商業(yè)航天按下加速鍵

2024年，商業(yè)航天作為“新增長引擎”被首次寫進(jìn)了政府工作報(bào)告，伴隨航天科技加速創(chuàng)新，中國的“問天之路”也越走越深遠(yuǎn)。2024年，預(yù)計(jì)中國航天全年實(shí)施100次左右發(fā)射任務(wù)，中國商業(yè)航天市場規(guī)模將突破2.3萬億元。相關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)顯示，2024上半年，中國航天實(shí)施的30次發(fā)射任務(wù)中，商業(yè)運(yùn)載火箭實(shí)施發(fā)射共計(jì)5次，商業(yè)航天發(fā)展的過程中，創(chuàng)下了多個(gè)行業(yè)第一。

2023年4月，天兵科技“天龍二號”首飛，實(shí)現(xiàn)我國商業(yè)航天首款液體火箭成功入軌。2023年6月，中科宇航“力箭一號”搭載26顆衛(wèi)星入軌，刷新我國商業(yè)航天一箭多星最高任務(wù)紀(jì)錄。2023年7月，藍(lán)箭航天“cAUxHHKZF4+jlWzJOXnVUscMSODt2qkQ/FrT63Nz9QY=朱雀二號”，成為全球首枚成功入軌的液氧甲烷燃料火箭。2024年1月，東方空間“引力一號”首飛，創(chuàng)下全球最大固體運(yùn)載火箭紀(jì)錄。今年1月，可重復(fù)使用液氧甲烷火箭“朱雀三號”試驗(yàn)箭成功完成百米級垂直起降飛行試驗(yàn)，并于9月11日圓滿完成10公里級垂直起降返回試驗(yàn)，可以說這是我國商業(yè)航天在實(shí)現(xiàn)可重復(fù)使用運(yùn)載火箭技術(shù)上邁出的重要一步。

商業(yè)航天也帶動(dòng)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)迎來爆發(fā)增長。目前我國已規(guī)劃3個(gè)“萬星星座”計(jì)劃，總計(jì)將發(fā)射超3.7萬顆衛(wèi)星。如今，我國已擁有900多顆在軌衛(wèi)星，以及上萬顆的頻軌資源。業(yè)內(nèi)人士表示，預(yù)計(jì)未來兩到三年，我國商業(yè)航天將迎來爆發(fā)式增長。北京、上海、海南等地相繼發(fā)布了促進(jìn)商業(yè)航天發(fā)展的專項(xiàng)規(guī)劃。這些政策為商業(yè)航天企業(yè)的發(fā)展提供了良好的外部環(huán)境，推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的快速成長。

那么，到底什么是商業(yè)航天？它都包括哪些應(yīng)用場景？我國的商業(yè)航天發(fā)展又進(jìn)展到了哪一步？普通人太空旅游的夢想還要多久才能實(shí)現(xiàn)？

商業(yè)航天加速起飛

近年來，隨著中國空間站的建成運(yùn)營，我國掀起了又一波航天熱。很多人對中國航天產(chǎn)業(yè)的印象，大多還停留在發(fā)射衛(wèi)星火箭是“國家隊(duì)”才能干的事兒這一層面。實(shí)際上，商業(yè)航天確實(shí)離不開國家出臺的一系列支持政策，但商業(yè)航天又有自己的成長模式。那么，到底什么是“商業(yè)航天”呢？

通俗來講，商業(yè)航天，是指以市場為主導(dǎo)、具有商業(yè)盈利模式的航天活動(dòng)，涵蓋衛(wèi)星發(fā)射、太空旅行、太空資源開發(fā)等多個(gè)方面，其核心目標(biāo)是通過創(chuàng)新技術(shù)和商業(yè)模式，降低太空探索成本，提高航天技術(shù)的普及程度。比方說通過火箭回收技術(shù)推動(dòng)降低商業(yè)航天進(jìn)入門檻，火箭的可重復(fù)使用技術(shù)大幅降低發(fā)射成本；再比如說，通過低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)推動(dòng)全球通信技術(shù)革新，世界主要國家通過發(fā)射大量低軌衛(wèi)星，籌建各自或全球的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)；另外還可以通過微小衛(wèi)星和立方星技術(shù)的普及和應(yīng)用，使衛(wèi)星制造和發(fā)射成本大幅下降。

根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈劃分，商業(yè)航天上游是火箭制造、衛(wèi)星制造及相關(guān)配套設(shè)備；中游為衛(wèi)星發(fā)射、地面設(shè)備制造；下游為終端應(yīng)用及服務(wù)市場。傳統(tǒng)應(yīng)用場景包括通信、導(dǎo)航、遙感，新興應(yīng)用場景包括衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、太空旅行、太空采礦、深空探索。

在產(chǎn)業(yè)鏈方面，我國已初步形成了面向商業(yè)航天的火箭總裝總測、衛(wèi)星研產(chǎn)、衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用為一體的產(chǎn)業(yè)鏈。

具體來說，商業(yè)航天有多種運(yùn)作方式，主要包括通信、遙感、導(dǎo)航定位等。例如，通過通信衛(wèi)星，提供全球范圍內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；通過遙感衛(wèi)星對地球表面進(jìn)行觀測，為農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測等行業(yè)提供數(shù)據(jù)支持；以及通過導(dǎo)航衛(wèi)星為各類交通工具提供定位和導(dǎo)航服務(wù)。此外，一些商業(yè)航天企業(yè)還在探索太空旅行、太空基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等新興領(lǐng)域。

專家表示，經(jīng)過近10年發(fā)展，我國商業(yè)航天發(fā)展迅速。在技術(shù)層面，多款商業(yè)火箭成功入軌，由商業(yè)公司研制的衛(wèi)星取得多個(gè)國際和國內(nèi)首次技術(shù)突破。在產(chǎn)業(yè)鏈方面，我國已初步形成了面向商業(yè)航天的火箭總裝總測、衛(wèi)星研產(chǎn)、衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用為一體的產(chǎn)業(yè)鏈。

目前，商業(yè)航天在我國發(fā)展勢頭非常迅猛。商業(yè)衛(wèi)星是商業(yè)航天的重要應(yīng)用場景之一。以“涪城一號”為例，這是一顆2023年6月發(fā)射升空的合成孔徑雷達(dá)遙感衛(wèi)星，和國家主導(dǎo)研制發(fā)射的“嫦娥”“北斗”等一系列衛(wèi)星不同，“涪城一號”是一顆以商業(yè)模式研發(fā)、制造、運(yùn)營的，以四川綿陽市涪城區(qū)命名的衛(wèi)星。目前，在我國像“涪城一號”這種在軌的商業(yè)衛(wèi)星已經(jīng)超過350顆，它們是我國商業(yè)航天領(lǐng)域的重要組成。

商業(yè)衛(wèi)星的發(fā)射越來越密集，對商業(yè)火箭的需求也越來越多，由此，也推動(dòng)了我國商業(yè)運(yùn)載火箭的蓬勃發(fā)展。

2023年7月12日，藍(lán)箭航天自主研發(fā)的全球首枚液氧甲烷運(yùn)載火箭——朱雀二號遙二火箭發(fā)射成功，讓整個(gè)航空航天產(chǎn)業(yè)為之一振。這款運(yùn)載火箭能將4噸重的火箭發(fā)射到500公里的太陽同步軌道，一舉打破了世界紀(jì)錄。藍(lán)箭航天副總裁、型號質(zhì)量總師劉建在接受央視采訪時(shí)表示，藍(lán)箭航天液氧甲烷火箭最大亮點(diǎn)在液氧甲烷燃料上“因?yàn)樗亲钸m合復(fù)用的一種燃料，火星上具備制備液氧甲烷的條件，將來火箭的回收技術(shù)一旦成熟，我們在外太空建立制備基地，火箭往返飛行，我們只需要一個(gè)加油站”。

液氧甲烷燃料不僅價(jià)格相對低廉，而且環(huán)保性突出，與其他火箭材料相比，具有重要優(yōu)勢。業(yè)內(nèi)專家指出，一旦火箭實(shí)現(xiàn)回收之后，復(fù)用量能夠達(dá)到10次至20次，這樣，火箭運(yùn)輸?shù)恼w成本就降下來了。此外，火箭本身制造材料的優(yōu)化，也可以讓“太空運(yùn)費(fèi)”更便宜。比如，用不銹鋼替代鋁材來制造火箭。劉建就指出，不銹鋼在低溫下的強(qiáng)化效果非常好，抗高溫能力也強(qiáng)。鋁材的成本約為每公斤二三百元，而不銹鋼的成本約為每公斤幾十元。

2023年12月，朱雀二號遙三運(yùn)載火箭又搭載有效載荷并成功入軌，定位為大型可復(fù)用液氧甲烷運(yùn)載火箭的朱雀三號已計(jì)劃于2025年首飛。據(jù)介紹，朱雀三號一子級設(shè)計(jì)復(fù)用次數(shù)不少于20次。未來它的發(fā)射價(jià)格目標(biāo)是每公斤2萬元，相比目前國內(nèi)民營火箭每公斤約8萬—11萬元的發(fā)射價(jià)格大幅降低。

2024年1月11日，由東方空間研制的“引力一號”首飛成功，這是我國自主研制的全球最大固體運(yùn)載火箭。不僅大幅提升了我國固體運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力，也豐富了我國運(yùn)載火箭型譜。

1月23日，由中科宇航研制的“力箭一號”遙三運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，采用“一箭五星”的方式，順利將5顆商業(yè)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。力箭、朱雀、快舟、雙曲線、谷神星等系列商業(yè)運(yùn)載火箭連續(xù)發(fā)射成功，標(biāo)志著我國在商業(yè)運(yùn)載火箭技術(shù)方面取得了重大突破。

成本不斷下降、技術(shù)不斷突破的商業(yè)航天無疑迎來了重大的窗口期和機(jī)遇期。

星座計(jì)劃大幕開啟

成本降低，運(yùn)力提升，“上天”的目標(biāo)越來越“落地”了。越來越多的衛(wèi)星被送上太空，而數(shù)以萬計(jì)的衛(wèi)星組建成了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，在國家安全、城市建設(shè)、通信互聯(lián)等方面都發(fā)揮著重要作用。目前，衛(wèi)星行業(yè)的商業(yè)化應(yīng)用場景仍在不斷拓展。

格思航天就是其中的重要參與者之一。2022年，垣信衛(wèi)星與中科辰新共同發(fā)起設(shè)立了上海格思航天。作為一家衛(wèi)星ODM（原始設(shè)計(jì)制造商）廠商，2023年12月，格思航天生產(chǎn)的首顆衛(wèi)星下線。據(jù)格思航天對外披露的信息，其年產(chǎn)量預(yù)計(jì)為300顆衛(wèi)星。

在浦江創(chuàng)新論壇的展會(huì)現(xiàn)場，格思航天的相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴《新民周刊》，目前通信衛(wèi)星呈現(xiàn)出低成本和小型化發(fā)展趨勢，并以低成本和批量化生產(chǎn)的方式快速往前推進(jìn)，低軌衛(wèi)星星座成為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的主力軍，并創(chuàng)造了一個(gè)可持續(xù)性發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈。作為國內(nèi)全市場化運(yùn)行的規(guī)?；虡I(yè)衛(wèi)星企業(yè)，格思航天聚焦低成本衛(wèi)星研發(fā)設(shè)計(jì)與量產(chǎn)智能制造，打造了國內(nèi)首個(gè)實(shí)現(xiàn)“研發(fā)、供應(yīng)鏈、制造端到端數(shù)字化集成”的商用衛(wèi)星批產(chǎn)智能工廠，并形成全鏈自主可控能力。

業(yè)內(nèi)人士指出，傳統(tǒng)衛(wèi)星的生產(chǎn)周期往往要以月為單位，而格思航天可以平均1.5天就生產(chǎn)一顆衛(wèi)星，生產(chǎn)效率得到了大大提升。隨著我國大型低軌星座計(jì)劃和千帆星座建設(shè)提速，中國衛(wèi)星制造環(huán)節(jié)將迎來快速增長。格思航天的產(chǎn)能已經(jīng)能夠滿足國內(nèi)衛(wèi)星千帆星座的前期部署目標(biāo)。

8月6日14時(shí)42分，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征六號改運(yùn)載火箭，成功將千帆星座首批18顆商業(yè)組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道。此次成功發(fā)射的首批18顆商業(yè)組網(wǎng)衛(wèi)星是該公司“千帆星座”第一代衛(wèi)星中的第一批次。

“千帆星座”是一個(gè)低軌衛(wèi)星星座計(jì)劃，其遠(yuǎn)景規(guī)劃將部署1.5萬余顆衛(wèi)星。到2025年，“千帆星座”將完成一期648顆衛(wèi)星的部署，初步構(gòu)建全球覆蓋的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。它的最終目標(biāo)是為全球用戶提供低延時(shí)、高速率及高可靠性的衛(wèi)星寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是繼有線互聯(lián)、無線互聯(lián)之后的第三代互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施革命。目前，我國擁有三座“萬星”星座，分別是千帆星座、GW星座和Honghu-3（鴻鵠-3）星座。除了千帆星座目前已經(jīng)開始部署外，GW星座也將于2024年開始發(fā)射任務(wù)。

需要特別提及一點(diǎn)的是，為了防止衛(wèi)星軌道資源被“哄搶”，國際電信聯(lián)盟（ITU）設(shè)定了一個(gè)規(guī)則，即申請到衛(wèi)星頻軌資源的公司需要在獲得許可后2年內(nèi)完成10%的衛(wèi)星部署，5年內(nèi)完成50%，7年內(nèi)完成全部部署，否則ITU將對申報(bào)的星座規(guī)模進(jìn)行削減。因此先發(fā)國家就會(huì)具有顯著優(yōu)勢，這也是相關(guān)國家在該領(lǐng)域競爭激烈的主要原因之一。公開報(bào)道顯示，2020年，GW星座向國際電信聯(lián)盟提交了星座頻譜申請，計(jì)劃發(fā)射約1.3萬顆低軌衛(wèi)星。藍(lán)箭鴻擎科技也向國際電信聯(lián)盟提交了一個(gè)約1萬顆衛(wèi)星的星座計(jì)劃。

“未來5到10年是非常重要的戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇期，中國的航天企業(yè)，特別是商業(yè)航天公司要加油干，抓住這樣一個(gè)發(fā)展的窗口期，助力我國奪取未來空天話語權(quán)。”藍(lán)箭航天火箭研發(fā)部總經(jīng)理、朱雀三號火箭總指揮戴政此前在接受記者采訪時(shí)稱，預(yù)計(jì)未來兩到三年，我國商業(yè)航天將迎來爆發(fā)式增長。2025年下半年或2026年上半年開始，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座將迎來高密度組網(wǎng)。

9月6日2時(shí)30分，民營“中國星鏈”——吉利未來出行星座第三個(gè)軌道面，以一箭10星方式成功發(fā)射，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，10顆衛(wèi)星狀態(tài)正常，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。

吉利未來出行星座是由商業(yè)航天企業(yè)時(shí)空道宇打造的規(guī)模達(dá)5676顆衛(wèi)星的低軌通信星座。此前已有兩個(gè)軌道面，20顆衛(wèi)星在軌穩(wěn)定運(yùn)行。此次發(fā)射成功后，通過三個(gè)軌道面30顆衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)全球90%區(qū)域覆蓋，正式為海外用戶提供衛(wèi)星通信服務(wù)。至此，吉利未來出行星座已率先實(shí)現(xiàn)全球商業(yè)化應(yīng)用服務(wù)落地，成為首個(gè)在海外實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信應(yīng)用落地的中國商業(yè)低軌衛(wèi)星星座。

太空旅游可期

近年來，伴隨國家大力推動(dòng)軍民融合以及“互聯(lián)網(wǎng)+航天”產(chǎn)業(yè)變革，越來越多的民營企業(yè)進(jìn)入商業(yè)航天領(lǐng)域，覆蓋火箭、衛(wèi)星、測控、地面終端、供應(yīng)鏈配套產(chǎn)業(yè)，為我國商業(yè)航天發(fā)展注入新的活力。目前，我國已有4個(gè)千億元級的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)園區(qū)、15家民營火箭公司和幾十家民營衛(wèi)星公司。去年我國一共有67次航天發(fā)射，其中19次為商業(yè)發(fā)射。我國目前唯一的商業(yè)航天發(fā)射場——海南商業(yè)航天發(fā)射場，將于今年下半年迎來首次火箭發(fā)射任務(wù)，正式實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營……

隨著衛(wèi)星、火箭、發(fā)射場進(jìn)入商業(yè)化進(jìn)程，我國商業(yè)航天全產(chǎn)業(yè)鏈已初步形成，各行業(yè)、各領(lǐng)域?qū)ι虡I(yè)衛(wèi)星服務(wù)的需求持續(xù)擴(kuò)大，商業(yè)航天應(yīng)用場景不斷拓展——

通過發(fā)射通信衛(wèi)星，提供電視廣播、移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)；通過發(fā)射遙感衛(wèi)星，提供高分辨率的地球觀測數(shù)據(jù)。目前，我國在軌的商業(yè)遙感衛(wèi)星已超350顆，在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害監(jiān)測、資源勘探多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用；建設(shè)低軌衛(wèi)星星座，提供全球定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)；提供科研衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)，支持科學(xué)研究和技術(shù)實(shí)驗(yàn)；提供小型衛(wèi)星發(fā)射、拼車發(fā)射（搭載多顆衛(wèi)星）、定制發(fā)射等多樣化的發(fā)射服務(wù)。去年我國民營火箭共發(fā)射13次，比2022年增長160%。

在大家關(guān)注的太空旅游方面，上海市宇航學(xué)會(huì)資深航天科普專家陶建中在近日接受記者采訪時(shí)表示，樂觀預(yù)計(jì)再過幾年就可以實(shí)現(xiàn)了。在陶建中看來，在近地100多公里的軌道開展太空旅游，未來會(huì)有很大的市場。