《電子技術(shù)應(yīng)用》
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中國商業(yè)航天三年簡史:全產(chǎn)業(yè)鏈突圍與多場景趕超

2018-05-07

  導(dǎo)讀

  中國企業(yè)正在努力追趕升級,可以學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家,,政策上鼓勵政府采購向民營企業(yè)開放,,由此促進(jìn)民營航天企業(yè)的發(fā)展。只要不涉及國家安全,一般的航天產(chǎn)品和服務(wù)要交給市場,,政府要最大限度地購買民營企業(yè)的航天產(chǎn)品,、技術(shù)和服務(wù)。

  5月4日,,F(xiàn)acebook進(jìn)軍衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的消息,,開始刷屏社交網(wǎng)絡(luò)。在低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的賽道上,,美國將從 Space X 與One Web“雙巨頭”格局,,轉(zhuǎn)為“三足鼎立”。也正是同一天,,中國長征三號乙運(yùn)載火箭將亞太6C衛(wèi)星發(fā)射升空,。

  同一天發(fā)生的兩件太空大事,顯示全球商業(yè)航天領(lǐng)域的競爭趨熱,。

  業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為,,在已經(jīng)跨入5月份的2018年,國內(nèi)商業(yè)航天領(lǐng)域有望結(jié)束技術(shù)積累的“萌芽期”,,迎來商業(yè)化全面爆發(fā)的新階段,。

  中國商業(yè)航天浪潮肇始于2015年前后。短短三年之間,,政策和市場保持良好互動,,深邃的太空被越來越多中國企業(yè)視為潛藏商機(jī)的寶礦。傳統(tǒng)航天時代唱主角的國家隊,,擺弄資本風(fēng)云的上市公司,,帶有工程師文化印記的初創(chuàng)項目,不約而同登上中國商業(yè)航天的舞臺,。

  這三年,,國內(nèi)商業(yè)航天企業(yè)完成了從衛(wèi)星設(shè)計研制、火箭研制發(fā)射到衛(wèi)星在軌運(yùn)營及商業(yè)化應(yīng)用的“從0到1”,,商業(yè)航天在國內(nèi)逐漸形成自循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng),;也正是這三年,以北斗導(dǎo)航,、高景一號等重大專項突破為引領(lǐng),中國商業(yè)航天企業(yè)不僅繼續(xù)深耕導(dǎo)航,、通信,、遙感三大主流市場,還開始擴(kuò)展至衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),、高通量通信,、科研實(shí)驗衛(wèi)星等應(yīng)用場景。

  在商業(yè)航天的全球競賽中,藍(lán)色起源,、Space X,、One Web 等無疑處在第一梯隊。中國企業(yè)面向太空的拓展,,已形成縮小與強(qiáng)者差距的追逐游戲,。

  逐步實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋

  在商業(yè)航天的語境中,2018年對國內(nèi)的普通民眾似乎有著某種意義,。

  今年2月初,,Space X的“重型獵鷹”火箭搭載著紅色跑車成功發(fā)射。人們當(dāng)前對商業(yè)航天的熱情,,以及輿論對中美航天產(chǎn)業(yè)差距帶有焦慮情緒的敘述,,很大程度起源于這次發(fā)射。

  即使從藍(lán)色起源,、Space X 創(chuàng)立的2000年算起,,美國商業(yè)航天也走過了十七八年的歷程。而中國直至2015年前后,,商業(yè)航天企業(yè)才開始成規(guī)模涌現(xiàn),。僅用三年時間去追趕海外對手的十幾年,看起來難免讓人焦慮,。

  不過幸運(yùn)的是,,在商業(yè)航天的賽道上,中國企業(yè)與Space X等海外對手的差距正在縮小,。

  從衛(wèi)星的設(shè)計研制,,到火箭的研制發(fā)射,到衛(wèi)星在軌運(yùn)營與商業(yè)化應(yīng)用,,商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈上核心環(huán)節(jié),,國內(nèi)都有相關(guān)企業(yè)的主營業(yè)務(wù)在萌芽和生長。

  這意味著國內(nèi)已經(jīng)構(gòu)建起了商業(yè)航天的全產(chǎn)業(yè)鏈,,形成了一套自循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng),。

  在4月23日的首屆中國航天大會·商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)國際論壇上,未來宇航空間技術(shù)研究院創(chuàng)始人牛旼援引該院的調(diào)研報告稱,,圍繞著商業(yè)航天全產(chǎn)業(yè)鏈,,目前國內(nèi)不少城市已經(jīng)分化出不同的功能。其中,,北京成為航天人才聚集區(qū)和商業(yè)航天研發(fā)總部所在地,,而武漢、西安,、重慶,、深圳等制造業(yè)鏈條和軍工配套完善的城市成為商業(yè)航天重要的制造基地。

  在這條日漸補(bǔ)全的產(chǎn)業(yè)鏈上,國內(nèi)企業(yè)最早實(shí)現(xiàn)的環(huán)節(jié)是衛(wèi)星研制,。電子元器件的普及,,以及“立方星”技術(shù)的引進(jìn),使得全球研制微小衛(wèi)星的成本和技術(shù)門檻雙雙降低,。2016年年初成立的天儀研究院,,于當(dāng)年11月成功發(fā)射“瀟湘一號”。這是當(dāng)前這股商業(yè)航天浪潮中,,成功實(shí)現(xiàn)“上天”并在軌運(yùn)營的第一顆商業(yè)衛(wèi)星,。在隨后的兩年間,上市公司歐比特(14.790, -0.34, -2.25%)的“珠海一號”,、馮侖的“風(fēng)馬牛一號”,、九天微星的“少年星一號”等先后“上天”。衛(wèi)星研制,、衛(wèi)星運(yùn)營的鏈條被補(bǔ)全,。

  不過,相較于做火箭起家的“Space X”們,,國內(nèi)在商業(yè)火箭發(fā)射環(huán)節(jié)的空白仍是明顯的短板,。

  承擔(dān)起責(zé)任的,自然是傳統(tǒng)航天時代唱主角的國家隊,。在今年過去的幾個月,,航天科技(19.220, -0.07, -0.36%)已經(jīng)完成商業(yè)發(fā)射主力火箭“長征十一號”的“拼車”和“專車”服務(wù)。這改變了過去商業(yè)衛(wèi)星只能搭載國家任務(wù)發(fā)射剩余載荷“順風(fēng)車”的格局,。

  國企航天科工旗下的商業(yè)火箭公司已于2017年1月,,用“快舟一號甲”火箭完成商業(yè)發(fā)射的首秀;而另一款專注于商業(yè)發(fā)射的主力火箭“快舟十一號”,,則將在2018年上半年以“一箭六星”的形式完成首飛,;航天科工在武漢布局的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)基地則將在2018年年底建成投產(chǎn)。

  這還不是航天科工擁抱商業(yè)航天的全部,,航天科工正試圖貫穿商業(yè)航天全產(chǎn)業(yè)鏈,。在前述論壇上,航天科工總工藝師符志民提及他們對商業(yè)航天最新的“五云一車”計劃,。這項研發(fā)期長達(dá)10年的計劃包括火箭,、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、空天飛機(jī),、超高時速的超級飛車等,。

  正在萌芽的還有中國民營火箭。公開信息顯示,,翎客航天已于2017年宣布完成小型火箭懸停技術(shù)的驗證,這是實(shí)現(xiàn)火箭可回收的關(guān)鍵技術(shù);零壹空間,、藍(lán)箭航天等初創(chuàng)企業(yè)已完成火箭發(fā)動機(jī)技術(shù)的試車,,并將整裝火箭的首秀時間表定在2018年;另一家成立僅一年時間的星際榮耀,,已在海南的發(fā)射場完成火箭亞軌道飛行的技術(shù)驗證,。

  值得注意的是,這些初創(chuàng)企業(yè)設(shè)計研制的商業(yè)火箭,,走的幾乎都是自主研發(fā)路線,。

  這也就意味著,首枚中國民營商業(yè)火箭,,極大可能在近期誕生,。中國民營企業(yè)實(shí)現(xiàn)商業(yè)航天的全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋,也有望在2018年完成,。

  建立完善的商業(yè)航天體系

  中國商業(yè)航天拿得出手的,,不僅是剛剛補(bǔ)全的產(chǎn)業(yè)鏈。從某些核心技術(shù)上看,,中國沒有落后太多的結(jié)論也成立,。

  “從中國企業(yè)正在研發(fā)的前沿技術(shù)看,中國與美國等發(fā)達(dá)國家差距還不算大,,沒有形成明顯的代差,。”小火箭工作室創(chuàng)始人邢強(qiáng)說,。他從事火箭技術(shù)研究和咨詢工作已有10年,。

  當(dāng)前,商業(yè)航天最為關(guān)鍵的技術(shù)之一,,是航天發(fā)動機(jī)技術(shù),。這是火箭、空天飛行器的主要動力系統(tǒng),。以液體發(fā)動機(jī)為例,,當(dāng)前最前沿的技術(shù)是探索研制液氧甲烷發(fā)動機(jī)。相較于當(dāng)前主流的液氧煤油和液氫液氧兩個組合,,液氧甲烷具有冷卻能力強(qiáng),、比沖高(考驗燃料性能指標(biāo)之一,比沖越高油耗越少),、不易結(jié)焦等優(yōu)點(diǎn),,同時單位質(zhì)量燃料的成本只有煤油的1/3和液氫的1/30。這種特性使得液氧甲烷成為推動火箭,、空天飛行器低成本,、可重復(fù)使用的最理想組合,。

  在液氧甲烷發(fā)動機(jī)這條賽道上,走在最前面的是Space X 與藍(lán)色起源,,兩家企業(yè)分別有代號為“猛禽”和“BE-4”的液氧甲烷發(fā)動機(jī),,均已研制成功并出廠。中國的速度也沒有慢太多,,中國初創(chuàng)企業(yè)藍(lán)箭航天在近期已經(jīng)宣布完成液氧甲烷發(fā)動機(jī)推力室的試車,。

  另有公開消息顯示,國家隊航天科技曾在2016年成功完成液氧甲烷發(fā)動機(jī)項目的研究,。

  “中國液氧甲烷發(fā)動機(jī)在推力室,、噴注器等技術(shù)方面已經(jīng)取得突破?!毙蠌?qiáng)說,,“如果中國企業(yè)能夠完成整箭的裝備發(fā)射,就相當(dāng)于中國追平世界最前沿水平,?!?/p>

  類似的情況還體現(xiàn)在發(fā)動機(jī)外殼材料上。國際上制造航天發(fā)動機(jī)的外殼,,過去使用的是超高強(qiáng)度的D6AC合金鋼,,如今的趨勢則是采用更先進(jìn)的凱夫拉纖維和玻璃纖維纏繞的高強(qiáng)度復(fù)合材料。目前,,美國的發(fā)動機(jī)外殼已開始大規(guī)模采用后者,,中國雖然開始配備,但還未形成大規(guī)模運(yùn)用的趨勢,。

  “中國的產(chǎn)業(yè)鏈配套和工業(yè)基礎(chǔ)正在迎頭趕上,,”邢強(qiáng)告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道記者,“這也體現(xiàn)了商業(yè)航天發(fā)展(10.470, -0.03, -0.29%)是建立在一國工業(yè)基礎(chǔ)之上的,?!?/p>

  但某些技術(shù)研發(fā)步伐的追趕,并不代表商業(yè)航天整體水平的接近,。國內(nèi)許多行業(yè)的創(chuàng)新經(jīng)驗表明,,擁有最先進(jìn)技術(shù)的企業(yè),并不一定是笑到最后的贏家,。更何況,,中國當(dāng)前的技術(shù)還位居人后。

  我國有名的空氣動力學(xué)家黃志澄就曾撰文分析要“理性培育顛覆性技術(shù)”,。他提醒商業(yè)航天界的人們,,顛覆性創(chuàng)新具有不確定性。假使這項新興技術(shù)能夠堅持前行,,不斷完善而達(dá)到成熟,,最終就有望得到廣泛運(yùn)用,。但許多新興技術(shù)在泡沫破滅之后,或由于缺乏資金的繼續(xù)投入,,或由于技術(shù)本身的缺陷,,并不能重新復(fù)蘇,從而陷入了“死亡之谷”,。

  事實(shí)上,黃志澄描述的可能性,,已經(jīng)被近些年國內(nèi)雙創(chuàng)浪潮中的某些行業(yè)所驗證,。從商業(yè)邏輯上看,技術(shù)要真正地實(shí)現(xiàn)賦能,,就一定要與具體,、實(shí)際的需求結(jié)合起來。沒有需求,,沒有可靠的商業(yè)化應(yīng)用場景,,技術(shù)就失去了意義。

  從當(dāng)前的情況看,,國內(nèi)當(dāng)前的商業(yè)航天企業(yè),,還難有底氣說已經(jīng)完全穿越“死亡之谷”。一些衛(wèi)星運(yùn)營企業(yè)已經(jīng)找到科研試驗,、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),、航天+STEAM 教育等商業(yè)化場景,但更多企業(yè)的衛(wèi)星和火箭還處在講故事的階段,。

  不過,,諸如 One Web 等海外知名航天企業(yè),也處于講故事的階段,,其主營業(yè)務(wù)尚未真正落地,。

  即使是如今風(fēng)光無二的Space X,在經(jīng)歷多次試驗失敗資金告急的2008年,,也險些跌入“死亡之谷”,。拯救這家“明日之星”的是NASA 送來的高達(dá)16億美元的國際空間站補(bǔ)給合同。

  這是美國完善的商業(yè)航天體系優(yōu)勢所在,。

  中國國際工程咨詢有限公司國防業(yè)務(wù)部副主任劉富榮認(rèn)為,,美國的商業(yè)航天已經(jīng)先后經(jīng)歷放松管制、開放競爭兩個階段,,進(jìn)入鼓勵商業(yè)航天優(yōu)先發(fā)展的3.0階段,。目前,美國已經(jīng)建立了完善的商業(yè)航天體系,,這不僅包括政策,、管理等宏觀環(huán)境,,還包括供應(yīng)鏈健康、產(chǎn)業(yè)鏈完整,、競爭高效的產(chǎn)業(yè)體系,。總體而言,,中國商業(yè)航天體系還沒有建立起來,,至相當(dāng)于美國從放松管制到開放競爭的1.5階段。

  4月24日,,在哈爾濱的“中國航天日”活動的討論中,,來自體制內(nèi)外的多名人士均持這一觀點(diǎn)——中國企業(yè)正在努力追趕升級,可以學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家,,政策上鼓勵政府采購向民營企業(yè)開放,,由此促進(jìn)民營航天企業(yè)的發(fā)展。

  中國航天基金會理事長吳志堅指出,,只要不涉及國家安全,,一般的航天產(chǎn)品和服務(wù)要交給市場,政府要最大限度地購買民營企業(yè)的航天產(chǎn)品,、技術(shù)和服務(wù),。

  4月24日,中國新舟航天基金在“中國航天日”主會場和航天系統(tǒng)某院所簽署了合作協(xié)議,。該基金會董事長鄧小青告訴記者,,雙方將合理尋找和培育有潛力的商業(yè)航天項目。同時,,航天院所承接的國家課題的部分業(yè)務(wù),,將有望發(fā)包到民營企業(yè)。


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