人类历史上个头最大的火箭——星舰,进行首次轨道级发射

4月中下旬,人类历史上个头最大的火箭——星舰,进行首次轨道级发射。虽在半空爆炸,但SpaceX的大胆探索,仍向人们展示了商业航天的无限前景。

中国的动静,同样不小。4月7日,北京星际荣耀空间科技股份有限公司自主研发的双曲线一号遥六“连云港号”运载火箭发射升空,完成飞行试验任务;3月底,银河航天(北京)网络技术有限公司承担研制的四颗干涉合成孔径雷达卫星,顺利进入预定轨道;更早的时候,1月9日,北京星河动力航天科技股份有限公司研发的“谷神星一号”运载火箭,搭载5颗卫星,在酒泉成功发射……

观察这些“主角”名字,可以发现,它们均是中国商业航天独角兽企业。近年来,国家以及浙江等省市纷纷出台政策,鼓励支持和引导民间资本参与航天事业发展。宇宙苍穹,曾是大国力量角逐的场域,如今吸引了一批科研院所、民营企业等入场探索,开辟出了一条更开放、更多元、更市场化的商业航天发展之路。

中国会出现SpaceX一样的先行者吗?商业航天,未来前景几何?与航空航天有着不解之缘的浙江,能在其中占据什么位置?近日,记者连线浙江时空道宇科技有限公司、长光卫星技术股份有限公司等独角兽企业,以它们为观察点,探求答案。

民间力量与“国家队”互补

2023年,或是全球商业航天爆发元年。

知名科技咨询机构泰伯智库预测,2023年至2028年,商业航天产业将进入发展黄金期,2025年仅中国市场规模将达2.8万亿元。

万亿级新兴产业,引发市场和资本的巨大兴趣。事实上,早在2015年,国家就发布民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年),推动航天事业“下凡”。

几乎与此同时,国内涌现了第一批商业航天企业。比如,开创中国商业航天卫星应用先河的长光卫星于2014年底成立,在第二年成功发射“吉林一号”组星。

对于发展航天产业,浙江也是情有独钟。截至2020年底时,全省已有各类航空航天相关企业100余家,2020年实现营业收入近100亿元。2021年5月,省里印发航空航天产业发展“十四五”规划,提出培育发展商业航天,包括商业运载火箭、微小卫星、北斗应用等领域,打造湖州航天产业基地、嘉兴港区航空航天产业园、宁波航空航天智慧城等平台。

“航天产业商业化是大势所趋。”浙江大学微小卫星研究中心主任金仲和说,以地球低轨卫星通信为例,必须在太空布局上万颗卫星,才能形成一个巨型卫星星座,这是典型的技术和资本密集型行业,需要大量人力物力财力投入,当前全球正处于太空经济建设初期,中国要加快速度、加大力度,抢占有利身位,“在进入太空以及开发太空资源的进程中,民间力量可以与‘国家队’互补并形成良性竞争,共同实现跨越式发展。”

起步虽晚于国外,但中国商业航天发展势头不错。艾媒咨询数据显示,近8年,全国商业航天市场规模保持高速增长,其中2017年至今年均增长率保持在20%左右。

其中涌现的一批独角兽企业受到瞩目。《新财富》对排名前十的公司进行统计,总估值已达1038亿元,主要布局航天产业两大核心领域——卫星和火箭。

专注做遥感卫星的长光卫星,排行榜首,目前正在冲刺科创板;火箭领域上榜企业较多,共有7家,包括蓝箭航天空间科技股份有限公司、星际荣耀、星河动力等;银河航天和时空道宇,作为卫星制造和应用领域的独角兽,也榜上有名。

就在4月12日,国务院总理李强在北京调研三家独角兽企业发展情况,银河航天(北京)网络技术有限公司名列其中。国家对商业航天发展的重视程度,由此可以一窥。

值得一提的是,这些独角兽们,与浙江联系不少。比如,时空道宇就隶属吉利控股集团,成立于2018年。“我们的目标就是建设未来出行星座,利用北斗三号系统和天通一号卫星移动通信系统,提供星基高精定位服务、卫星通信和卫星遥感AI服务,为汽车制造、未来出行等赋能。”时空道宇前瞻实验室负责人侯冰告诉记者,目前,他们的研发中心在上海,商务中心在北京,制造中心落在浙江,已在台州建立卫星超级工厂制造基地。

从中科院长春光机所走出来的长光卫星,则选中德清地理信息小镇,布局分公司。2018年,由他们研发的“德清一号”在酒泉成功发射,也成为全国首颗以县域命名的遥感卫星,为测绘、交通、水利等行业提供服务。

同一年,蓝箭航天落地湖州南太湖新区,建立智能制造基地,承担“天鹊”TQ-12发动机及“朱雀”系列液体运载火箭试验生产。随后,嘉兴蓝箭航天中心也于2019年底动工。

眼下,他们在浙江的进展如何,面向新热潮他们有何新思考?

人类历史上个头最大的火箭——星舰,进行首次轨道级发射

湖州南太湖新区,蓝箭航天工作人员在吊装发动机。 拍友 陆一平 摄

像造车一样造卫星

如同嫦娥奔月,商业航天的发展速度,可谓一日千里。

尤其是卫星领域,SpaceX已经实现每星期量产几十颗小卫星,英国的OneWeb的产能也达到每天1至3颗。

简直难以想象!过去,严格遵循“设计-装配-集成-测试”流程的卫星制造,自带“高科技艺术品”打造者的形象,一家公司一年不过生产几颗,大的、精密的、高轨道的卫星甚至需要多年才能造一颗。

“但‘打’更多卫星上天已是国际趋势。”采访中,侯冰和长光卫星相关负责人张宜坤不约而同提到,由于高度和频率要求,卫星轨道资源总数有限,每圈轨道上,为了不“追尾”,必须按照一定间隔、一定角度,均匀放下一定数量卫星,而目前最抢手的地球静止轨道早已超过容量,其他轨道距离“客满”尚有一定空间,“国际电信联盟规定,卫星频率和轨道资源的使用权,先到先得、先占永得,我们绝不能被落下!”

因此,打破中国航天产能瓶颈,迫在眉睫。

“工业化造星是民营卫星制造商的愿景。”侯冰告诉记者,2021年9月,位于台州的卫星超级工厂制造基地建成,并完成首颗试产星下线,目前通过创新量产AIT模式,工厂研制周期大幅缩短,已经实现日产一颗卫星,而且生产成本下降45%左右,“商业航天研制能力大幅迭代,我们正像造车一样造卫星。”

他预计,到2025年就能完成一期72颗卫星发射部署,按下未来出行星座组网快速键,为全球用户提供实时智能导航等服务。

另一家独角兽,长光卫星朝着另一方向“进击”。“卫星上天,必须依靠火箭,发射一次的载重是有限的。我们在努力降低单颗卫星的重量,用更少的次数、更低的成本,让更多的卫星一起‘上天’。”张宜坤介绍,他们的第一代卫星重达400多公斤,历经多年技术进阶,眼下第四代卫星仅重20余公斤,一颗卫星的发射成本从千万元直降到百万元。

这也意味着,他们的用户能享受更完善、更优惠的服务。“此前我们向国际组织买遥感图片,一平方公里需两三百元,现在通过自己的遥感卫星完成拍摄,成本只需二三十元。近期,我们在全网上线‘吉林一号网’,其公开的亚米级高分辨率卫星影像切片,折算后成本甚至低至0.37元每平方公里。”张宜坤说,今年6月中旬,长光卫星还将以“一箭41星”方式“包箭”发射,实现新的突破。

敢闯无人区的独角兽们,正带着浙产卫星,在渺渺苍穹占据有利地形。

当然,尽管具备了年产超过100颗卫星的能力,但张宜坤坦言,眼下远不到生产多少、“上天”多少的程度。其中一大难题,就是火箭。

采访中记者了解到,2022年美国运载火箭累计发射87次,载荷质量734.45吨。中国总发射次数不少,达到64次,居世界第二,但载荷质量仅197.21吨。其中,大头由“国家队”航天科技集团、航天科工集团完成。星河动力、广州中科宇航探索技术有限公司和星际荣耀成功进行了发射,但载荷质量均不到1吨。

就在4月底,航六院发布三款为商业航天量身定做的液体火箭发动机,后续还将建成具备每年300台商业航天发动机总装能力的脉动生产线。此举或将提升国内低成本大规模进入空间的能力。

独角兽们,能补上中国商业航天火箭这块拼图吗?

人类历史上个头最大的火箭——星舰,进行首次轨道级发射

长光卫星开展空间环境试验。图片由受访者提供

先要有活下来的实力

相比卫星,火箭更像是一次性消耗品,并且极其昂贵。

一位商业火箭回收利用领域的从业者告诉记者,火箭制造成本与载重密切相关,载重几百公斤的小型固体火箭,成本大约3000万元至4000万元,利润率在10%至15%之间,类似载重达20多吨的长征火箭,成本高达10多亿元。

除了贵,火箭的研制周期更长、风险更大——不是0就是1,点火一瞬定成败,没有第二次机会。比如蓝箭航天,被寄予厚望的朱雀二号遥一运载火箭,去年底发射失利。眼下,朱雀二号遥二运载火箭已在嘉兴完成总装,等待再次尝试。

“朱雀二号是液体火箭,不像固体火箭用的是成品发动机,技术相对成熟。液体火箭和汽车一样,发射之前才把燃料灌进去,并可以通过控制算法实现火箭回收,技术难度更高,研制周期约需三四年。”该从业者认为,尽管很多技术还停在实验阶段,且因工序复杂,火箭很难像卫星一样量化生产,但商业火箭企业的机会依然很大。

近年来,伴随卫星制造趋于低成本、批量化、轻量化,以及市场需求扩大,商业火箭企业正好可以成为“国家队”的补充,在中小型火箭研制发射、火箭回收复用等领域创造自身价值。

浙江显然充分认识到这一点,从对蓝箭航天的大力支持,以及多个平台的布局中就能看出。其中,最受外界关注的宁波国际商业航天发射中心,主要面向民营航天公司,投资高达百亿元级。

当然,独角兽们都明白一条最古老的商业定律:能在一个行业里真正生存下去的,永远是少数。

“火箭企业也好,卫星企业也好,必须以需求为导向,只有满足大众需求才能形成商业航天的模式闭环,走进消费领域才有可持续、规模化市场的产生。”侯冰告诉记者,时空道宇聚焦卫星制造和卫星应用领域,瞄准了未来出行、消费电子等潜力市场,布局核心产品,已完成卫星研发、制造、测控、应用全产业链布局。

有活下来的实力,才能开拓征服星辰大海的能力。“早期可以靠讲故事融资,但两三年还拿不出相应成果,资本就会失去耐心。”张宜坤说,这些年,长光卫星建成了全球最大的亚米级商业遥感卫星星座,在农林水利、自然资源、交通运输、数字城市、应急防灾等14个领域开展了150余项精准服务,拓展了自身盈利空间。

采访中,独角兽企业和商业航天从业者也希望,资本市场和普通民众能给刚刚起步的行业更多宽容和支持,“SpaceX已经21岁了,中国商业航天才8岁,对比马斯克的猎鹰、星舰和星链,我们还有差距。”

一条航天产业链,从上游研制、发射,到下游运营、应用,由许许多多环节共同构成。位于上游的制造环节,可分为卫星总体制造和卫星配套制造,发射环节可分为火箭总体制造、火箭配套制造、卫星发射服务等,产业链下游又可细分为通信、导航、遥感应用等。

几乎每一个环节,都能创造千亿级别的市场。这是属于浙江、中国的机会。这场以苍穹为幕布的竞逐赛里,我们也期待这些独角兽企业中,能诞生中国的SpaceX。

【记者手记】

不以成败论英雄

采访独角兽企业时,我们多次问及,“中国的SpaceX何时能出现”。受访者无一例外,给出的答案都是,“还有很长的路要走”。

这一感受,一方面来源于现实困难。从首颗人造卫星升空至今,我国的航天之旅已经走过53个年头,在北斗卫星导航系统、载人航天与空间站、月球与深空探测等方面都取得了巨大成就。然而,相比于“国家队”的硕果累累,商业航天事业则处于探索初试阶段,规模和能量还不大。

另一方面,则源自独角兽企业对发展环境的困惑。科技创新没有坦途,波折在所难免。航天,更是被称为“10000-1=0”的一项事业:一枚火箭由成千上万个部件组成,但凡其中一个出了问题,都可能导致最终发射失败。但民间舆论和资本市场对失败的容忍程度并不高。有受访者告诉记者,国内资本的容忍度一般是五年,如果五年左右还没有出成果,这家商业航天企业的发展之路就会不太好走。甚至有从业者坦言,“SpaceX的路,国内可能无人能走”。

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