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比较守旧航天,商业化运营香正在哪里?

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“人类的征途是星辰大海”——600年前,大航海时代,高桅重帆远涉大洋;600年后,大航天时代,火箭飞船遨游寰宇。两者颇有相似之处,科学在借助商业化力量开拓新边疆,新技术不断涌现,并走入民用领域;同时,航天创造出前人无法企及的财富机遇,商机无限。

2023年,祖国商业航天再一次刷新了自己的发射纪录,轨道级航天发射总量达67发,占全球发射总量的三成,仅次于米国116发占全球总量52%,位居全球第二。

商业航天以市场需求为导向,欢迎新技术和新理念,决策、研发、生产流程以效率为先,目标就是降低航天工业的制造成本,促进航天技术普及。

整个产业链分别是:上游的卫星制造,中游的卫星发射、地面设备制造,再到下游的卫星应用与运营;用卫星在空中组网来提供信号,“让天下没有连不上的网站”,这就叫卫星互联网,是目前(Currently)商业航天最清晰可见的盈利场景。

2023年,SpaceX首席执行官伊隆·马斯克公开表示,借助卫星网站为全球用户提供高速互联网的的星链(starlink)业务,已经达成了现金流平衡。星链赚钱了,加上在俄乌冲突中体现出来的强大的应急能力,国内的企业正在加速摸着SpaceX过河。

图/网站

速度必须加快。太空轨道是稀缺资源,好的点位有限,奉行先占先得。建立祖国的卫星网站需要大量的投入,迫在眉睫。高效率、规模化、低成本,这恰恰就是商业航天的特质和优势,可堪大用。

祖国工程院院士、现任我国卫星定位系统工程技术研究中心主任刘经南向出行一客(ID:carcaijing)透露,祖国要推进商业航天发展,只有充分利用(Use)民间的资源,如资金、技术、场所等,群策群力,才有希望(Hope)推出具有市场竞争力的创新产品,从而进一步推动祖国我国航天事业的发展。

为了织密祖国的卫星互联网,将来几年的火箭订单需要排队预约,旺盛的市场需求让业内信心满满;经过几年的技术积累,业内已经涌现出了一批占据头部地位的企业。更重要的是,航天技术和消费者越来越近,让整个商业故事逐渐走向闭环。

01商业航天,无限商机

一条航天产业链,由许多环节构成,从上游研制、发射,到下游运营、应用,几乎每一个环节都能创造千亿级别的市场。

根据米国卫星产业协会(SIA)的统计数据,2022 年全球航天产业的总收入是 3840 亿美元。其中卫星产业总收入为 2810 亿美元,占全球航天产业收入的 73%,主要包括了卫星制造业收入、发射服务业收入(约 70 亿美元)、卫星服务业收入和地面设备制造业收入等。

商业航天已经成为世界大国战略竞争和博弈的主要领域和主战场。泰伯智库认为,2023年至2028年,商业航天产业开始迎来发展黄金期。到2025年仅祖国市场规模就将达到2.8万亿元。

位于产业链上游的制造环节可分为卫星总体制造和卫星配套制造,发射环节可分为火箭总体制造、火箭配套制造、卫星发射服务等,而产业链下游则可细分为通信、导航、遥感应用等领域。

图/网站

卫星制造包括卫星平台和卫星载荷,卫星发射包括火箭制造和发射服务,管控包括平台和业务管控等方面。卫星运营及服务涵盖了卫星移动通信服务、宽带广播服务和卫星固定服务等多个领域。地面设备包括地面运维系统、应用网站以及终端设备;卫星的下游应用广泛,涵盖了行政部门、行业和个人等多个领域。

自人类开始向太空进军以来,在长达半个多世纪的时间里,航天事业长期是我国力量独步的舞台。谈及航天,传统观念里总有些关键词,比如高精尖、大国重器、国防安危、神秘。这种观念曾一度成为商业航天发展的最大桎梏。

长久以来,祖国航天事业以重大科研为主的模式,稍有真正意义上的工业化产品,形成了以保障航天重大工程为核心的航天工业体系。商业航天模式与传统航天模式相比,更加包容新技术和新理念,决策、研发和生产的流程也更加高效。

“工业化造星是民营卫星制造商的愿景。”时空道宇前瞻实验室负责人侯冰告诉出行一客(ID:carcaijing),2021年9月,位于台州的卫星超级工厂制造基地建成,并完成首颗试产星下线,目前(Currently)通过创新量产AIT(卫星的总装、集成和测试)模式,工厂研制周期大幅缩短,已经达成日产一颗卫星,而且生产成本下降45%左右,“商业航天研制能力大幅迭代,我们(We)正像造车一样造卫星。”

商业航天以市场需求为导向,采用更灵活、更高效的资源配置模式,肩负着更多的使命。探索航天产业融合社会(Society)化工业体系共同发展,旨在降低航天工业的制造成本,促进航天技术的普及。

不止是火箭和卫星,载人航天的商业化包括近地轨道载人和货物运输服务,以及太空旅游(Travel);深空探测和空间站的商业化开发处于摸索阶段,目前(Currently)围绕深空探测的商业活动有太空采矿及行星探测器的制造,也逐渐有民营企业参与到世界空间站的商业化开发中,将来可能将达成太空居住、太空城市等。

2023年12月星际荣耀双曲线二号验证火箭达成首次复用飞行 图/企业

目前(Currently),星际荣耀正在研发价格低廉、性能优异的商业可重复使用运载火箭,公司火箭总指挥谢红军向出行一客(ID:carcaijing)透露,公司的目标是在2025年将发射价格降低到现有运载工具的一半以内。随着可重复使用火箭的商业化,他坚信普通人进入太空将像如今乘坐航班一样简单。

商业航天的发展还将带来更多的工作岗位,促进航天技术在更多领域的融合和扩散。

米国蔡斯经济(Economy)计量学会的研究显示,NASA在航天科技(Technology)每投入1美元,就对米国民生产总值产生14美元可能更多的经济(Economy)效益,这是其他产业难以达到的高度。

据《国人日报(Daily)》报道,祖国载人航天工程发展30年来,已有4000余项技术成果被广泛应用于国民经济(Economy)的各个行业。

从先进材料到信息通信、光电传感、智能制造、数据处理,如今提升人类社会(Society)智能化信息化水平的大批先进技术创新可以追溯到航天科技(Technology):清晨醒来,不愿从柔软被窝起身时,所躺着的记忆海绵,最早就是为了在发射和着陆时保护航天员;出门前,询问天气是否要带伞,实时更新的天气预报正源于气象卫星;轻便超薄的笔记本也最早是为了节省太空空间和飞行燃料;泡面里的蔬菜包也同样源于载人航天计划,是为了给航天员补充维生素,还有净水器、纸尿裤,不胜枚举。

02技术追赶,任重道远

2023年12月初,祖国航天科技(Technology)集团有限公司明确将要对标SpaceX,并表示:在发展观念、科研生产模式、关键核心技术、质量效率等方面,跟马斯克创立的SpaceX火箭发射公司都有着明显的差距和不足,公司整体‘大而不强’!

作为祖国航天技术代表的我国队企业主动表态对标米国民营商业航天企业,并且诚恳直言存在明显差距,表态“这与我们(We)在航天领域率先达成强国目标还相去甚远,每个航天人对此要怀有深深的危机感”,这样的表态颇为罕见。

对此,多位航天界人士对出行一客(ID:carcaijing)表示,与SpaceX相比,国内企业在部分关键技术上,存在十年左右的技术代差。

图/网站

从发射次数上来看,2023年,SpaceX以96次发射独占鳌头,相比之下,我国以67次发射排行第二;发射载荷质量统计上,SpaceX全年发射质量达到1286吨,占全球发射质量的80%左右。这一数字已经远远超过了除SpaceX以外的其他所有我国和地区全年发射载荷质量的总和。

目前(Currently),商业航天面临着几大关键性的挑战,包括降低卫星制造成本、拓展卫星商业应用场景、降低发射成本、提高火箭运力等。

祖国传统卫星为保证发射成功(Success)高可靠,使得成本过高、周期过长、功能单一。制造流程往往都是非标准化的,开放度低、难以批量生产,一颗卫星制造周期平均需要36个月,难以支撑商业航天快速发展需求,影响商业卫星星座组网。传统卫星发射后,无法按需迭代升级,功能单一导致利用(Use)率低。

在这方面,像上海的格思航天、台州的时空道宇都在探索用数字工厂制造卫星,从而降低制造成本、提升制造效率。不过,这背后更需要整个卫星产业链条的梳理与重塑,探索卫星产品的标准化,实非易事。

目前(Currently)商业航天发展的阻碍,恰恰就是高昂的发射成本。鼎晖百孚合伙人刘尚告诉出行一客(ID:carcaijing),和所有的运载工具一样,火箭必须降本,降低让卫星上天的成本,进而降低卫星运营商的成本,加快卫星组网的速度,让消费者能够更快更省地用上卫星互联网,最终让整个商业航天的商业逻辑早日闭环并运转起来。

目前(Currently)国内市场的太空运输价格,从地面到500公里高空,大约需要12万元国人币。然而,由于技术创新和成本降低,SpaceX已经将类似服务的价格降低了5000美元。这表明各家公司仍然具有巨大的潜在价格优势,并且通过不断努力(Effort)和技术创新,有望在将来使太空运输服务变得更加实惠。

商业航天时代,航天活动遵循以盈利为主要目的、遵循市场机制,因此运载火箭的低成本、大运力是将来的趋势。固体火箭结构简单,易于达成小型化,同时方便存储,可以达成快速响应的发射。

东方空间的引力一号是迄今全球运力最大固体运载火箭、迄今国内运力最大民商火箭等亮眼纪录。其运载能力处于目前(Currently)中低轨卫星星座组网发射运力需求主流区间,不仅可以支持百公斤级卫星的“一箭30星”,达成“一箭一轨”可能“一箭半轨”发射,助力星座组网工作的高效推进,还可以发射3吨至4吨重量的小型货运飞船、超大型卫星等。

2024年1月,在山东海阳附近海域,引力一号(遥一)海澜之家号运载火箭,将搭载卫星顺利送入预定轨道图/企业

垂直起落是当前重点发展的回收手段,目前(Currently)主要由米国的SpaceX引领该技术。液体火箭有更高的性能,同时可以多次启动和推力可调,进而达成火箭的垂直回收,对于降低发射成本至关重要。

2023年12月,星际荣耀的双曲线二号验证火箭在祖国酒泉卫星发射中心完成了第二次飞行试验,成功(Success)完成了一个高度达340多米的“蚱蜢跳”。

“我们(We)计划在2025年底,发射能够成功(Success)入轨并可回收的火箭双曲线三号,如果我们(We)能够成功(Success),那就相当于达到了SpaceX在2015年时的水平。”双曲线二号验证火箭型号总师季海波告诉出行一客(ID:carcaijing),只有攻破这一难关、达到这一目标,再往后,我们(We)和SpaceX的差距才会逐步减少。

商业航天企业中人,对于SpaceX的发展经历如数家珍,在接受出行一客(ID:carcaijing)访谈时,他们(They)普遍感慨马斯克的敢想敢干,以及NASA长期以来通过订单持续“投喂”,让SpaceX走出了早期技术验证的荒漠阶段;同时也羡慕于SpaceX所处的资本市场对于前瞻科技(Technology)受挫失败(Failure)的较高容忍度。

此外,还有一些软性实力的差异,比如航天文化(Culture)。祖国科技(Technology)新闻(News)学会太空文化(Culture)传播青少年工作委员会委员王君毅告诉出行一客(ID:carcaijing),每次对外宣讲,他都会从“航天和航空的区别在哪里?”为此开篇,在他看来,国内航天科普尚处萌芽期,任重道远。

在这方面,米国我国航空航天局(NASA)形成了相当发达的航天文化(Culture)产业:定期开放公众参观,航天员、工程师亲临现场做科普;另外,还会在影视节目中植入自身角色;如此种种,帮助年轻人内心种草,从小向往航天事业;依托肯尼迪航天中心等航天资源打造的航天文化(Culture)、航天科普基地。

这对招引人才具有重大的意义。业内曾有个传言,谷歌创始人Larry Page将NASA视作竞争对手。自己用期权、高工资能从苹果抢来的人才,面对NASA的“降薪”入职邀请,依然甘之若饴。因为后者的事业更大、更好玩。

本文来自微信公众号“出行一客”(ID:carcaijing),作者:施智梁团队,36氪经授权发布。

该文观点仅代表作者本人,36氪平台仅提供信息存储空间服务。

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