商業(yè)航天四大挑戰(zhàn)待解

2024年在商業(yè)航天史上是極為不凡的一年，行業(yè)正迎來爆發(fā)前的“拐點”時刻。借助這個拐點，商業(yè)航天賽道被認(rèn)為在未來五年將會出現(xiàn)一波高潮。

全球商業(yè)航天領(lǐng)域，中美是兩個最主要的競爭者，中國航天產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較好，但商業(yè)化進(jìn)程較慢，相比美國仍有一定差距。

美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）是全球商業(yè)航天領(lǐng)域的先行者。該公司“星鏈”衛(wèi)星總數(shù)超過7000顆，為全球400萬用戶提供通信服務(wù)。近期，“星艦”第五次試射大獲成功，以“筷子夾火箭”的方式將回收精度控制在0.5cm內(nèi)，無論是火箭助推器的陸地回收，還是飛船在印度洋的準(zhǔn)確降落，均標(biāo)志著人類星際宇航的夢想更進(jìn)一步。

2024年9月，SpaceX的“北極星黎明”任務(wù)取得成功。兩名宇航員——美國企業(yè)家Jared Isaacman和SpaceX工程師Sarah Gillis，在距離地球700多公里的高度完成人類有史以來第一次商業(yè)太空行走，商業(yè)太空行走的成功，意味著由私人公司執(zhí)行高難度太空操作的想法將變得更加合理。此外，另一家美國科技公司亞馬遜庫伊伯項目（Kuiper）計劃年底啟動大規(guī)模發(fā)射，航天市場正吸引更多商業(yè)巨頭跨界探索。

中國商業(yè)航天領(lǐng)域也在2024年實現(xiàn)了一系列突破：可復(fù)用火箭方面，航天八院、藍(lán)箭航天先后完成10公里級垂直起降飛行試驗，深藍(lán)航天開展火箭一子級高空回收飛行；衛(wèi)星組網(wǎng)應(yīng)用方面，上海垣信主導(dǎo)的千帆星座開始批量發(fā)射，藍(lán)箭鴻擎向國際電信聯(lián)盟（ITU）提交了由1萬顆衛(wèi)星組成的星座計劃，華為等公司發(fā)布直連衛(wèi)星的手機版本，將遙遠(yuǎn)的衛(wèi)星擺在消費者面前，引發(fā)一輪消費熱潮。

政策層面是支持全力發(fā)展商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的。2023年中央經(jīng)濟工作會議提出，打造商業(yè)航天戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。2024年“商業(yè)航天”首次寫入政府工作報告，北京、上海、天津、深圳、武漢、寧波、四川等多個省市出臺商業(yè)航天專項政策，商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)園區(qū)和基地也在多個城市落地。

目前中國商業(yè)航天市場面臨諸多現(xiàn)實情況，這些都將決定未來中國商業(yè)航天市場的總體走向和具體打法。

兩個產(chǎn)業(yè)節(jié)點

要討論這一輪全球商業(yè)航天的發(fā)展趨勢，有必要先回顧一下發(fā)生在2015年的上一輪商業(yè)航天行業(yè)技術(shù)周期轉(zhuǎn)換情況。

2015年被認(rèn)為是商業(yè)航天快速發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折點。當(dāng)年，SpaceX在經(jīng)歷數(shù)次失敗后，終于實現(xiàn)了“獵鷹9號”火箭的首次陸地回收，這是人類火箭發(fā)射史上的首次助推器回收，具有劃時代的意義；埃隆·馬斯克提出同樣具有科幻色彩的星鏈計劃，向近地軌道發(fā)射數(shù)萬顆衛(wèi)星，為全球用戶提供高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)；“WorldVu”更名為OneWeb公司，獲得高通、維珍、空客等公司5億美元的投資，計劃建立一個由720顆衛(wèi)星組成的近地星座。

這一年，也是中國商業(yè)航天發(fā)展的重要元年，國家發(fā)改委、財政部和國防科工局聯(lián)合發(fā)布《國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃（2015-2025年）》，引導(dǎo)社會資本參與國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，標(biāo)志著中國航天邁向政府與市場相結(jié)合的道路。此后，藍(lán)箭航天等一批民營商業(yè)航天企業(yè)開始組建科研團(tuán)隊，一批民營商業(yè)航天企業(yè)涌現(xiàn)。

此后十年，市場起伏，SpaceX一騎絕塵，同時這個賽道不乏后起之秀，眾多星座計劃和火箭研發(fā)公司充分成長。

現(xiàn)在回頭來看，2015年是觀念轉(zhuǎn)變之年，國內(nèi)外進(jìn)行了新的航天商業(yè)嘗試，為后面的航天商業(yè)化奠定了基礎(chǔ)，人們開始認(rèn)識到航天領(lǐng)域除了傳統(tǒng)的國家主導(dǎo)模式外，商業(yè)力量也可以發(fā)揮重要作用。

九年過去，2024年則是確立行業(yè)方向和信心的關(guān)鍵年份，原因有三。

一是技術(shù)路線更加清晰?；鸺托l(wèi)星技術(shù)取得明顯進(jìn)步，地軌星座普遍選擇大推力、高比沖的液體可復(fù)用火箭發(fā)射，衛(wèi)星采用平板可堆疊設(shè)計，在一次發(fā)射中搭載更多的衛(wèi)星，能夠降低發(fā)射成本，快速部署大量衛(wèi)星。

二是商業(yè)模式開始跑通。SpaceX已于2023年實現(xiàn)盈利，星鏈項目成為公司最大的收入和利潤來源，證明了商業(yè)模式的可行性；普通消費者可以通過手機連接衛(wèi)星通訊，獲得感更強，眾多商業(yè)航天項目的成功為行業(yè)注入了信心，讓人們看到了航天商業(yè)化的廣闊前景。

三是資本市場的加入為行業(yè)發(fā)展帶來更多活力。SpaceX最新估值達(dá)到2000億美元，一定程度上改變了國內(nèi)資本市場對商業(yè)航天的認(rèn)識。A股市場近年來航天板塊的漲幅顯著高于滬深300，國內(nèi)創(chuàng)投市場中頭部商業(yè)航天衛(wèi)星和火箭企業(yè)估值超過100億元，盡管面臨長期虧損、上市不明朗的問題，仍不乏積極的市場資金。

預(yù)計未來五年，全球航天商業(yè)化進(jìn)程將明顯提速，各國的主要衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座會以更高的發(fā)射效率部署。中國多款可回收的火箭投產(chǎn)，推動星網(wǎng)、垣信等星座快速組網(wǎng)，同時產(chǎn)業(yè)生態(tài)更加成熟，下游應(yīng)用覆蓋更多行業(yè)。

SpaceX星鏈的加速部署，可復(fù)用火箭的成熟應(yīng)用，星艦試驗的重大突破，為中國商業(yè)航天進(jìn)一步明晰了路徑，但也帶來了資源、技術(shù)、成本、商業(yè)模式和產(chǎn)業(yè)分工等諸多現(xiàn)實挑戰(zhàn)。

全球星座建設(shè)資源有限

目前，商業(yè)衛(wèi)星的應(yīng)用主要集中在通信、測繪和遙感三個領(lǐng)域，但通信領(lǐng)域的應(yīng)用是當(dāng)前星座建設(shè)熱潮的焦點。由于衛(wèi)星環(huán)繞地球運行必須申請軌道與頻段資源，此過程遵循國際電信聯(lián)盟（ITU）確立的“先登先占、先占永得”原則，軌道與頻段被視為一種不可再生的戰(zhàn)略資源，太空近地軌道成為新的“兵家必爭之地”。

保守預(yù)計，地球近地軌道可容納6萬-10萬顆衛(wèi)星，率先發(fā)展的國家和企業(yè)優(yōu)勢明顯。據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)前全球有超過300個低軌互聯(lián)網(wǎng)星座項目在運營或建設(shè)中。美國在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)方面占據(jù)先機。美國航空航天局（NASA）將近地軌道開發(fā)和運營交給民營公司，轉(zhuǎn)而提供技術(shù)、人才以及相應(yīng)計劃支持。美國新興衛(wèi)星星座計劃包括星鏈、庫伊伯、藍(lán)鳥、Lynk星座、Omnispace星座、Apogeo星座等。

考慮衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射、地面設(shè)備以及運營服務(wù)的產(chǎn)業(yè)集成能力，未來衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)空最為激烈的競爭很可能在美國、中國、歐洲與俄羅斯之間展開，而美國處于第一梯隊，并已形成了明顯的先發(fā)優(yōu)勢。

SpaceX的星鏈已成為航天發(fā)射史上部署最快、規(guī)模最大、影響力最廣的衛(wèi)星星座，計劃部署衛(wèi)星數(shù)量由最初的1.2萬顆增加至目前的4.2萬顆；亞馬遜斥資百億美元打造了庫伊伯項目，計劃未來兩年發(fā)射超過1000顆衛(wèi)星，2025年開始提供商業(yè)服務(wù)；AST SpaceMobile與全球超過45家大型電信運營商建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，首發(fā)5顆衛(wèi)星成功入軌后，2024年開始配合AT&T和Verizon兩大電信運營商的5600個基站，為美國電信用戶提供初始服務(wù)；Lynk Global計劃建設(shè)超過5000顆低軌衛(wèi)星的Lynk衛(wèi)星星座，已與全球30多個國家的電信運營商簽訂了手機直連衛(wèi)星服務(wù)協(xié)議，為存量手機提供通信服務(wù)。此外，銥星、全球星等早期衛(wèi)星星座已完成組網(wǎng)建設(shè)和更新升級。

全球其他主要經(jīng)濟體目前也瞄準(zhǔn)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，厲兵秣馬。歐洲航天工業(yè)是一個各國分工協(xié)作的復(fù)雜聯(lián)合體系，歐洲航天局（ESA）協(xié)調(diào)各國形成統(tǒng)一的發(fā)展目標(biāo)。其中，英國公司OneWeb已完成第一代618顆衛(wèi)星星座發(fā)射，成為世界第二大規(guī)模的通信衛(wèi)星星座，并開始為海事、航空、政府和企業(yè)提供全球商業(yè)服務(wù)。OneWeb的最終目標(biāo)是在1200公里高度的近地軌道上部署6372顆衛(wèi)星。

美歐衛(wèi)星公司正在對衛(wèi)星新應(yīng)用進(jìn)行全面探索，一是以星鏈、庫伊伯為代表，提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)和導(dǎo)航增強服務(wù)；二是全球星、銥星與手機制造商合作的定制終端窄帶通信模式；三是星鏈DTC衛(wèi)星、AST、Lynk與電信運營商合作的存量手機終端直連模式；四是以O(shè)mnispace為代表的基于3GPP 5G NTN標(biāo)準(zhǔn)的終端直連模式；五是PlanetLabs、DigitalGlobe致力于為政府和保險、農(nóng)林業(yè)等行業(yè)客戶提供更高精度的遙感數(shù)據(jù)；最后是以Apogeo、OneWeb為代表的星座探索物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

以上領(lǐng)域中國均有相應(yīng)布局，星網(wǎng)和垣信正在建設(shè)中國的低軌寬帶衛(wèi)星星座，時空道宇、未來導(dǎo)航、火眼位置等公司規(guī)劃了低軌衛(wèi)星導(dǎo)航增強星座，國電高科、九天微星計劃部署低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)星座，長光、四維、宏圖等公司加快建設(shè)商業(yè)遙感星座，云遙宇航瞄向氣象衛(wèi)星賽道，三大運營商紛紛攜手設(shè)備商加速3GPP NTN低軌衛(wèi)星通信試驗。

商業(yè)航天賽道火熱的背后，除了有限資源下占軌保頻需求強烈，更事關(guān)國防安全與未來產(chǎn)業(yè)培育，中國已到了必須爭分奪秒追趕的關(guān)鍵時期。

火箭回收技術(shù)尚不成熟，發(fā)射成本高昂

與SpaceX相比，中國民營公司在可重復(fù)使用火箭、高性能發(fā)動機等環(huán)節(jié)還存在一定差距。尤其可重復(fù)運載火箭領(lǐng)域，此前并非中國運載火箭的主要研發(fā)路線，民營公司幾乎從零開始，任重道遠(yuǎn)。SpaceX的可重復(fù)使用技術(shù)已非常成熟，自獵鷹9號2015年首次成功回收以來，一級助推器成功實現(xiàn)超過300次回收，星艦第五次試驗“筷子式”的回收方式，更是將回收精度控制在0.5cm內(nèi)。

作為商業(yè)火箭的核心組件，發(fā)動機的性能十分重要。SpaceX的三代猛禽發(fā)動機海平面推力280噸，另一家美國航天公司藍(lán)色起源研發(fā)的BE-4發(fā)動機海平面推力約250噸；國內(nèi)航天六院研制的YF-100火箭發(fā)動機海平面推力約120噸，民營公司藍(lán)箭研發(fā)的“天鵲”（TQ-12）達(dá)到80噸級。

火箭可重復(fù)利用、發(fā)動機推力基礎(chǔ)技術(shù)上的相對遲滯，直接導(dǎo)致中國商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射成本高昂，也是國內(nèi)星座建設(shè)緩慢的重要原因。中國低軌軌道發(fā)射成本高達(dá)2萬美元/千克，相比之下，星鏈發(fā)射成本不足3000美元/千克，如果按照星艦的重量進(jìn)行換算，成本低至200美元/千克。

衛(wèi)星批量化生產(chǎn)對于降低成本同樣關(guān)鍵。SpaceX和OneWeb都采用了流水線的生產(chǎn)理念，將衛(wèi)星系統(tǒng)模塊化，在生產(chǎn)線上大量使用自動化設(shè)備。這種批量化生產(chǎn)降低了衛(wèi)星成本，將每顆衛(wèi)星的造價降至50萬美元，遠(yuǎn)低于國內(nèi)生產(chǎn)成本。

中國商業(yè)公司正在將SpaceX當(dāng)作樣板，快速追趕，力爭差距不被拉大，但仍在起點。

走通商業(yè)閉環(huán)不易

一個產(chǎn)業(yè)賽道是否長坡厚雪，打通商業(yè)模式是關(guān)鍵。

根據(jù)美國衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SIA）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2023年全球航天產(chǎn)業(yè)的總收入4000億美元。另有研究預(yù)測中國將發(fā)展形成萬億規(guī)模的市場。但目前國內(nèi)商業(yè)航天的市場主要用戶仍是政府和一些大型企業(yè)，集中在應(yīng)急救災(zāi)、遙感測繪、氣象預(yù)報、城市治理領(lǐng)域，廣大普通消費者和中小企業(yè)需求尚未充分釋放，市場規(guī)模仍然有限。

隨著千帆、星網(wǎng)GW等星座組網(wǎng)運營，預(yù)計短期內(nèi)應(yīng)急、航空、航海等場景衛(wèi)星通信需求逐步釋放，傳統(tǒng)窄帶和非國產(chǎn)終端逐漸形成規(guī)?；袌?。不過，SpaceX的商業(yè)成功在國內(nèi)較難復(fù)制。

一是星鏈面向全球市場，覆蓋超過100個國家地區(qū)，用戶遍布美國、澳大利亞、英國、歐盟等高收入經(jīng)濟體以及巴西等中等收入國家。因多種客觀因素，星鏈并未在中國市場提供服務(wù)。受地緣政治影響，中國衛(wèi)星星座主要服務(wù)國內(nèi)和“一帶一路”國家，整體市場空間和購買力盤子不太一樣。

SpaceX最新估值達(dá)到2000億美元，一定程度上改變了國內(nèi)資本市場對商業(yè)航天的認(rèn)識

二是中國已建成全球最大的5G和光纖網(wǎng)絡(luò)，居民習(xí)慣于高速、低延遲、成本相對較低的地面移動網(wǎng)絡(luò)，國內(nèi)C端用戶對于衛(wèi)星通信的需求天然不足。而其他國家電信運營商從經(jīng)濟效益角度考慮，地面網(wǎng)絡(luò)集中在城市和人口密集區(qū)域，人們在郊外較為依賴“星鏈”提供的高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，應(yīng)用場景更為廣泛。

三是國內(nèi)缺乏SpaceX一樣的全產(chǎn)業(yè)鏈公司。SpaceX集火箭發(fā)射和衛(wèi)星制造運營為一體，除了星鏈?zhǔn)杖氤掷m(xù)增長，每年通過為NASA和其他衛(wèi)星公司提供運載服務(wù)形成穩(wěn)定收益。2023年公司87億美元收入中，星鏈?zhǔn)杖爰s42億美元，發(fā)射收入約35億美元。而國內(nèi)公司一般僅具備火箭發(fā)射、衛(wèi)星制造或星座運維單點技術(shù)服務(wù)能力，導(dǎo)致生產(chǎn)制造成本高、業(yè)務(wù)模式單一、客戶群體有限。國內(nèi)公司“自我造血”能力普遍欠缺，行業(yè)商業(yè)化前景充滿挑戰(zhàn)。

國有民營選手如何高效分工？

過去，國內(nèi)該賽道以體制內(nèi)科研單位為主，中小衛(wèi)星和可回收火箭并非主要業(yè)務(wù)方向，也與商業(yè)航天短周期、低成本、批量化的要求有所不同。在見證了SpaceX的成功后，許多公司看到了國內(nèi)市場的巨大潛力，投身商業(yè)航天賽道。

中國商業(yè)航天發(fā)展初期，航天科技、航天科工、中電科、銀河航天等機構(gòu)和公司已提出衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃。為避免重復(fù)建設(shè)，集中國家資源，國資委在2021年新設(shè)一家專門從事衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的央企——中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司（“星網(wǎng)”），整合國內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃，規(guī)劃了1.2萬顆低軌衛(wèi)星星座（“GW”星座）。

星網(wǎng)成立后，兼具一定的衛(wèi)星頻率協(xié)調(diào)職能，很大程度主導(dǎo)了中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程，民營公司逐漸轉(zhuǎn)為星網(wǎng)制造配套或合作企業(yè)。過程中，由于產(chǎn)業(yè)發(fā)展不及預(yù)期，民營公司競爭加劇，開始低價搶占星座訂單，不利于行業(yè)生態(tài)培育。另一方面，航天科技、航天科工等科研單位也希望把握本輪航天商業(yè)化機遇，積極布局商業(yè)衛(wèi)星和火箭公司，國營私企如何更好協(xié)同的問題引起關(guān)注。

一是項目建設(shè)如何分工？GW星座和千帆星座等國家重大項目，如何在航天科研單位及控股公司與民營企業(yè)之間進(jìn)行合理分配？是否會設(shè)置體制內(nèi)外差異化的遴選標(biāo)準(zhǔn)？民營公司中僅龍頭參與還是會擴大范圍？

二是發(fā)射失敗容忍度多大？衛(wèi)星繼續(xù)沿用高成本、高可靠的宇航級器件，還是如星鏈一樣使用工業(yè)級器件來降低成本？后者不可避免地將出現(xiàn)部分衛(wèi)星無法正常入軌或提前報廢的情況。

三是資金投入的可持續(xù)性？無論是星網(wǎng)采取國家撥款還是垣信通過市場化融資，如果一期星座建成后沒有形成盈利能力，二期是否還將如期完成上萬顆衛(wèi)星的發(fā)射？投資人是否還能保持熱情提供足夠的“耐心資本”支持？

2024年的商業(yè)航天，在冰與火的交織中前行。冰，代表技術(shù)的瓶頸、市場的不確定性以及競爭的殘酷；火，象征著創(chuàng)新的激情、資本的追捧以及人類對太空探索的渴望。產(chǎn)業(yè)界需要保持冷靜的頭腦，既要抓住機遇，又要時刻警惕潛在的風(fēng)險，不斷完善監(jiān)管和保障體系。

編輯：謝麗容