“五段式分析法”界定太空產業的商業屬性

+ 張京男

“五段式分析法”界定太空產業的商業屬性

+ 張京男

在探討商業航天時，衛星以及衛星服務是帶有商業屬性的。所謂商業屬性就是一種產品的商業化程度。商業化程度是多還是少、是輕還是重，應當如何界定？在這里提出一種“五段式分析法”，就是把航天活動劃分稱五段，分別判定每段的商業屬性。

“五段式分析法”的概念

首先討論前兩段，太空活動或者稱為空間活動中，第一段就是火箭的制造，第二段則是火箭的發射。這兩段的邊界非常清晰。制造和發射往往是分成兩個階段的，在國外，這兩個階段是由不同的企業或者實體來完成的。火箭的制造包括發動機、制導導航、總裝等內容，以及位于其上的各類集成設計。而發射服務往往由專業公司實施。例如歐洲的阿里安公司有九套火箭發射服務流程，覆蓋了重型、中型、輕型火箭都覆蓋了。在美國有聯合發射聯盟公司。

第三段是空間飛行器的研制。包括飛船、衛星和探測器。空間飛行器入軌后的運行控制是第四段。空間飛行器所提供的服務則是第五段。服務對象可能是商業、科研、民用或者軍用。

可以通過對這五段的分析，來判斷某一段是不是商業化的，從而界定整個航天活動的商業程度。

美國的太空活動分析

如果用五段法對2015年美國的太空活動進行分析。可以發現這是美國全年的太空發射活動。可以發現發射服務段只有聯合發射聯盟公司和SpaceX公司兩家。聯合發射聯盟公司負責發射波音公司和洛馬公司研制的火箭，它們所發射的衛星多數也是軍用衛星，分別由洛馬和波音公司制造，由美國軍方運營。因此在五段中，其前三段是商業化的，后兩段則不是。

SpaceX公司則是自己制造火箭、自己發射，為商業客戶服務。它所發射的衛星包括歐洲衛星公司、美國軌道通信公司等，由這些商業公司運控在軌衛星。SpaceX公司為國際空間站發射的飛船，其入軌后的運營方是NASA，不具有商業色彩的。所以，美國全程商業化的航天企業只有SpaceX。

其他國家的太空活動分析

從歐洲的全年發射情況來看，主力火箭阿里安5主要從事商業發射，例如Sky-Mexico衛星。從制造到應用都具有商業屬性。雖然歐洲也有一些軍方或者政府的衛星，但總體來說，歐洲的商業活動性質是最強的，比美國要優越一些。

日本的H-2系列火箭，由三菱重工聯合研制。三菱重工是商業公司，但所發射的航天器主要是軍用的對地監控衛星及日本宇宙航空研究開發機構的政府載荷，包括向國際空間站的運輸。因為加拿大發射Telstar 12V通信廣播衛星是商業屬性的，所以日本的商業航天主要體現在火箭和衛星的研制，商業應用比較不足。

印度則完全不同，所有的火箭研制、發射都由政府部門來實施，完全沒有商業公司參與。印度唯一的航天機構是印度太空研究組織。2015年印度為一些國家發射了空間飛行器，這些活動屬于商業應用。

俄羅斯的發射比較多、火箭種類比較多，運營模式最復雜的，效果也是最不好的。俄羅斯航天運載器的研制都屬于國家科研機構，不具有商業色彩。發射運營方面，俄羅斯與很多實體合作了成立一些發射公司，幾乎每一種火箭成立一個發射公司。可以說，俄羅斯在發射服務段的商業化是最強的，其他段則非常少。不過從實際運行看，火箭發射服務最好還是一個公司能夠發射多類火箭，這樣運營成本比較低，假如一種火箭成立一個公司，經營起來非常困難。俄羅斯本國研制的空間飛行器多數是軍用衛星以及載人飛船、貨運飛船，不屬于商業性質。

另外，韓國的宇航研究院也屬于政府部門活動，不是商業性質。

結 論

最后可以得出結論。歐洲和美國的航天活動商業化色彩較為濃厚，商業屬性比較強。主要是因為這兩個地區的商業化公司比較多，幾乎所有航天活動都通過公司來運作。而且美國的商業化程度主要得益于SpaceX的低成本火箭，傳統火箭基本上看不到商業化能力。

日本則正在向更高的商業化程度邁進，JAXA最近幾年逐步把發射、運行兩段工作交給三菱重工，以此簡化管理、降低運營成本。

俄羅斯的商業活動基本上由國家主導，結果有些公司倒閉了，有些公司艱難成長，只有“質子”能勉強進行商業化活動。

印度主要由國家引導航天商業化，國家直接參與商業市場，商業運作比較成功。但印度今后也要通過企業實施航天商業化，政府可能會漸漸退出。

五段式分析法設計出來之后，進行了一定的驗證和修改，只是對2015年進行了分析，未來還可以進一步完善有關工作，力求邏輯嚴謹、邊界清晰、容易定性，不用復雜的數學模型就可以分析清楚。

“高分”推動商業遙感衛星技術發展

根據國外有關咨詢公司的估算，目前全球高分辨率商業衛星遙感市場的總價值超過300億美元，建設商業用高分辨率遙感衛星系統，可以實現對目標的實時監視，具有重大戰略意義。對我國來說，建設商業高分辨率遙感衛星系統有幾個方面的意義：是實現軍民融合，寓軍于民的戰略有效途徑；是搶占國際新型遙感應用市場的緊迫要求，是提升衛星遙感國際競爭力的必由之路等。航天科技集團計劃在2022年左右建立成一個“16+4+4+X”的商業遙感衛星系統，目前規劃有16顆的0.5米分辨率光學衛星、4顆高端光學衛星、4顆微波衛星以及多顆視頻高光譜等微小衛星。

國外高分辨率商業遙感的發展歷程

國外最早的高分辨率商業遙感衛星是美國在1999年發射的“伊格諾斯”衛星，使米級圖像得到了商業應用。2012年數字全球公司收購地理眼公司后，與歐洲阿斯特里姆公司并稱為世界兩大遙感運營商。國外高分商業遙感發展史帶給我們的啟示是，數據應用不僅需要高的分辨率，還要求是更及時、更高頻次、更加有效的信息獲取。

具體來說，對衛星機動能力的要求進一步提高，衛星系統要具備動態成像的能力。在信息綜合獲取方面，除了高空間、高時間分辨率之外，還要求高光譜分辨率和精確的幾何定位。

中國的高分專項

“高分”專項的應用目標是提供性能優越的全球高分辨率對地觀測數據和信息，為促進我國地理信息系統的發展，加快實現我國獨立自主的數字城市、數字中國、數字地球，滿足國防安全、國家經濟建設、社會發展等方面對地球觀測信息的需求。

目前高分一號、二號、四號、八號、九號已經成功投入應用，民用天基基礎設施系列到2025年簡稱，其中包括三大系列衛星，包括物理觀測25顆、海洋觀測8顆、大氣觀測1顆。高分專項和空間基礎設施規劃通過高性能的衛星研制和部署，將逐步縮小我國與歐美發達國家之間的差距。北京空間機電研究所所在“高分”專項中承擔了高分一號、二號、四號等的研制。在各衛星研制期間形成的產能可以實時應用到后續遙感衛星系統中。

高分二號中國首顆分辨率優于1米的民用衛星，光譜分辨率達到0.8m和3.2m。從衛星拍攝的圖像中，可以清晰地看到玉淵潭公園、上海港、伯爾頓港的圖像，以及洛杉磯機場、深圳跨海大橋的圖像。對于建筑物，可以分辨樓層數量。經過在軌測試，高分二號在2014年2月交付用戶，功能正常、系統達到技術要求，衛星數據符合1：1萬到1：2.5萬制圖精度要求。高分二號在突發事件和熱點問題方面也發揮了一個重要作用。

高四是我國首顆地球靜止軌道高分辨率光學成像遙感衛星，也是目前世界上空間分辨率最高的地球靜止軌道光學成像遙感衛星，可見光分辨率達50m，幅寬達到500km，紅外分辨率達400m，幅寬達400km。圖中可以看到對澳大利亞森林大火的監測結果。以及對馬六甲海峽的全景監視結果。從對浙江沿海的彩色監視圖像看，可以實現對中大型船只的跟蹤，但目前還不能做到識別船只身份。

高分四號未來可以用于災害的監測，對于氣象短期預報，對熱點地區的高頻次監測，包括森林資源調查、林火監測等。

研制中的0.5米分辨率商業遙感衛星

航天科技集團公司正在研制的的0.5m分辨率商業遙感衛星，目標是瞄準國際的先進水平，實現高精度、高敏捷、多模式，通過敏捷能力實現高覆蓋、多目標、多模式、快應用等能力，兼顧區域普查、詳查等常規任務，同時滿足對重點目標的快速、精確成像，在突發事件、災害應急監測等領域將得到廣泛應用。敏捷衛星最突出的特點就是有快速、機動、敏捷的需求，從目前高分九號在軌測試的情況看，雖然與國際水平還有一定的差異，但衛星單圈或當天的有效信息獲取能力達到傳統衛星的4～5倍。相機設計時重點考慮了輕量化，光機主體設計重量是170千克，而法國的Pleiades-HR達到210千克。

北京空間機電研究所目前正在研制高分辨率相機、多波束激光測距儀、激光成像雷達等設備。在海洋觀測方面正在研制新一代水溫水色儀、海洋帶成像儀等。目前產品的可見光分辨率達到0.8m，多光譜分辨率3.2m，長波紅外分辨率80m，短波紅外分辨率40m。