǒng)層面對商業(yè)航天發(fā)射服務進行一些交流和探討。

一、商業(yè)航天發(fā)射服務的頂層約束

1.航天活動的國家責任邏輯體系

根據(jù)1967年經(jīng)聯(lián)合國大會通過并各成員國簽署生效的《外層空間條約》第6條規(guī)定，在外層空間的活動，不管是由政府機關(guān)或非政府社團開展，都由該政府機關(guān)或非政府社團所在的國家承擔國際責任。[1]

根據(jù)1972年通過的《空間物體損害賠償責任公約》第2條、第3條規(guī)定，發(fā)射國要對其外空物體對在地球地面，或給飛行中的飛機造成損害應付賠償?shù)慕^對責任。任一發(fā)射國的空間物體在地球表面以外的其他地方，對另一發(fā)射國的空間物體，或其所載人員或財產(chǎn)造成損害時，只有損害是因前者的過失或其負責人員的過失而造成的條件下，該國才對損害負有責任。[1]

由此建立了航天活動國家責任的邏輯體系，基于此，我國對航天發(fā)射實行了嚴格的行政審批制度，對發(fā)射許可從嚴管理。并且在發(fā)射許可申報前，火箭方和衛(wèi)星方均需購買航天發(fā)射第三方責任保險，用于賠償萬一發(fā)生的空間物體損害，保險費約為賠償額度的0.1%，而賠償最低責任限額為3.3億人民幣（5000萬美元）。

2.發(fā)射許可審批尺度期待突破

2018年12月4日，太空探索技術(shù)公司（SpaceX）獵鷹9號火箭執(zhí)行SpaceFlight公司的SSO-A任務，一箭64星，其中有一顆1U立方星來自Elysium Space公司，這顆星攜帶了100人的骨灰進入太空，長期在軌。

按照SSO-A任務總包方SpaceFlight公司網(wǎng)站上公開的報價，發(fā)射成本高達每千克5.9萬美元，遠遠高于國內(nèi)每千克2～3萬美元的搭載發(fā)射成本。Elysium Space公司不惜花重金將這顆立方星發(fā)射入軌，以開展商業(yè)運營。雖然該衛(wèi)星不提供任何針對地面應用的技術(shù)服務，但滿足了人類的精神訴求，開拓了商業(yè)航天新的應用模式。不過，若要在國內(nèi)開展類似業(yè)務，面對航天活動國家責任的頂層邏輯體系，發(fā)射許可的審批尺度堅持問題和風險導向，這種既沒有離軌措施又沒有任何技術(shù)牽引的項目未必會被允許發(fā)射。

二、關(guān)于商業(yè)發(fā)射服務的思考和建議

“航天技術(shù)只有進入到廣泛的商業(yè)應用階段才能充分發(fā)揮它推動人類文明發(fā)展的巨大潛力，要把發(fā)展航天技術(shù)作為一個偉大產(chǎn)業(yè)來發(fā)展[2]?！倍l(fā)射服務端則是整個商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和瓶頸?，F(xiàn)階段，高昂的進入空間成本、每年有限的發(fā)射次數(shù)，都極大地限制了空間應用的進一步發(fā)展。進入空間的難度過大，導致衛(wèi)星或其他有效載荷進入空間的機會太少，進而制約了人們對空間應用的想象力。所以，“高質(zhì)量，低成本，快速響應”是整個航天產(chǎn)業(yè)對發(fā)射服務端的核心訴求。然而這些訴求，并不是運載方全力進行技術(shù)創(chuàng)新、提升自身服務質(zhì)量就能實現(xiàn)的，在整個發(fā)射服務鏈條中，發(fā)射場和測控系統(tǒng)的配合，以及行政審批的進度，都對發(fā)射服務能否順利、按時進行有極大的影響。為此，我們提出了幾點思考和建議。

1.自上而下構(gòu)建基于充分考慮客戶需求的新型商業(yè)航天任務組織模式和考核體系

商業(yè)客戶對發(fā)射服務最迫切的需求有兩個：一是想發(fā)射什么就能發(fā)射什么；二是想什么時候發(fā)射就什么時候發(fā)射。

對于前一個需求，即載荷能不能上天的問題，在前文所述的約束中已經(jīng)介紹過，現(xiàn)階段在相關(guān)國際公約沒有突破的情況下，國家層面審批尺度不會有太大的變化，但明顯開始向更加開放和包容的方向發(fā)展。舉例來說，北京九天微星科技發(fā)展有限公司的瓢蟲一號衛(wèi)星是一顆可以在軌道上提供自拍服務的衛(wèi)星，這個想法很早便被提出，但一直很難得到執(zhí)行，因為太空自拍這種純商業(yè)娛樂訴求的任務驅(qū)動一開始很難被認可，但通過航天領(lǐng)域商業(yè)氛圍的不斷加深，相關(guān)部門對商業(yè)航天的包容程度越來越高，這顆衛(wèi)星最終順利通過行政審批得以發(fā)射進入太空，并在中央電視臺網(wǎng)絡(luò)春晚活動中露面，從商業(yè)層面為航天科普事業(yè)做出了不小的貢獻。

至于后一個需求，即客戶希望隨時能夠發(fā)射的問題，現(xiàn)階段航天發(fā)射主管部門會對航天發(fā)射任務組織協(xié)調(diào)，以完成國家任務為主要目標,兼顧商業(yè)任務。按照傳統(tǒng)航天管理模式的頂層考核體系，上級機關(guān)需要對航天任務主管部門和發(fā)射場系統(tǒng)、測控系統(tǒng)甚至是航天兩大集團公司從成功率和計劃執(zhí)行率等維度進行考核。這種任務組織模式及考核體系在國家重大航天工程中起到了很強的推動作用，創(chuàng)造了中國航天60年的輝煌成就，但在現(xiàn)在的商業(yè)航天任務管理模式下，卻顯得不太適應，面對商業(yè)衛(wèi)星客戶根據(jù)資本、市場、公共關(guān)系提出的盡快發(fā)射或者推遲發(fā)射的需求，無法做到快速響應。因此，構(gòu)建自上而下、基于充分考慮客戶需求的新型商業(yè)航天任務組織模式和考核體系，十分必要。

當然，即便我們呼吁充分考慮客戶需求，在新型商業(yè)航天任務組織模式中，客戶也不可太“任性”。因為任何航天任務都是一個龐大的系統(tǒng)工程，需要各個工程分系統(tǒng)密切配合，無論是技術(shù)上還是計劃上，都應該有著嚴格的工程約束，各工程分系統(tǒng)本著“一切為了任務成功”的原則，平等地進行技術(shù)和計劃協(xié)調(diào)，而任何一方的更改均應該由商業(yè)航天工程總體牽頭，知會各個工程分系統(tǒng)，從而保證任務的順利推進。

2.推動發(fā)射服務全鏈條降成本及商業(yè)化

現(xiàn)階段，大多數(shù)衛(wèi)星應用尚未形成有效、可持續(xù)的商業(yè)盈利模式，所以客戶對發(fā)射服務成本異常敏感，甚至是唯一敏感。而從運載火箭產(chǎn)品本身降成本來看，2018年我國航天發(fā)射次數(shù)雖然達到了史無前例的39次，但發(fā)射數(shù)量最多的長三甲系列運載火箭也僅有14次發(fā)射，運載火箭產(chǎn)品“小批量、定制化”的特征仍然十分明顯，如何實現(xiàn)系統(tǒng)地推動火箭產(chǎn)品成本降低同時加強質(zhì)量管控，持續(xù)保證高可靠性，是所有體制內(nèi)和民營火箭公司都在不斷探索的課題。

而發(fā)射服務全鏈條除了運載火箭，還需要發(fā)射場和測控的全力保障。在軍民融合大政策牽引和指導下，國家的發(fā)射場資源和測控資源已面向商業(yè)任務全面開放，這已經(jīng)是一個了不起的進步和成就。但動用國家的發(fā)射場和測控資源保障發(fā)射服務，成本較高，且資源有限、計劃較難協(xié)調(diào)。另外，由于國家現(xiàn)有的發(fā)射場資源和測控資源較封閉，數(shù)據(jù)交互只能在封閉系統(tǒng)內(nèi)進行，不利于商業(yè)公司遠程指揮控制構(gòu)想的實現(xiàn)；保密要求較高，也不利于各種商業(yè)活動運作。

所以，不斷推進發(fā)射服務全鏈條商業(yè)化，是所有商業(yè)航天公司的不懈追求?，F(xiàn)階段，絕大部分商業(yè)衛(wèi)星測運控已基本實現(xiàn)由商業(yè)測控公司全程完成衛(wèi)星在軌測運控管理；運載火箭在發(fā)射服務的商業(yè)化測控，也即將在2019年要執(zhí)行的幾次民營火箭的發(fā)射中取得突破。期待國家全面推進發(fā)射場和測控資源的深度軍民融合，國家測控資源面向商業(yè)服務建立公開透明的收費標準，和商業(yè)測控公司平等競爭，國家發(fā)射場資源維持現(xiàn)有管理模式（發(fā)射場系統(tǒng)擔負著空域和落區(qū)協(xié)調(diào)等重任，加之航天活動的國家責任頂層邏輯體系，現(xiàn)在尚不具備向民間完全開放的條件），開放軍民融合發(fā)射工位或區(qū)域，允許社會資本參與共建，利益共享，并且期待更加靈活的商業(yè)航天任務計劃協(xié)調(diào)機制的建立。

三、結(jié)束語

商業(yè)航天呼喚“生意就是生意”，有業(yè)內(nèi)人士認為，“商業(yè)航天應該是航天的心態(tài)，商業(yè)的手法；不應該是商業(yè)的心態(tài)，航天的手法”[3]。通過理順管理關(guān)系，理清商業(yè)模式，推動商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，從而促進航天技術(shù)的不斷進步。在不斷加強自身核心能力建設(shè)的同時，充分利用商業(yè)航天的商業(yè)屬性，不斷拉近航天與大眾之間的距離，“讓航天觸手可及”，不斷創(chuàng)新商業(yè)模式，充分挖掘品牌價值，努力開發(fā)商業(yè)航天新的增量市場。