過去一年,在世界經濟增長受到疫情影響的大環境里,全球航天產業依舊逆勢發展取得了不凡成績,注定將在歷史的卷軸上留下濃墨重彩的一筆。
在這一年,人類探索邊際不斷延伸。美國國家航空航天局(NASA)成功發射了小行星探測器“露西號”,它將執行首次造訪木星特洛伊小行星群的探測任務。全球發射了超過1 000顆衛星,美國SpaceX公司的“獵鷹”9號火箭首次實現一箭143星,突破人類單次發射衛星的紀錄。商業航天公司史無前例地把十余名游客送去太空體驗。載人航天和深空探索不再是不計成本的工程項目,而是可依托商業化公司高效、低成本來運營,將帶來億萬商機的新市場。
中國航天發展同樣迎來了加冕時刻,我們擁有了自己的空間站,天和核心艙成功發射,“天問一號”首次著陸火星,長征系列運載火箭發射次數達400次以上。在前10個月里,中國太空發射次數已達40次,超過以往的任何一年的發射次數。
同時,在衛星互聯網建設方面,中國衛星網絡集團有限公司的成立正拉開星座建設的序幕;銀河航天首次完成我國低軌寬帶通信衛星的小規模批產,航天技術的橫軸正在與商業突破的縱軸加速相擁。
在太空基礎設施建設的歷史機遇期,技術創新和商業創新正推動整個商業航天產業的發展。在新型舉國體制的背景下,技術、資本、人才等資源正加速聚集,快速積累,為商業航天的發展奠定基礎。
在衛星制造領域,商業航天企業低成本、批量化生產的優勢正進一步凸顯,衛星的研制正從“少量定制模式”向“批產模式”轉變,我們正在努力實現像生產電腦一樣生產衛星。
在這一年,銀河航天自主研制完成小批量低軌寬帶通信衛星,在僅11個月的時間內實現了小批量衛星的全部設計、生產、測試、試驗、出廠,驗證了我國面向低軌衛星互聯網建設的小規模批產以及全流程研制能力,我國商業衛星公司的市場競爭力正逐步提升。
除了衛星數量激增外,衛星的性能也隨著摩爾定律大幅提升。在高軌方面,2017年發射的“實踐十三號”是當時國內通信容量最大的寬帶衛星,通信總容量達到20Gbps,超過我國此前所有通信衛星容量的總和;而2020年7月成功發射的亞太6D衛星,通信總容量達到了50Gbps。在低軌方面,2020年1月成功發射的銀河航天首發星以僅亞太6D衛星幾十分之一的重量,卻實現了單向24Gbps的通信速率。衛星正處于類似“超大老式臺式機”向“筆記本電腦”的進化階段,柔性太陽翼讓“超大能源”成為可能,軟件定義衛星讓衛星更智能、功能更加豐富,“太空計算機”的算力加速提升。
在全球的衛星互聯網建設大潮中,商業航天公司正在向舞臺中央邁進。截至2021年底,SpaceX公司已經發射超過1 900顆星鏈衛星,并開始在十余個國家運營,全球預訂終端數量超過50萬;中國商業航天公司也首次實現小批量批產衛星。

全球范圍內,SAR衛星商業應用也已初具規模,芬蘭ICEYE作為當前全球在雷達小衛星領域領先的企業,已發射了14顆衛星。日本的iQPS則計劃到2025年構建36個衛星組網的星座,在10分鐘內觀測到全球任意一個地點。在中國,銀河航天也承接了SAR衛星的商業訂單,正在開展SAR衛星的研制工作。
當前,衛星數量增加、衛星平臺的種類豐富、衛星性能的提升,以及衛星制造的商業化、低成本化,使得衛星應用場景不斷豐富,衛星不僅可以應用于地面應急救災、預報預警,還可以應用于導航服務、網絡通信等多個領域。
過去一年,衛星數據還被創新應用于金融助農領域,比如,國內已經有銀行通過商業衛星數據,評估農戶耕地情況,降低農民獲得貸款的門檻。更為重要的是,作為國家通訊社的新華社通過建立專門團隊開展豐富的探索和實踐,推動衛星技術與媒體融合發展,以新聞媒體為紐帶使衛星技術與更多社會生產生活場景連接,進一步驗證了衛星技術之于社會發展的廣泛作用。
據NewSpace Index發布的《2021年衛星星座行業調查和趨勢》數據,截至2021年5月,全球共有251個商業衛星星座,有4%的星座已發射衛星,9%的正在籌劃發射,絕大多數星座已處于籌資和開發階段,待開發市場空間巨大。商業運載的技術成熟、成本降低,為上述龐大的星座計劃建設成功奠定了基礎。
過去一年,據不完全統計,全球共進行了大概130次運載發射,美國SpaceX公司和火箭實驗室等頭部企業的示范作用明顯,其中僅SpaceX的“獵鷹”9號火箭就進行了28次的飛行,并完成了創紀錄的單個助推器的11次發射任務,持續獲得NASA的訂單。今年2家嘗試入軌發射的初創火箭公司也相繼取得了突破。在中國,商業航天公司也實現了連續發射成功,并開始收獲客戶的商業訂單。商業航天企業的市場份額正在穩步提升。
隨著火箭運載能力的顯著提升,太空旅游迎來了黃金發展期,在2021年,世界幾大私人航天企業紛紛入局。維珍銀河公司和藍色起源公司相繼開展首次載人試飛且均獲成功,全球多名游客實現了軌道太空之旅。僅維珍銀河公司一家公司已經獲得了超過600張座位票預訂訂單,每張票價達數十萬美元。商業航天企業將開發產業價值鏈上的各個環節,市場潛力巨大。
今天,商業航天公司正在通過自身的優勢,獲得更多的商業訂單支持。不久前, NASA 對美國3個私人航天公司進行了招標,建造私人低軌空間站替代日漸老舊的國際空間站,將把部分國際空間站的運營轉交給私人公司。
隨著新型運載手段的不斷發展,發射成本有望進一步降低,人類每年送入太空的航天器規模有望進一步提升,人類探索太空將具有更廣闊前景。去建造火星基地,到去月球建設營地,越來越多在過去看起來不切實際的想法,將有望變成現實。
過去數十年,各國的航天發展經歷了從封閉到逐步開放再到支持的政策轉變,商業航天市場正不斷開放。
實際上,早在上世紀90年代俄羅斯航天局就成立了一項國家商業航天風險基金,用以扶持商業航天企業發展;美國在2006年就將私人航天上升為戰略層面,明確了商業航天的發展方向。
半個世紀以來,各國航天部門通過向商業航天企業輸出技術能力、帶動商業航天發展的方式,提升航天的總體實力。比如,美國政府扶持了上一代航天公司的發展,包括洛馬、波音、軌道科學在內的公司,很多訂單都來自于美國政府資金支持。
近年來,在SpaceX公司的發展過程中,美國宇航局貢獻了巨大力量,其向SpaceX公司開放了“阿波羅”登月和航天飛機研發的大量技術報告,轉移了大量成熟技術;還提供了大型火箭發動機的原型,為實現火箭重復使用提供了關鍵的技術支持。
當前,各國都在積極布局商業航天領域,通過政策引導、政府訂單、技術轉移等多種途徑推動商業航天發展。
尤其是最近一年,一些國家在頂層設計方面對商業航天的發展給予了大力支持。美國新發布的《國家太空政策》,提出了要將人類經濟活動擴展到太空,與私營企業合作開發基礎設施和服務;英國發布首個國家太空戰略,計劃釋放私人融資來促進英國商業太空企業的創新和發展,以此保持英國在空間科學和技術方面的競爭優勢。
目前,商業航天公司從最初的簡單火箭、衛星研制到更復雜的太空探索等任務,獲得了越來越多的來自政府的訂單。比如,SpaceX公司獲得了美國國防部的研發基于星鏈平臺的導彈跟蹤衛星的訂單,價值1.49億美元;加拿大的Telesat公司宣布獲得了DARPA一份合同,為“黑杰克”低軌星座的兩顆衛星制造衛星平臺。
可見,世界各國正在史無前例地加速商業航天的布局,一些國家不僅從頂層設計、技術轉移等多個維度推動,還在國家任務的研發、制造、應用等環節,采用開放市場的策略,通過充分競爭,獲取性價比最高的方案,進而推進商業航天產業的發展,提高國家整體航天實力。
面對全球航天市場激烈競爭,我國也在不斷推進商業航天的發展。在新型舉國體制背景下,我國商業航天的發展迎來了新的機遇。十九屆四中全會中首次提出,要“構建社會主義市場經濟條件下關鍵核心技術攻關新型舉國體制”。此后,《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》中指出,強化國家戰略科技力量。制定科技強國行動綱要,健全社會主義市場經濟條件下新型舉國體制,打好關鍵核心技術攻堅戰,提高創新鏈整體效能。
未來,在新型舉國體制的背景下,國企、民企以及產學研用多方主體的積極性有望充分被調動,共同探索空天產業建設與發展之路。在不斷開放的市場環境下,通過發揮商業航天企業在低成本、高效率、市場化等方面的優勢,充分競爭,將助力我國提高整體航天能力。
近年來,商業航天駛入快車道,有關商業航天的融資與產業布局的利好消息不斷涌現,我國商業航天已形成了初具雛形的產業體系,并開始有序競爭。2021年,國家從頂層設計方面,我國“十四五”規劃指出,要打造全球覆蓋、高效運行的通信、導航、遙感空間基礎設施體系。北京、上海、重慶等二十余個地區的省市級政府相繼出臺了相關政策,為商業航天企業帶來了新訂單,加速了智能制造、通信與航天產業的融合。
一切跡象都在顯示,一個“All in航天”的時代正在到來。我國的商業航天正面臨前所未有的機遇。可以預見,隨著政策的進一步開放,技術的不斷向前發展,商業航天將迎來更加激情澎湃的時代。