客户:一位行业亲历者眼中的中国商业航天
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  8月3日下午3点,北京星际荣耀空间科技股份有限公司生产的双曲线一号遥五民营商业运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空。经遥测数据判读,火箭一、二、三、四子级固体发动机、液体姿轨控动力、导航制导与控制工作正常,全程姿态稳定,各级间分离及星箭分离正常,飞行时序与理论时序基本一致。但由于整流罩未正常分离,未能将卫星送入预定的500公里太阳同步轨道,飞行试验未达到全部预期目的。

  双曲线日成功发射,成为首枚发射成功并精确入轨的中国民营商业航天运载火箭。这也使得中国成为继美国之后,第二个能够实现民营火箭发射的国家。

  然而,本次发射失败是双曲线一号今年内的第二次失败。2月1日,双曲线一号商业运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,火箭飞行出现异常,发射任务失败。根据后来的故障调查结果,发射失败是因为一块本应该脱落的保温泡沫掉在了格栅舵(一种火箭飞行姿态控制装置)上。“差之毫厘,谬以千里!教训及其深刻!”星际荣耀公司当时在公告中说。

  “航天本身是个高风险的行业,会面临各种各样的挑战。现在去统计和评判火箭的发射成功率还为时过早,毕竟样本量还太少。”作为中国商业航天发展的亲历者,在未来宇航研究院的创始人牛旼看来,除了技术挑战,商业航天公司还必须在控制成本、技术创新的前提下,去提高质量和发射成功率。

  在牛旼看来,2015年算是中国民营航天的元年。商业航天到目前已经发展了五六年的时间,总体来说是处于高速、蓬勃的发展阶段。牛旼所在的未来宇航研究院,是国内首家商业航天产业服务平台,在为国内的商业航天公司提供服务的同时,也见证了中国商业航天的发展历程。

  2014年,国务院出台了《关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》,首次提出鼓励民间资本参与国家民用空间基础设施建设。此后,越来越多的地方政府也推出了针对商业航天的扶持措施。

  近几年,大量资本开始涌入商业航天领域。根据未来宇航研究院的统计,2020年整个商业航天领域的投资规模,已经达到百亿级。与国有计划航天不同的是,商业民营航天的资金更多来自于创业投资、风险投资等市场化的渠道。去年,星际荣耀公司完成了12亿B轮融资,由北京金融街资本运营中心领投。

  所有投资都有风险,但商业航天的投资风险尤其高,商业航天属于硬科技中的硬科技,属于最硬核的科技。在牛旼看来,航天作为智力密集型、资本密集型的领域,需要资本有耐心做长期的战略资本,不能只从财务指标去衡量企业的价值,更应从技术壁垒去衡量。

  除了资金,的另一关键因素就是技术人才。早期民营航天公司的技术型创办者,多出身国有航天院所;如今,越来越多的跨界人才出现在商业航天创业领域,马斯克就是最典型的代表。“如果一个产业能够变成万亿级的产业,人才一定是多元化的。未来的航天企业需要更多跨界人才,如互联网、人工智能、信息化、智能制造等。”在牛旼看来,商业航天的发展,也为航天技术专业的学生,提供了新的发展路径;以前学航天专业、空间科技专业的学生,毕业后如果想干本行,就只能去国有航天院所。

  据未来宇航研究院统计,目前,国内活跃的商业航天企业数量超过300家。国内商业航天30强企业从业人员总数已超万人,平均每家企业人员数量超过200人。

  牛旼介绍,2015年开始创办的中国第一代商业航天公司,已经到了交成果的阶段了。比如,商业火箭公司已经分别进行了发动机的点火试车、火箭的发射实验;而卫星制造公司也纷纷完成了制造、发射、在轨应用等。“目前已经从公司初创技术,到了技术转化成产品、产品变成商品的阶段。所以我觉得已经达到了一个新的里程碑。”牛旼说。

  然而,目前商业运载火箭不断的发射失败,也说明了商业绝非容易。事实上,作为在商业航天领域开创先河的SpaceX公司,也频频传出火箭发射失败的消息。

  商业航天企业,特别是商业火箭公司,正面临如何在控制成本的前提下,实现相对高质量创新和成功稳定性的挑战。事实上,国营的长征系列运载火箭已实施383次飞行任务,从1970年首飞至今历时50年。而民营企业研制的商业运载火箭,至今仅有不到7年时间。

  但在技术创新方面,商业航天对国有航天的补充作用、在航天领域释放活力的作用不容忽视。在牛旼看来,根据市场化规则运行的商业航天,特点就是追求性价比、鼓励创新、包容失败,高效决策流程和合理的激励机制。

  目前,很多国有航天院所就在进行混合所有制改革,包括航天科技集团、航天科工集团和中科院在内的院所,就纷纷了成立下属的商业航天公司。

  在牛旼看来,商业航天为节约成本,未来可能会减少一些地面测试的环节,“必要的测试试验肯定会要进行,把以前很多需要物理试验变为计算机仿真,通过数字数仿真技术去实现。数字孪生在航天智能制造测试领域,将是未来商业航天发展的必然趋势,是平衡成本和可靠性的最有效手段。”目前,精航伟泰已经在数字孪生航天仿真领域取得不少突破。

  但商业民营火箭公司想要实现盈利,还有很长的路要走。目前,SpaceX公司每年的发射数量在20发左右,其发射售价已经降到发射卫星每公斤5000美元。“5000美金实际上是很极限的价格。在这个价格基础上,如果还能实现利润,就必须实现火箭的回收利用。”牛旼说。

  要实现火箭的利用,就必须使用液体发动机火箭。事实上,国内发射的商业火箭都还是固体火箭。而蓝箭航天、星际荣耀、星河动力等都在研制自己的液体发动机火箭,并取得了一定进展。但现阶段,很多商业航天公司仍处在打基础阶段。

  早在2000年左右,就有基于国家卫星的地面应用开发,比如卫星遥感、卫星通讯等。去年,发改委将卫星互联网纳入了新型基础设施建设的范围,与5G、物联网、工业互联网一同成为通信网络基础设施。目前,国内卫星领域比较有代表性的企业包括长光卫星、欧比特、微纳星空等。2015年至今,长光卫星已经发射了将近30颗卫星,发射了12颗卫星在轨运营,微纳星空也制造并发射了9个卫星。但问题在于,目前很多卫星都是单体制造,没有实现量产。

  “对标马斯克正在做的星链项目,一天能造出一颗卫星,还把成本控制在50万美金之下,这是很颠覆的事情。以前,卫星制造业只是个产业,但现在要实现工业化的制造,怎么更便宜、更高效地制造卫星,这是接下来的挑战。”在牛旼看来,无论是卫星互联网还是卫星遥感,卫星数量相比较国外还有差距,这就会造成时效性不够,又会在一定程度上局限应用的发展。

  谈及商业航天,马斯克和SpaceX的贡献,在于其根本性的技术创新和颠覆性的突破。但背后的差距,在牛旼看来,更多是理念上的。“马斯克研发可回收火箭,曾经有很多国外专家认为它是不经济的、技术不可行的,但现在成功颠覆了专家的认识。未来火箭如果能像飞机一样,加油就能飞,这就变成了颠覆性的产品。马斯克正在做的星舰,用不锈钢做,虽然还是一次次地失败,一旦成功,又将是颠覆性的航天技术革命。”牛旼说。

  值得注意的是,SpaceX采用的很多技术并非最先进的技术,但把握住了技术和商业的平衡点。比如,SpaceX在星链项目的卫星电推进的工质选择上,用的不是公认性能最高的氘和氚,而是性能相对高、但价格足够便宜的氪。

  “技术创新背后蕴含着商业逻辑,要考虑成本。哪怕性能再好,但如果不够经济,也不会选择这个技术方向,这是我觉得接下来科技创新很重要的事情。”牛旼

  还认为,SpaceX之所以能持续创新,与很多工程师是共用的有关系,特斯拉的很多工程师胡泳和SpaceX是互相共用,包括旗下的太阳能电池板公司SolarCity。“未来,我们需要打破传统航天固有的设计思想和理念。当然我们要传承传统的航天质量,追求高质量、高可靠性的方法论;但在很多思想理念上进行创新。当然,最根本的还是人才的竞争。”牛旼说。

  而随着未来越来越多的卫星发射升空,太空轨道无疑将变得更稀缺。目前,高轨的地球同步轨道资源基本没有了,商业卫星主要是低轨卫星。据测算,地球低轨应该能容纳不到10万颗卫星。UCS卫星数据库显示,截止2021年5月1日,地球上空一共有4084颗卫星。其中,中国426颗,美国2485颗卫星,其中属于SpaceX的就有1442颗。

  根据SpaceX公布的星链计划,计划在2024年前向太空发射约1.2万颗卫星,组成星链网络提供互联网服务;后来又增加了计划规模,使得目标卫星总量达到4.2万颗。“马斯克的巨型星座计划,在未来也会带来很大挑战。从某些角度来说,这也是全球太空资源的竞争。”牛旼说。

 
完成时间:2021-08-22  

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