對我國商業(yè)航天發(fā)射服務(wù)的思考和建議

文 | 曹夢 藍天翼 航天科工火箭技術(shù)有限公司 北京千域空天咨詢有限公司

《流浪地球》電影中，面對災難，人類作為命運共同體，使用先進的航天技術(shù)把地球打造成了一款巨型航天器，奔向新的家園。而航天技術(shù)只有進入到廣泛的商業(yè)應用階段才能充分發(fā)揮它推動人類文明發(fā)展的巨大潛力，發(fā)展航天產(chǎn)業(yè)，首先從商業(yè)開發(fā)近地空間開始。

傳統(tǒng)航天（衛(wèi)星）工程分為運載火箭分系統(tǒng)、衛(wèi)星分系統(tǒng)、發(fā)射場分系統(tǒng)、測控分系統(tǒng)、應用分系統(tǒng)（地面分系統(tǒng)），各工程分系統(tǒng)在工程大總體的牽引和工程兩總的指揮與協(xié)調(diào)下，成功完成復雜航天系統(tǒng)工程任務(wù)的執(zhí)行。而近幾年國內(nèi)商業(yè)航天領(lǐng)域獲得高速發(fā)展，大批商業(yè)航天企業(yè)涌現(xiàn)，并隨之出現(xiàn)了新的商業(yè)航天任務(wù)組織模式，即商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)以衛(wèi)星方與運載方簽訂的商業(yè)發(fā)射服務(wù)合同為牽引，按照商業(yè)運作規(guī)則完成合同履約。在這種新的任務(wù)組織模式中，沒有傳統(tǒng)的工程總體和工程兩總來指揮、協(xié)調(diào)全部航天工程分系統(tǒng)，僅僅依靠發(fā)射服務(wù)合同對運載方和衛(wèi)星方進行約束，運載方或者衛(wèi)星方承擔商業(yè)航天工程總體的職能，而發(fā)射場和測控分系統(tǒng)卻仍在傳統(tǒng)航天任務(wù)組織模式下。筆者參與了幾次商業(yè)航天發(fā)射服務(wù)運作，在任務(wù)組織及計劃協(xié)調(diào)過程中，出現(xiàn)了許多以前不曾遇到的問題，因此想就這些問題從系統(tǒng)層面對商業(yè)航天發(fā)射服務(wù)進行一些交流和探討。

一、商業(yè)航天發(fā)射服務(wù)的頂層約束

1.航天活動的國家責任邏輯體系

根據(jù)1967年經(jīng)聯(lián)合國大會通過并各成員國簽署生效的《外層空間條約》第6條規(guī)定，在外層空間的活動，不管是由政府機關(guān)或非政府社團開展，都由該政府機關(guān)或非政府社團所在的國家承擔國際責任。[1]

根據(jù)1972年通過的《空間物體損害賠償責任公約》第2條、第3條規(guī)定，發(fā)射國要對其外空物體對在地球地面，或給飛行中的飛機造成損害應付賠償?shù)慕^對責任。任一發(fā)射國的空間物體在地球表面以外的其他地方，對另一發(fā)射國的空間物體，或其所載人員或財產(chǎn)造成損害時，只有損害是因前者的過失或其負責人員的過失而造成的條件下，該國才對損害負有責任。[1]

由此建立了航天活動國家責任的邏輯體系，基于此，我國對航天發(fā)射實行了嚴格的行政審批制度，對發(fā)射許可從嚴管理。并且在發(fā)射許可申報前，火箭方和衛(wèi)星方均需購買航天發(fā)射第三方責任保險，用于賠償萬一發(fā)生的空間物體損害，保險費約為賠償額度的0.1%，而賠償最低責任限額為3.3億人民幣（5000萬美元）。

2.發(fā)射許可審批尺度期待突破

2018年12月4日，太空探索技術(shù)公司（SpaceX）獵鷹9號火箭執(zhí)行SpaceFlight公司的SSO-A任務(wù)，一箭64星，其中有一顆1U立方星來自Elysium Space公司，這顆星攜帶了100人的骨灰進入太空，長期在軌。

按照SSO-A任務(wù)總包方SpaceFlight公司網(wǎng)站上公開的報價，發(fā)射成本高達每千克5.9萬美元，遠遠高于國內(nèi)每千克2～3萬美元的搭載發(fā)射成本。Elysium Space公司不惜花重金將這顆立方星發(fā)射入軌，以開展商業(yè)運營。雖然該衛(wèi)星不提供任何針對地面應用的技術(shù)服務(wù)，但滿足了人類的精神訴求，開拓了商業(yè)航天新的應用模式。不過，若要在國內(nèi)開展類似業(yè)務(wù)，面對航天活動國家責任的頂層邏輯體系，發(fā)射許可的審批尺度堅持問題和風險導向，這種既沒有離軌措施又沒有任何技術(shù)牽引的項目未必會被允許發(fā)射。

二、關(guān)于商業(yè)發(fā)射服務(wù)的思考和建議

“航天技術(shù)只有進入到廣泛的商業(yè)應用階段才能充分發(fā)揮它推動人類文明發(fā)展的巨大潛力，要把發(fā)展航天技術(shù)作為一個偉大產(chǎn)業(yè)來發(fā)展[2]。”而發(fā)射服務(wù)端則是整個商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和瓶頸。現(xiàn)階段，高昂的進入空間成本、每年有限的發(fā)射次數(shù)，都極大地限制了空間應用的進一步發(fā)展。進入空間的難度過大，導致衛(wèi)星或其他有效載荷進入空間的機會太少，進而制約了人們對空間應用的想象力。所以，“高質(zhì)量，低成本，快速響應”是整個航天產(chǎn)業(yè)對發(fā)射服務(wù)端的核心訴求。然而這些訴求，并不是運載方全力進行技術(shù)創(chuàng)新、提升自身服務(wù)質(zhì)量就能實現(xiàn)的，在整個發(fā)射服務(wù)鏈條中，發(fā)射場和測控系統(tǒng)的配合，以及行政審批的進度，都對發(fā)射服務(wù)能否順利、按時進行有極大的影響。為此，我們提出了幾點思考和建議。

1.自上而下構(gòu)建基于充分考慮客戶需求的新型商業(yè)航天任務(wù)組織模式和考核體系

商業(yè)客戶對發(fā)射服務(wù)最迫切的需求有兩個：一是想發(fā)射什么就能發(fā)射什么；二是想什么時候發(fā)射就什么時候發(fā)射。

對于前一個需求，即載荷能不能上天的問題，在前文所述的約束中已經(jīng)介紹過，現(xiàn)階段在相關(guān)國際公約沒有突破的情況下，國家層面審批尺度不會有太大的變化，但明顯開始向更加開放和包容的方向發(fā)展。舉例來說，北京九天微星科技發(fā)展有限公司的瓢蟲一號衛(wèi)星是一顆可以在軌道上提供自拍服務(wù)的衛(wèi)星，這個想法很早便被提出，但一直很難得到執(zhí)行，因為太空自拍這種純商業(yè)娛樂訴求的任務(wù)驅(qū)動一開始很難被認可，但通過航天領(lǐng)域商業(yè)氛圍的不斷加深，相關(guān)部門對商業(yè)航天的包容程度越來越高，這顆衛(wèi)星最終順利通過行政審批得以發(fā)射進入太空，并在中央電視臺網(wǎng)絡(luò)春晚活動中露面，從商業(yè)層面為航天科普事業(yè)做出了不小的貢獻。

至于后一個需求，即客戶希望隨時能夠發(fā)射的問題，現(xiàn)階段航天發(fā)射主管部門會對航天發(fā)射任務(wù)組織協(xié)調(diào)，以完成國家任務(wù)為主要目標,兼顧商業(yè)任務(wù)。按照傳統(tǒng)航天管理模式的頂層考核體系，上級機關(guān)需要對航天任務(wù)主管部門和發(fā)射場系統(tǒng)、測控系統(tǒng)甚至是航天兩大集團公司從成功率和計劃執(zhí)行率等維度進行考核。這種任務(wù)組織模式及考核體系在國家重大航天工程中起到了很強的推動作用，創(chuàng)造了中國航天60年的輝煌成就，但在現(xiàn)在的商業(yè)航天任務(wù)管理模式下，卻顯得不太適應，面對商業(yè)衛(wèi)星客戶根據(jù)資本、市場、公共關(guān)系提出的盡快發(fā)射或者推遲發(fā)射的需求，無法做到快速響應。因此，構(gòu)建自上而下、基于充分考慮客戶需求的新型商業(yè)航天任務(wù)組織模式和考核體系，十分必要。

當然，即便我們呼吁充分考慮客戶需求，在新型商業(yè)航天任務(wù)組織模式中，客戶也不可太“任性”。因為任何航天任務(wù)都是一個龐大的系統(tǒng)工程，需要各個工程分系統(tǒng)密切配合，無論是技術(shù)上還是計劃上，都應該有著嚴格的工程約束，各工程分系統(tǒng)本著“一切為了任務(wù)成功”的原則，平等地進行技術(shù)和計劃協(xié)調(diào)，而任何一方的更改均應該由商業(yè)航天工程總體牽頭，知會各個工程分系統(tǒng)，從而保證任務(wù)的順利推進。

2.推動發(fā)射服務(wù)全鏈條降成本及商業(yè)化

現(xiàn)階段，大多數(shù)衛(wèi)星應用尚未形成有效、可持續(xù)的商業(yè)盈利模式，所以客戶對發(fā)射服務(wù)成本異常敏感，甚至是唯一敏感。而從運載火箭產(chǎn)品本身降成本來看，2018年我國航天發(fā)射次數(shù)雖然達到了史無前例的39次，但發(fā)射數(shù)量最多的長三甲系列運載火箭也僅有14次發(fā)射，運載火箭產(chǎn)品“小批量、定制化”的特征仍然十分明顯，如何實現(xiàn)系統(tǒng)地推動火箭產(chǎn)品成本降低同時加強質(zhì)量管控，持續(xù)保證高可靠性，是所有體制內(nèi)和民營火箭公司都在不斷探索的課題。

而發(fā)射服務(wù)全鏈條除了運載火箭，還需要發(fā)射場和測控的全力保障。在軍民融合大政策牽引和指導下，國家的發(fā)射場資源和測控資源已面向商業(yè)任務(wù)全面開放，這已經(jīng)是一個了不起的進步和成就。但動用國家的發(fā)射場和測控資源保障發(fā)射服務(wù)，成本較高，且資源有限、計劃較難協(xié)調(diào)。另外，由于國家現(xiàn)有的發(fā)射場資源和測控資源較封閉，數(shù)據(jù)交互只能在封閉系統(tǒng)內(nèi)進行，不利于商業(yè)公司遠程指揮控制構(gòu)想的實現(xiàn)；保密要求較高，也不利于各種商業(yè)活動運作。

所以，不斷推進發(fā)射服務(wù)全鏈條商業(yè)化，是所有商業(yè)航天公司的不懈追求。現(xiàn)階段，絕大部分商業(yè)衛(wèi)星測運控已基本實現(xiàn)由商業(yè)測控公司全程完成衛(wèi)星在軌測運控管理；運載火箭在發(fā)射服務(wù)的商業(yè)化測控，也即將在2019年要執(zhí)行的幾次民營火箭的發(fā)射中取得突破。期待國家全面推進發(fā)射場和測控資源的深度軍民融合，國家測控資源面向商業(yè)服務(wù)建立公開透明的收費標準，和商業(yè)測控公司平等競爭，國家發(fā)射場資源維持現(xiàn)有管理模式（發(fā)射場系統(tǒng)擔負著空域和落區(qū)協(xié)調(diào)等重任，加之航天活動的國家責任頂層邏輯體系，現(xiàn)在尚不具備向民間完全開放的條件），開放軍民融合發(fā)射工位或區(qū)域，允許社會資本參與共建，利益共享，并且期待更加靈活的商業(yè)航天任務(wù)計劃協(xié)調(diào)機制的建立。

三、結(jié)束語

商業(yè)航天呼喚“生意就是生意”，有業(yè)內(nèi)人士認為，“商業(yè)航天應該是航天的心態(tài)，商業(yè)的手法；不應該是商業(yè)的心態(tài)，航天的手法”[3]。通過理順管理關(guān)系，理清商業(yè)模式，推動商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，從而促進航天技術(shù)的不斷進步。在不斷加強自身核心能力建設(shè)的同時，充分利用商業(yè)航天的商業(yè)屬性，不斷拉近航天與大眾之間的距離，“讓航天觸手可及”，不斷創(chuàng)新商業(yè)模式，充分挖掘品牌價值，努力開發(fā)商業(yè)航天新的增量市場。