世界經濟的新出路在太空嗎

黃志澄

2019年9月18日，我參加了首屆地月空間經濟高峰論壇。論壇由中國科學院空間應用工程與技術中心與澳門蔡氏教育文化基金會主辦。我在論壇上參加了由著名經濟學家朱民主持的題為“世界經濟的新出路在太空嗎？”的討論。現將我在討論中陳述的觀點整理成文，以饗讀者。

1 提出問題的背景

在2008年金融危機之后，世界經濟進入以低增長為主要特征的新平庸時期。2019－2020年，全球經濟形勢估計將發(fā)生深刻變化。從總量看，世界經濟延續(xù)復蘇態(tài)勢，但增長動能逐漸減弱。從主要經濟體的經濟來看，美國經濟增長動能逐漸減弱，減稅政策效應遞減；歐元區(qū)經濟接近衰退的邊緣，英國脫歐的前景不明，法國“黃馬甲”運動正在引發(fā)社會動蕩；日本經濟陷入低迷，再次面臨通縮風險。從機構預期看，近期主要國際機構紛紛下調對世界經濟增長的預期。2019年4月，國際貨幣基金組織（IMF）在年內第二次將2019全球經濟增長預期下調0.2個百分點至3.3%，維持2020年增速預期3.6%不變。世界銀行（WB）預計2019、2020年全球經濟將分別放緩至2.9%和2.8%，較2018年6月的預測值均下調0.1個百分點。

世界經濟為何會出現這樣的經濟形勢？其原因當然十分復雜。從科學技術與社會的觀點來看，可以認為當前世界經濟，仍處于以信息技術為主導的技術革命長周期的底部徘徊階段，推動全球經濟進入新的增長周期的新技術革命，尚處于孕育階段。目前正在孕育的新技術,如人工智能、大數據、3D打印、物聯網等，還無法起到相同于信息技術革命帶動上一輪經濟增長的作用。

由此，華爾街的投資銀行紛紛把關注推動經濟增長的目光投向太空。美銀美林（BofA Merrill Lynch）稱，我們正在進入一個令人興奮的太空新紀元，未來幾十年的成就將超過人類歷史上已有成果的總和。預計到2045年，全球航天產業(yè)規(guī)模將增長至2.7萬億美元。另一家投資銀行摩根士丹利（Morgan Stanley）則比較保守，他們認為，到2040年，全球航天產業(yè)規(guī)模將達到1.1萬億美元。同時還指出，該行業(yè)執(zhí)行風險相當高，因此預期區(qū)間將在6000億到1.75萬億美元之間。

2 世界經濟的第四次浪潮

1980年，美國未來學家阿爾文·托夫勒（Alvin Toffler）出版了《第三次浪潮》一書。托夫勒在書中敏銳地指出：一系列新技術正在崛起，形成電子工業(yè)、航天工業(yè)、海洋工程、遣傳工程四組相互關聯的工業(yè)群。它們“將有大的發(fā)展趨勢，并且很有可能成為第三次浪潮的工業(yè)骨干”。實踐證實了托夫勒的預測，人類進入了信息時代。據新華網北京2001年11月27日電，托夫勒當天在北京接受記者專訪時說，“第四次浪潮”將在可以預期的未來到來，屆時，人類將考慮移民到太空中去，繁衍生息。人類正在從以信息革命為標志的“第三次浪潮”時代過渡到以人類進入太空居住的“第四次浪潮”時代。

美國未來學家阿爾文·托夫勒

展望21世紀，人類是否會迎來第四次浪潮？第四次浪潮是太空時代嗎？什么時候人類才能進入太空時代？ 應該說明，這里所述的太空時代，其含義不同于有些媒體泛指的將人類發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星以后的社會就稱為“太空時代”，而是指將太空作為人類社會發(fā)展階段主要標志的時代。為了回答上述問題，2006年由廣東教育出版社出版了拙著《航天科技與社會第四次浪潮》一書。此書的主要內容就是應用科學技術與社會（STS）理論，對托夫勒提出的第四次浪潮將是太空時代的看法進行了論證。書中指出：“人類社會發(fā)展進步的歷程表明，任何一次新的工業(yè)革命，無不以科學技術的重大發(fā)現為先導，當今世界有遠見的專家都認為，太空將是下一次新工業(yè)革命的場所。20世紀50年代后期，人類完成了文明史上又一次飛躍——人類進入太空。伴隨著航天科學技術的發(fā)展，人類對物質世界的認識又產生了劃時代意義的變革?！?/p>

我們說，下一個帶動社會發(fā)展的學科將是航天科技的緣由是：首先，太空是繼陸地、海洋、大氣層之后的人類活動的新領域，航天科技正在把地球文明推向高遠浩瀚的太空。航天科技對人類社會的推動作用，既在繼續(xù)利用太空促進社會經濟的增長和可持續(xù)發(fā)展，不斷提高全人類的生活水平,又開始向人類進入太空、開發(fā)太空資源到移民太空的方向發(fā)展。其次，只有人類將活動領域擴展到廣闊無垠的太空，人類才能回答長期困惑自己的根本問題，如:宇宙是什么？宇宙和人類從哪里來？物質的結構究竟是什么？只有人類認識在這個層次上的飛躍，才有可能引領又一次新的科技革命。最后，航天科學技術是一門綜合集成的科學技術，航天科技取得重大突破，也必將推動科學技術在各個領域都取得重大突破，從而推動人類社會邁向新的高度。

什么時候人類能進入太空時代？美國國家航空航天局（NASA）的回答是2050年。由于目前進入太空的成本太高，人在太空中的活動方式和時間，還十分有限。從目前航天運輸系統(tǒng)、空間站和空間資源的開發(fā)程度來看，NASA的回答還是很理性的。在航天領域，科學、技術與社會也是互動的。我們既看到了航天科技對當代社會的推動，也看到了社會需求對航天科技發(fā)展的牽引和社會環(huán)境對其發(fā)展的深刻影響。人類社會對太空的需求，既取決于人類當地球資源日趨枯竭時，對開發(fā)太空資源的迫切性，以及人類日益強烈的對太空的求知欲望。人類對太空的大規(guī)模開發(fā)，也取決于人類社會的經濟實力、國際合作的進展和全人類的科技素養(yǎng)的提高和普及。因此，綜合航天技術本身取得重大突破所需的時間、經費和社會其他因素的種種制約，人類進入太空時代，在2050年或稍后的推斷是比較可信的。

3 太空經濟邁入2.0時代

我們可以將這21世紀前50年的太空經濟的發(fā)展分成三個階段：前20年是建設階段，主要任務是建設未來太空經濟發(fā)展的基礎設施和進行初步應用，在此過程中，逐步地建立起人類探索和開發(fā)太空的各種能力；后20年是拓展應用階段；最后10年是產業(yè)化階段。

回顧21世紀前20年的太空經濟的發(fā)展，已經出現了諸多亮點。正由于這些亮點，美銀美林認為太空經濟已經邁入了2.0時代。

第一個亮點是各國大力推進航天商業(yè)化。商業(yè)化是人類航天事業(yè)發(fā)展到一定階段的必然產物，它也必將成為航天事業(yè)空前繁榮和發(fā)展的新動力。航天商業(yè)化必將催生商業(yè)航天。雖然美國早在小布什執(zhí)政時期就開始鼓勵發(fā)展商業(yè)航天，但美國前總統(tǒng)奧巴馬對發(fā)展商業(yè)航天更是情有獨鐘。特朗普總統(tǒng)則十分強調發(fā)展商業(yè)航天對美國保持在太空的領導地位所起的關鍵作用。

美國政府認為，處在自由競爭市場中的商業(yè)公司比政府機構更有效。在減少政府投入、提高效益的需求驅動下，美國政府期望NASA通過商業(yè)航天，能從技術相對成熟、風險相對較低的傳統(tǒng)航天項目中解放出來，而專注于前沿技術開發(fā)和載人深空探測。NASA期望通過商業(yè)項目改變與廠商的合作模式，即由購買航天器向購買服務轉變。商業(yè)公司負責項目的整套運營，包括系統(tǒng)設計、研發(fā)、制造、試驗、發(fā)射和運營管理等，NASA僅負責進度、安全監(jiān)管及技術支持，以及給予商業(yè)航天公司以相應的啟動資金支持。這種模式給商業(yè)航天公司以更大的自主性和靈活性。

隨著美國和世界航天全面商業(yè)化浪潮的到來，我國航天發(fā)展也將加快商業(yè)化的步伐。2014年11月26日，國務院發(fā)布60號文件《國務院關于創(chuàng)新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》，更明確地鼓勵民間資本進入航天領域。

第二個亮點是全球涌現出一大批航天創(chuàng)業(yè)公司。

太空經濟要有飛躍，只有努力強化航天技術創(chuàng)新，充分發(fā)揮企業(yè)家的創(chuàng)新精神，才能找到低成本和低風險地通向太空之路。這批創(chuàng)業(yè)公司中最杰出的代表是馬斯克創(chuàng)建的太空探索技術公司（SpaceX）。其研制的“獵鷹”（Falcon）系列火箭和發(fā)展的火箭回收技術，不僅使運送1千克有效載荷到低地球軌道的費用降低了一半還要多，目前的報價為5000美元,而且創(chuàng)造了快速研制航天運輸系統(tǒng)和航天器的新方法。眾所周知，目前發(fā)展太空經濟的瓶頸，就在于較高的航天運輸費用，SpaceX公司的成功大大鼓舞了人們對太空經濟未來的發(fā)展預期。

獵鷹―9火箭第一級在海上回收

類似的優(yōu)秀的創(chuàng)業(yè)公司還有貝佐斯創(chuàng)立的藍色起源（Blue Origin）公司，畢格羅創(chuàng)立的畢格羅航天公司（Bigelow Aerospace），布蘭森創(chuàng)立的維珍銀河公司（Virgin Galactic）以及從NASA的艾姆斯研究中心（Ames）走出來的行星實驗室公司（Planet Lab）等。他們發(fā)展的航天新技術各有特色，將在未來太空經濟的發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

目前，中國已經出現了近百家航天創(chuàng)業(yè)公司，其業(yè)務包括衛(wèi)星、星座和衛(wèi)星應用，火箭、測控以及航天基礎技術等，并已取得了初步成果。無疑，中國在民營航天方面，已經成為僅次于美國而居世界第二的國家。

第三個亮點是在航天市場上涌現出許多新的熱點。據美國衛(wèi)星產業(yè)協(xié)會（SIA）發(fā)布了的衛(wèi)星產業(yè)狀況報告，2018年全球航天經濟規(guī)模達3600億美元，其中衛(wèi)星產業(yè)總收入為2774億美元，主要包括衛(wèi)星服務、衛(wèi)星制造、地面設備和發(fā)射服務等。報告顯示，衛(wèi)星服務提供了全球的通信、寬帶、廣播、無線電、導航、跟蹤、氣象數據和遙感服務。特別是高通量衛(wèi)星（HTS）、小衛(wèi)星和立方體衛(wèi)星的技術成就，已經帶來了衛(wèi)星寬帶、制造和發(fā)射服務收入的增長。

另一方面，目前商業(yè)航天市場又出現了新的熱點。

一是正在建設的低軌寬帶星座。這以“一網”（Oneweb）系統(tǒng)和SpaceX公司的“星鏈”（Starlink）計劃為代表。展望未來，天基互聯網將和快速到來的5G地基互聯網，充分協(xié)同融合、天地一體化的互聯網網絡，將擁抱每個人的生活。打造衛(wèi)星互聯網星座，可以為地面系統(tǒng)還無法接入的廣大用戶服務，并從海量的用戶數據中分析用戶需求，開展面向最終用戶的服務。若其收入能達到地面互聯網收入的1/10，就能推動太空經濟走上一個新的臺階。

獵鷹―9火箭一次發(fā)射60顆“星鏈”衛(wèi)星

藍色起源公司的創(chuàng)立者杰夫·貝佐斯

二是太空旅游。人們從來就有遨游太空的夢想，到太空去旅游，將給人提供一種前所未有的體驗，既可以觀賞太空旖旎的風光，又可以享受失重的感覺。藍色起源公司和維珍銀河公司走在發(fā)展太空旅游的前列，他們在近期內就可以實現亞軌道旅游。SpaceX公司也已經安排了首次月球軌道旅游。美國的商業(yè)空間站公司也正在開拓太空旅館的市場。

三是航天運載系統(tǒng)和新一代航天制造業(yè)。他們是為上述兩個方向服務的，成本低且運營靈活方便。隨著市場的不斷擴大，航天運載系統(tǒng)的生產規(guī)模將會不斷擴大，發(fā)射方式將會更加簡化，其成本將會繼續(xù)下降。一網公司（OneWeb）和SpaceX公司正在將飛機和導彈的批量制造經驗，融合到衛(wèi)星、火箭和地面設備的制造中，并希望應用3D打印、人工智能、物聯網等前沿技術，縮減研制成本和研制周期。

4 太空經濟增長的不確定性

從目前的發(fā)展態(tài)勢來看，在未來20年中，太空經濟的總量將不斷增長，但其增長速度卻存在多方面的不確定性。

首先，由于目前太空經濟的增速并不高，因而未來是否能高速增長存在不確定性。據SIA協(xié)會2019年衛(wèi)星產業(yè)統(tǒng)計報告，2018年衛(wèi)星產業(yè)總收入只比2017年增長了3%。在2018年的數據中，衛(wèi)星制造收入增長26%；地面設備收入增長5%；衛(wèi)星發(fā)射服務收入因其創(chuàng)紀錄的發(fā)射次數而增長34%；但占據2018年衛(wèi)星產業(yè)最大份額的衛(wèi)星服務收入，卻整體下降1.7%。這主要是在衛(wèi)星電視和轉發(fā)器租賃市場，因面臨智能手機的競爭而導致收入減少。未來太空經濟的高速增長必將依靠前述的幾個熱點，但無論是衛(wèi)星互聯網還是太空旅游，都面臨成本和安全的風險，衛(wèi)星互聯網還有頻率資源有限的問題，從而他們的市場前景還存在一定的不確定性。

其次，進一步降低航天運載系統(tǒng)的成本，存在不確定性。降低重復使用的航天運載系統(tǒng)的成本，可以增加生產總量以降低生產成本，也可以增加重復使用次數和減少維修操作以降低運營成本。但要將航天運載系統(tǒng)的成本降低到目前民航飛機的水平，還需要將航天運載系統(tǒng)的成本降低一到兩個量級。這對于目前以火箭發(fā)動機為動力的系統(tǒng)來說，顯然是十分困難的。實際上，科學技術發(fā)展隨時間和空間都是波浪起伏狀的，不同學科之間和同一學科的不同領域之間，存在發(fā)展的不平衡性。當前信息技術發(fā)展很快，而與能量和材料有關技術的發(fā)展則相對緩慢。因此，與信息技術結合緊密的衛(wèi)星技術的發(fā)展，相對較快，而與能量和材料技術結合緊密的航天運載技術的發(fā)展，就相對較慢。目前較難預測航天運載技術在何時會出現顛覆性的變化。就是研制出理想的空天飛機，由于它是能在極端環(huán)境下運行的極復雜的系統(tǒng)，要其很快降低成本也決非易事。

最后，在開發(fā)和利用太空資源方面，也存在不確定性。首先，無論是利用微重力環(huán)境，還是利用和開發(fā)空間太陽能、月球和小行星等的資源，都必須有待于大幅度地降低航天運輸系統(tǒng)的成本之后，才能實現商業(yè)化。其次，開發(fā)和利用太空資源，需要一個較長的技術試錯和試驗的過程。以國際空間站為例，它的商業(yè)化，目前看準的就是太空旅游，其他項目還有一個較長的試驗探索過程。

5 結束語

回顧21世紀前20年的太空經濟的發(fā)展，我們有信心、有理由認同“世界經濟的新出路在太空”的預測。目前太空經濟仍處于大發(fā)展的前期，其今后的發(fā)展前景當然是不可估量。但由于太空環(huán)境嚴峻、航天系統(tǒng)工程復雜且龐大，只有發(fā)展航天顛覆性技術，才能讓太空經濟的增長出現一個高速發(fā)展的拐點。因此，作者對未來太空經濟的發(fā)展前景，總體上持一種謹慎樂觀的看法。

無疑，世界太空經濟的發(fā)展，對我國的商業(yè)航天的創(chuàng)新發(fā)展，既提供了機遇，也提出了挑戰(zhàn)。