我國商業航天領域軍民協同發展現狀與未來展望

中國空間技術研究院西安分院 董 堅 賀宇遠 袁晶晶

一、前 言

傳統航天工業分為軍用航天、民用航天和商業航天。其中，軍用航天主要用于執行軍事任務；民用航天主要執行科學研究、經濟活動和工業生產中的民用任務；商業航天主要以盈利為目的，執行商業合同任務，具有投資的社會化和市場化屬性。

當前，在“太空+互聯網”跨界融合的帶動下，民營資本紛紛涌入，全球航天產業正處于快速發展時期，特別是商業航天呈現出蓬勃發展的新態勢，涌現出了美國太空探索（SpaceX）公司、美國行星實驗室（Planet）公司，以及國內的零壹空間科技集團有限公司、藍箭航天空間科技股份有限公司、銀河航天（北京）科技有限公司等一批新興商業航天企業，他們通過顛覆性技術和服務逐步進入商業航天領域[1—4]。

2015年以來，我國對商業航天產業也進行了長期規劃，并逐步推出了相關政策。例如，國務院頒布的《2016中國的航天》白皮書明確鼓勵、引導民間資本和社會力量有序地參與各項航天活動[5]；國內投資商業航天的機構數目從2015年的24家增至2018年的90家。同時，民營航天企業進入軍工配套研究和生產活動的門檻不斷降低[6,7]，吸引了更多企業進入此領域。

本文圍繞商業航天的主要應用領域，分析我國商業航天軍民協同發展的現狀和面臨的一些主要問題，并討論商業航天領域軍民協同發展的趨勢。

二、全球商業航天發展情況與主要應用

近年來，全球航天產業總收入一直保持增長態勢，商業航天作為航天產業活動的主要組成部分，其重要性愈發顯著。按照統計規律，商業市場收入占航天經濟總值的3/4。

據美國衛星工業協會數據統計，2018年的全球航天產業總收入約為3600億美元，其中衛星產業（含衛星發射）達到了約2774億美元，占總收入的77%。從數據中可知，商業航天主要聚焦衛星產業相關業務。2009—2018年的全球衛星產業收入情況如圖1所示。

圖1 2009—2018年的全球衛星產業收入數據

（一）衛星及地面設備制造

衛星制造技術門檻不斷降低，特別是使用商用器件的微小衛星成本更是減少到幾十萬元。2019年，全球共進行了103次火箭發射，將492顆航天器送入太空，其中包含微小衛星389顆，同比增長19%，創造了微小衛星年發射量的歷史最高紀錄。2020年，“北斗”導航星座完成全球組網，將帶動衛星導航設備出現新一輪的增長。

（二）衛星發射

隨著各國對太空開發和利用的力度不斷加大，航天發射需求持續升溫，年發射頻度日漸密集，帶動了全球航天發射市場規模的持續擴大，降低衛星發射成本已成為一種趨勢。2015年，SpaceX公司的“獵鷹”9號火箭助推段成功返回發射基地，并在2017年再次將衛星送入軌道，成為了繼航天飛機之后又一個可重復使用的航天器。這種快速迭代、精準高效的“互聯網式”研發模式，迅速造就了SpaceX公司在商業航天發射市場的領先地位，SpaceX公司憑借低成本優勢，獲得了全球國際商業發射市場的大量合同。2019年3月，俄羅斯航天國家集團公司宣稱，將下調質子-M火箭的發射費用，其成本將與“獵鷹”9號火箭相當，這足以證明國際商業發射市場的競爭變得愈發激烈。

（三）衛星測控

隨著衛星向著小型化與專業化方向發展，衛星管理服務需求呈井噴態勢。現有管理系統主要針對大型衛星的技術體制，并不適用于微小衛星與星座的多樣化應用需求。隨著微小衛星對新型商業衛星管理中心的需求逐漸增加，衛星管理服務迎來了巨大的商機。

（四）衛星應用

衛星應用服務是整個衛星產業最主要的驅動力，約占總收入的1/3。衛星應用主要包括通信、遙感、導航三大領域。

1.通信

截至2019年3月，全球共有在軌正常工作衛星2062 顆，其中通信衛星778顆，占總在軌工作衛星數量的37%。衛星通信運營與服務占據衛星產業價值鏈的核心地位，是行業利潤最集聚的領域，也是發展最為活躍的領域。衛星通信服務主要包含固定通信業務、移動通信業務和大眾消費業務。歷年數據顯示，大眾消費業務貢獻了最主要的業務收入，其中又以衛星電視直播業務為主，約占大眾消費業務總量的90%。

隨著互聯網時代數據流量的爆發，衛星寬帶業務的需求不斷增長，特別是近年來提供寬帶互聯網接入服務的低軌星座成為市場追逐的熱點，國內外多家商業航天公司先后宣布了自己的星座計劃。例如，2019年5月，SpaceX公司先后發射了數百顆低軌移動通信衛星，構建了“星鏈”通信星座，并成功開展部分業務運營。

2.遙感

衛星遙感主要指航天器通過光學、微波等傳感器手段探測和接收來自目標物體的信息數據，并由此得到物體屬性與特征的技術。近年來，衛星遙感在防災減災、環境監測、城鄉規劃、資源勘探、精準農業等領域的應用不斷深入。據美國北方天空研究公司的數據顯示，2024年全球商業遙感數據服務和增值產品的市場規模預計將達到51億美元。

隨著各國相繼出臺了有關遙感圖像的政策，放寬了可供商業出售的圖像分辨率限制，不斷推出商業遙感微小衛星、星座計劃，衛星遙感應用市場的競爭將急速加劇，高空間分辨率、高實時性遙感圖像將成為市場遙感衛星圖像的主體。

3.導航

衛星導航是指采用導航衛星對地面、海洋、空中和空間用戶進行導航定位的技術。近年來，我國衛星導航產業發展迅速，尤其在2018年，衛星導航相關產業總產值達到了2118億元。其中，“北斗”導航對產業核心產值的貢獻率占總產值的70%。

2020年，“北斗”導航星座順利完成組網，將逐步取代GPS導航的地位。預計到2020年后，“北斗”導航相關產業規模將超過4000億元，復合增長率將大于40%，“北斗”產品在我國的市場占有率有望提升至60%以上。

三、我國商業航天領域軍民協同發展現狀

（一）軍民協同發展生態環境不斷優化

首先，相關政策規劃不斷出臺。國家先后出臺了《關于經濟建設和國防建設融合發展的意見》 《關于推動國防科技工業深度發展的意見》等多個指導性文件，提出了軍民深度協同發展的實施細則。

其次，針對航天產業軍民協同發展理論性問題的研究不斷深入。例如，中國航天標準化與產品保證研究院開展了標準化工作方面的研究，中國航天科工集團有限公司等單位進行了協同發展中知識產權轉化和科技成果推廣等工作的探索與實踐工作，相關法律法規建設問題和融合機制也得到了廣泛研究[8—11]。

最后，在國家政策牽引下，地方政府聯合科研院所、高校、社會資本共同參與“產學研”一體化平臺的建設，積極投身軍民協同發展浪潮。以上海國家民用航天產業基地、西安民用航天產業基地、重慶兩江新區航空航天產業園區為代表的軍民協同型基地、示范園區蓬勃發展，特別是武漢市建立了全國首個國家級商業航天產業基地，并有多個重大項目在此落地實施。

（二）軍民協同發展深度不斷拓展

隨著航天產業軍民協同發展的不斷深入，民營資本已經從向傳統軍品研制單位提供技術或產品的單位逐步成長為部分軍品任務聯合研制單位。特別是近年來，在火箭制造及發射服務，衛星制造、運營及服務等領域，涌現出藍箭科技、零壹空間、銀河航天等一批新興商業航天企業，并完成了相關技術產品的研制工作，成為我國商業航天領域的重要補充力量。

（三）軍民協同發展要求不斷提高

2020年，受新冠疫情的影響，商業航天領域也受到了較大的沖擊。受經濟下滑引起的融資困難影響，美國等國家已經出現商業航天公司“破產潮”的跡象，特別是一些尚需要依靠外部融資的商業航天公司，均陷入了不同程度的困境。2020年3月，美國One Web公司宣告破產；美國國際通信衛星公司（Intelsat）正在尋求貸款支持。

隨著經濟形勢的變化，商業航天產業的市場準入門檻將不斷提高，最終只能留下少數幾家龍頭企業。我國的民營商業航天公司同樣面臨巨大的挑戰，一方面需要具備充足的資本投入，以支撐其領先的技術創新優勢；另一方面需要充分與傳統的軍工研制單位進行深度合作，謀求差異化發展，以獲得政府和軍方的各項支持。

四、商業航天領域軍民深度協同發展的難題

我國軍民協同發展盡管取得了顯著的成績，但目前仍處于發展初期階段，存在動力不足、頂層設計不夠、體制機制建設不健全等阻礙軍民協同深度發展的現實問題。目前，商業航天領域軍民協同深度發展面臨的制約因素主要有以下3個方面。

（一）競爭機制不夠健全

對具體實施規劃研究不足，創新“雙軌制”現象突出，導致創新項目重復建設現象嚴重，資源出現了極大的浪費。以我國低軌移動互聯網衛星星座建設為例，中國航天科技集團有限公司提出了“鴻雁星座”計劃，中國航天科工集團有限公司提出了“虹云工程”計劃，以銀河航天為代表的民營航天企業也紛紛提出了各自的星座計劃。雖然多家企業相互競爭有利于降低用戶單位的采購成本，但也導致了資源的重復配置與浪費。為此，我國需要統籌考慮重大項目建設計劃，引導技術創新主體深刻認識到“部門利益”和“本位主義”所帶來的封閉性與狹隘性，引導各創新主體單位有序開展業務，營造良性競爭環境。

（二）市場形勢變化迅速

可以預見，2020年，在新冠疫情的持續影響下，無論軍工企業還是民營企業都將面臨嚴峻的市場形勢，商業航天產業也將受到巨大沖擊，特別是過去幾年中，依賴資本投入紛紛成立的民營企業，大部分尚無明確盈利能力。隨著國家“新基建”政策的實施，“衛星互聯網”等新一代信息基礎設施建設作為重要投資方向之一，將帶動部分航天項目獲得市場支持和關注。

（三）發展質量不高

近年來，商業航天軍民協同發展熱度持續升溫，但是發展的程度參差不齊。一些企業存在盲目投資、重復建設、低水平運行的情況，部分協同發展項目既不符合市場引領，也不符合技術創新要求，不能在實質上提高軍民協同深度。同時，一些參與軍民協同創新的企業，僅僅停留在提供產品或技術服務的層面，沒有給行業的技術改革創新發展帶來實質性的改變。我國需要在此方面提高軍民協同發展要求，支持融合創新發展項目，鼓勵從產品協同、技術協同向機制互補、體制創新發展。

五、商業航天領域軍民協同發展展望

（一）微小衛星應用領域是重點方向

商業航天投資的重點仍將是衛星應用服務領域，主要包括通信廣播衛星、互聯網星座、資源遙感衛星、氣象遙感衛星、導航衛星等。特別是微小衛星及星座的不斷發展，將為商業航天領域帶來深刻的變革。

微小衛星在降低系統成本、增強抗毀能力、應急補充增強和快速組網服役等方面優勢突出，能夠將傳統大型衛星系統功能分解到由許多顆小衛星組網形成的體系中，將推動衛星體系的巨大變革。世界各航天大國已在互聯網通信、成像偵察、環境監視、數據中繼等領域開展微小衛星技術驗證。

相對傳統大型衛星研制及應用開發的高門檻，微小衛星開發及應用的資金投入小、技術要求低、可靠性要求相對不高，是新興民營公司進軍商業航天的首選方式，也是軍民協同發展的重點方向。

（二）擴大衛星發射領域市場份額

目前，美國在全球商業發射市場所占份額已達30%以上，以美國SpaceX公司為代表的高科技公司通過技術創新，大幅降低了火箭發射服務費用。而我國“長征”系列運載火箭主要服務于國內的發射市場，在國際市場并不具備優勢；在火箭運載效率、發動機性能、結構系數等性能指標方面，與國外同類運載火箭相比，優勢也不明顯。

因此，運載火箭作為航天領域的重要運輸工具，可通過軍民協同創新對其開展技術改革，進一步降低發射服務價格，以增加我國在全球發射市場的份額。

（三）衛星配套領域提供創新支撐

我國已發射的在軌工作衛星覆蓋了通信、導航、海洋、氣象、遙感等種類，但與國外衛星技術相比，差距仍然較大。例如，衛星壽命短、供電能力弱、同等性能的成本較高、制造集成度較低等。衛星性能的差距表面上看是性能參數不同，實際上反映了系統設計能力、芯片、材料及工業基礎等水平。因此，民營公司可以發揮其投資靈活、技術更新周期短、市場競爭力強和創新活力高等優勢，在衛星制造領域技術創新、工藝改進、材料開發等方面提供支撐。

（四）資源配置領域協調互利

航天活動是一項投資大、見效周期長的產業，前期需要投入巨大的人力及物力資源。在新的基礎建設、資源配置投資中，也可以由軍民雙方按一定比例共同出資承擔建設任務，共享建設成果。商業航天軍民協同發展戰略的實施對減少資源消耗、降低投資運營成本、促進產業結構調整具有重要的意義。