大力發展航天產業

■ 文/鄭永春 周炳紅

2022年7月6日，海南商業航天發射場項目正式開工，完工后將成為推動航天產業發展的重要基礎設施。2015年以來，國內外商業航天的技術能力、經濟前景和政策環境已發生顯著變化，要求我們把重點放在調動各方積極性，共同推動航天產業的發展上，迎接國際競爭。

航天事業發展

航天事業在發展的早期，與國防和軍工有著密切的聯系，具有高度的敏感性和重要的象征意義。以錢學森回國為標志，航天事業在中國人心目中具有重要價值，是中國獨立自主、自力更生的重要象征，也是中國科技自主創新的典范。

航天是高技術的象征，不管是火箭和衛星的研制，還是發射場和測控通信體制，都需要多學科的長期研究積累和不同行業的技術集成，涉及不同部門和機構間的組織協調，這些特征使之更適合國有科研機構來從事。因此，航天事業的發展一直是政府主導的事業。

經過數十年的艱苦努力，我國已經建立了完整的航天研發體系，走出了一條獨立自主的航天發展道路。北斗衛星導航系統已經成為全球四大衛星導航系統之一。月球和深空探測領域實現了人類歷史上第一次航天器登陸月球背面、全世界第三個采集月壤、全球第二個成功登陸火星的記錄。在載人航天領域，中國空間站即將建成，迎來長達十幾年的空間站時代。

雖然目前已有數十個國家和地區建立了航天局，發射了自己的衛星，甚至擁有了自己的航天員，但是能夠完全依靠自身力量把人送入太空、發展載人航天事業的，迄今只有美國、中國和俄羅斯這3個國家。歐盟雖然有很大的雄心，但沒有獨立把人送入太空的能力。

隨著航天技術逐漸成熟，進入這一領域的門檻逐漸降低，以及航天應用需求的拓展，我國航天產業的發展時機已經成熟。2015年，筆者曾經寫過一篇文章《2015，中國商業航天元年》。如今，7年過去了，在政策扶持和市場驅動下，商業航天的發展實現了快速進步。2021年，國內已有商業航天企業近400 家，融資金額超過64 億元，主要集中在衛星制造業和發射服務業。短短幾年間，商業航天的市場規模已達萬億元，而且發展潛力巨大。

“通過制度松綁，因勢利導，我國可以快速擴大航天產業規模，發展航天產業鏈條，使之成為高科技產業的代表，成為國民經濟的重要組成部分。

近幾年，隨著國內外形勢的變化，商業航天的經濟前景、政策環境和投融資環境都發生了顯著變化，商業航天的發展面臨新的問題。這些變化要求我們重新審視商業航天的發展，把重點放到推動航天產業的發展上。

重新認識航天產業的重要性

我們提倡的商業航天，實際上包括了國有航天機構的商業化探索和以民營企業為主的商業航天。不管是國有機構還是民營企業，雖然作用和分工不同，但都有責任支持和參與航天產業的發展，使之成為支撐國家發展的戰略性高科技產業。因此，我們需要隨著時代的發展，重新認識航天產業的重要性。

首先，要從參與全球分工、服務國家“一帶一路”倡議、打造中國科技名片的角度，看待航天產業的發展，使之成為像高鐵、船舶、核電那樣的戰略性科技產業，為全球不同國家和地區提供航天解決方案和服務。

以大家比較熟悉的芯片產業作為參照來看待航天產業，可能會更好理解。芯片產業高度市場化，我國在芯片產業的發展中面臨“卡脖子”技術——光刻機的制約。為了發展芯片產業，國家需要在研發階段組織力量進行攻關，然后通過政策扶持和市場機制擴大產業規模。目前，我國已經建立了完整、嚴密的航天科研生產體系和責任明確的分工協作體系，擁有年輕而充滿活力的人才隊伍。但是，航天產業規模小、市場化程度不夠等問題仍然比較突出。此時，行業主管部門應把主要精力放在制定和完善政策上，一方面拆除藩籬，鼓勵國有航天機構進行商業化探索，另一方面理順申請和使用航天基礎設施的途徑，公開民用航天科研項目招投標，吸引民營資本參與航天產業發展。通過制度松綁，因勢利導，我國可以快速擴大航天產業規模，發展航天產業鏈條，使之成為高科技產業的代表，成為國民經濟的重要組成部分。

其次，要明確哪些領域屬于國家主導的公益性航天事業、哪些領域是需要通過市場機制發展的航天產業，分析國有機構和民營企業在航天產業發展過程中的各自優勢。只有充分發揮各社會主體的積極性，實現優勢互補，才能推動航天產業做大、做強。

最后，地方政府對發展航天產業積極性很高，但支持和推動航天產業發展的責任主體還不明確。目前，對發展航天產業的重要性，一些人的認識還不夠到位。相關行業主管部門不僅是航天產業發展規劃的制定者，還要成為建立市場監管規則的裁判員、助推航天產業發展的加速器，完善航天產業發展的政策環境。

探索航天產業發展模式

以美國航天產業的發展為例，美國國家航空和航天局（NASA）最初支持和鼓勵商業航天發展的目的是引入競爭對手，降低成本，在每年有限的航天預算中做自己擅長的事情。2008年以來，美國太空探索技術公司（SpaceX）、藍色起源等商業航天企業蓬勃發展，目前已經形成了相當大的產業規模，在全球市場具有很強的競爭力。2018年3月30日，SpaceX 的獵鷹9 號火箭成功發射了10 顆新一代衛星；4月2日，SpaceX 向國際空間站完成了第14 次貨運補給發射任務，將一艘裝滿物資和設備的可重復使用的貨船送入軌道實驗室；4月19日，SpaceX又為NASA 成功發射了新一代太空望遠鏡“凌日系外行星勘測衛星”（TESS）。在全球衛星發射市場上，SpaceX 所占份額從2013年的7%增加到目前的65%左右。2021年1月24日，SpaceX 一次性將143 顆衛星送入太空，創下了單次發射最多衛星的紀錄。2021年9月16日，4 位普通公民搭載靈感4 號飛船進入太空，創下了非專業航天員乘組的首次太空飛行。給國際空間站運貨送人，研制和發射月球探測器，把普通人送入太空發展太空旅游……這樣的事情已經成為SpaceX 的常態。

在不同的國家，航天產業的發展路徑必然也是不同的。我國航天產業的發展必然是有所為而有所不為，明確產業發展重點尤為重要。除了以國家投入為主的航天事業外，以社會需求和民間投入為主的航天產業具有不同于其他產業的一些特征，而這些特征決定了它的發展路徑也必然是獨特的。

以前，由于每年的發射次數有限，衛星和火箭的生產量很小，一個型號的衛星和火箭往往發射不了幾次。因此，生產衛星和火箭多采用研發模式，每一個航天器都要經歷設計、生產、測試等環節，生產周期長，成本高。

如今，對應用衛星，特別是低軌衛星的穩定性和使用壽命的要求大大降低，通過高頻次發射，形成高密度的衛星網絡，實現低成本的替換。計劃發射幾萬顆衛星的星鏈計劃就是其中的典型代表。因此，火箭和衛星有必要采用批量化、商品化的生產模式。

目前，我國在衛星和火箭的批量化生產方面已經走出了成功的探索之路。每年生產幾百顆衛星的衛星工廠已經投入生產，采用數字化設計和批量化生產的火箭生產流程已經建立。未來，生產航天器的所有軟硬件均要實現流程可控，減少外包環節，使造火箭和飛船類似于生產冰箱、洗衣機等民用產品一樣，全程質量可控。隨著應用需求的擴張，建立流水線的生產模式是航天產業發展的必然趨勢。

研發低成本運載工具

航天產業發展的基礎是火箭，如何高頻次、低成本地把衛星、游客送入太空，是制約航天產業發展的瓶頸。一直以來，火箭都是一次性產品，點火之后一飛沖天，把載荷（衛星或飛船）送入預定軌道，火箭的使命就完成了。因此，在航天任務中，運載火箭是最早慶祝成功的系統。

運載火箭一般分為多級，先后多次點火，最早點火的稱為第一級火箭。2015年12月21日，SpaceX 首次成功回收獵鷹9 號的第一級火箭。2017年3月30日，SpaceX 將回收后的獵鷹9 號火箭再次送入太空，并再次成功回收，這標志著火箭回收復用已經成為現實。

在一枚火箭中，硬件成本占火箭發射成本的絕大部分。其中，造價最高的是發動機，也就是火箭的心臟。作為燃料的推進劑只占發射成本1%左右。當然，推進劑不同，火箭燃料成本所占比例也有所不同。毫無疑問，火箭回收復用確實可以大幅度降低成本，至少價值數百萬、上千萬美元的發動機不再是一次性的，可以回收后再次利用。

通過商品化、批量化，運載火箭的生產成本有望大幅度降低。目前，獵鷹火箭的發射價格約為6 700萬美元。從最早的獵鷹9 號到現在的重復使用版本，火箭的運載能力增加了1 倍，單位質量發射價格下降了25%左右，近地軌道發射價格約為4 000 美元/kg，它已經成為世界上最便宜的發射工具。

在技術相對簡單的固體燃料火箭方面，以航天科工的快舟系列火箭為代表，國內多家航天企業正在努力研發適合低成本、高頻次發射的運載工具，兩家民營企業生產的火箭已經成功發射入軌，還有一些企業正在準備發射。一旦實現技術突破，完成技術和資本積累，液體燃料、大推力、可回收復用的火箭研制將成為未來航天產業發展的重點。

建立鼓勵創新的航天產業發展機制

國家主導的航天經費應該投入服務于公眾利益的基礎性科研項目中，例如，研發周期長、技術難度高的重型運載火箭，有利于激發全民探索精神、促進基礎科學發展的空間科學和深空探測項目，等等。

由于考核評價機制的導向，國有航天機構很難承擔發射失敗的責任。但是，作為迄今最成功的商業航天企業，SpaceX 經常發射失敗。為什么會出現這種情況？這是因為SpaceX 用“互聯網思維”改造航天研發模式。剛開始造火箭的時候，發射臺上連續炸了3 次，公司差點破產，很多人質疑他們根本不可能造出火箭來。對于火箭回收，又有很多人質疑他們根本不可能成功。即便回收成功了，仍然有很多人質疑回收后的火箭損壞嚴重，沒有實用價值。但是，現在火箭回收已經成為常態，一枚火箭重復使用十多次也已經實現。由于航天產業的發展沒有成熟的路徑，必須通過多次嘗試、不斷失敗，才能突破關鍵技術，摸索出一條滿足市場需求、應對市場競爭的發展道路。每一次失敗，實際上都是在進行相關的技術測試；失敗之后發現問題、總結經驗，然后改進方案——這是一種可能會費錢但更高效的研發模式，并非“燒錢”。這種通過不斷試驗進行技術迭代的航天產業發展路徑值得借鑒。

SpaceX 已經探索出了一條獨特的航天產業發展路徑。大多數產品按批次生產和采購，各類元器件盡可能回收利用，通過模塊化、層級最小化、批量化生產，顯著降低了成本。SpaceX 的創始人馬斯克曾經說過，他希望在火星上退休，也曾經把一輛紅色的特斯拉跑車送入環繞太陽的軌道，還把繞月旅游的船票賣給了日本商界領袖，甚至還準備買下推特公司從而改造這個他不喜歡的互聯網平臺。這些行為與我們想象中的技術高手、專注于創業的企業家形象很不同，似乎不務正業。但是，我們不能被他在火星上退休的大話所干擾，而要關注他背后真正的目的。如果換個角度，你會發現SpaceX 基本不在媒體上投放廣告，而是讓自己成為媒體追捧的對象，每次發射都面向全球直播，吸引媒體關注。馬斯克本人更是媒體的寵兒，通過與媒體的頻繁互動，使自己成為喬布斯之后的科技創新領袖，風頭壓過了扎克伯格等互聯網大佬。馬斯克當網紅，幫助SpaceX 省下了一大筆廣告費用，成為投資者追捧的對象。

2015年以來，我國航天產業的發展出現了一些明顯變化。一方面，國有航天機構將科技成果轉化為民用，滿足社會對航天的需求，使自身得到成長。另一方面，一些民間資本看好航天產業的發展前景，希望參與其中，從中發現機會或創造新的需求。兩方面力量的匯合，成為推動我國航天產業發展的動力。

目前，中國是否需要發展航天產業已經無人質疑了。但是，航天產業如何發展還沒有形成共識，發展路徑也需要探索。對國有航天機構而言，內部面臨一些體制機制障礙。例如：一些人對發展航天產業的積極性不足；民品和軍品的管理界限不夠清晰，社會力量參與合作的渠道還不暢通。此時，通過市場化方式成立面向社會需求的新型航天機構，促進科技成果轉化，參與市場競爭，助推航天產業發展，并推動內部體制機制的改革是當務之急。對民營機構而言，立足長遠，避免短視，與國有航天機構加強分工協調，在互利合作中壯大自身實力，不失為一條比較現實的途徑。

航天產業具有的高技術特征意味著它的技術門檻高，研發周期長，投資回報周期也較長。如今，航天技術越來越平民化。此時，適時進行政策鼓勵，開放航天產業市場，引導其他行業和民營資本進入，將產生明顯的鏈式反應。建議行業主管部門在發射服務、測控支持等基礎共性設備，以及先進材料、液體火箭發動機等“卡脖子”技術方面，設立公共研發基金，加大技術攻關力度，促進整個航天產業的發展。目前，太空旅游、應用衛星相關的技術越來越成熟，市場前景比較明確，與之相關的領域將成為航天產業發展的主戰場。