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商業(yè)航天新藍海:衛(wèi)星在軌服務

2023-01-13
來源:衛(wèi)星應用

  2022年,,中國商業(yè)航天的故事,仍然吸引著資本的目光,。

  媒體數(shù)據(jù)顯示,,僅第一季度,,國內(nèi)至少有21家商業(yè)航天企業(yè)宣布獲得融資,總金額超過37億元人民幣,。這些企業(yè),,主要集中在航天產(chǎn)業(yè)鏈的上游和中游環(huán)節(jié)。

  而在全球范圍內(nèi),,隨著商業(yè)航天的發(fā)展,,在低成本運載火箭、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等領域之外,,一個新的領域——衛(wèi)星在軌服務正逐漸興起,,甚至成為眾多新興航天企業(yè)和投資機構的寵兒。

  在軌服務的主要業(yè)務,,包括太空維修衛(wèi)星和太空垃圾清理,,目前美國、日本,、瑞士等均有相關企業(yè)出現(xiàn),。

  2015年到2021年的中國商業(yè)航天最重要的發(fā)展是建立能力,建立火箭,、衛(wèi)星研制能力,,那么從2021年開始商業(yè)航天最重要的工作是建立盈利能力。專家表示,,在軌服務的毛利率高達60%,,投資規(guī)模小,見效快,,非常符合現(xiàn)階段的商業(yè)航天發(fā)展訴求,。

  更關鍵的是,以衛(wèi)星在軌服務為支點,,利用相關技術,,可以進一步進軍太空旅行、深空探索等領域,促進中國商業(yè)航天的良性循環(huán),。

  新機遇帶來新藍海

  1984年4月,,美國挑戰(zhàn)者號航天飛機上的宇航員們,在軌道上成功修復了一顆已經(jīng)故障3年的衛(wèi)星,。這是人類歷史上首次在軌道上對一顆衛(wèi)星進行修理,。

  在此之前,衛(wèi)星故障或者燃料耗盡后的命運往往只有兩種:一種是逐漸降低高度,,最終墜入地球大氣層焚毀;另一種是控制其上升到距離地面3.8萬公里的所謂“墓地軌道”,,以防止其對正常工作的衛(wèi)星產(chǎn)生威脅,。

  航天飛機的出現(xiàn),讓衛(wèi)星在軌服務成為可能,。但從經(jīng)濟學視角來看,,以航天飛機為載體的在軌服務注定難以持續(xù)。數(shù)據(jù)顯示,,航天飛機發(fā)射一次的成本在16億美元左右,,遠超衛(wèi)星的價值。因此在航天史上,,只有極其高價值的航天器,,才能享受在軌服務的待遇。

  近年來,,隨著商業(yè)航天的發(fā)展,,衛(wèi)星在軌服務的需求越發(fā)強烈。對民營航天企業(yè)來說,,修復一顆衛(wèi)星,,所需成本遠小于重新發(fā)射一顆衛(wèi)星。根據(jù)軌道未來的計算,,一顆GEO衛(wèi)星成本約為15億元,,設計壽命15年,每年可以創(chuàng)造約2億元的收入,。延壽衛(wèi)星可延長這類衛(wèi)星壽命5年,,創(chuàng)造10億元的額外收入。

  收益的凸顯,,讓衛(wèi)星擁有者及市場有了更急切的意愿,,也讓買單者蜂擁而至。

  全球最大的衛(wèi)星服務供應商國際通信衛(wèi)星集團(Intelsat),,主要通過衛(wèi)星系統(tǒng)提供網(wǎng)絡連接,、電視廣播、蜂巢式移動電話系統(tǒng)等服務來盈利,,目前在軌運行衛(wèi)星超過50顆,。他們成為衛(wèi)星在軌延壽服務的第一個獲益者,。

  2020年2月5日,美國諾斯洛普·格魯曼公司旗下太空物流公司(Space Logisitcs)發(fā)射的任務延壽飛行器-2(MEV-1),,與該集團的IS-901 通信衛(wèi)星成功對接,,令這顆即將退役的衛(wèi)星可以繼續(xù)工作五年。

  這也標志著“衛(wèi)星在軌延壽服務”商業(yè)化的大幕正式拉開,??臻g物流公司甚至宣稱,公司已經(jīng)拉到了一大堆客戶,。

  除了衛(wèi)星延壽,,在軌服務另一個可以大顯身手的地方,是太空垃圾清理,。歐空局數(shù)據(jù)顯示,,自上世紀60年代以來,世界各國在近地軌道上留下了23000個比葡萄柚還大的物體,,還有數(shù)百萬個無法被追蹤的小物體,。即使是幾毫米大小的物體,也會因其高速度對其他航天器造成巨大的破壞,,而每一次碰撞,,都會形成更多的碎片。

  近年來,,隨著商業(yè)航天的發(fā)展,,衛(wèi)星價格不斷下降,在軌衛(wèi)星數(shù)量不斷增多,?!敖辏覀儼l(fā)射的衛(wèi)星數(shù)量占到人類衛(wèi)星發(fā)射總數(shù)的35%,?!避壍牢磥韯?chuàng)始人邊九州說,“未來5到10年,,全球大概還要發(fā)射數(shù)萬顆衛(wèi)星,。”

  隨之而來的將是大量由失效的衛(wèi)星,、廢棄的火箭和在軌碰撞形成的太空垃圾,。其數(shù)量之多,足以令各國政府不得不采取措施,,維護越發(fā)緊缺的軌道資源,。

  軌道未來對在軌服務的市場規(guī)模持樂觀態(tài)度。“這至少是一個千億級的市場,?!睂<冶硎荆耙缘孛娉擞密囀袌鰹槔?,它的售后包括加油站,、維修店、洗車店,、4S店,、保險等一系列產(chǎn)業(yè),這個市場有多大,,在軌服務的市場就有多大,。”

  而根據(jù)業(yè)內(nèi)知名智庫NSR(北方太空研究所),,未來10年,,這一領域的收入將達到143億美元,??梢哉f,在軌服務正在成為商業(yè)航天的新藍海,。

  技術驅(qū)動新賽道

  根據(jù)NSR發(fā)布的《在軌服務與空間態(tài)勢感知市場報告》,,衛(wèi)星在軌服務主要包含五大市場,分別為:在軌延壽,、機器人操作,、發(fā)射后軌道修正服務、重新定軌業(yè)務,、離軌服務,。

  目前,幾乎每個賽道都有相關企業(yè),。在美國,,太空物流公司(Space Logisitcs)聚焦軌延壽領域。這也是目前唯一一家成功為GEO衛(wèi)星提供在軌服務的公司,。

  其官網(wǎng)信息顯示,,其任務延壽飛行器(MEV)攜帶的燃料,預計可使用15年以上,,可以為多顆衛(wèi)星提供軌道服務,。當一個客戶不再需要服務時,MEV將解除對接狀態(tài),,轉(zhuǎn)移到下一顆衛(wèi)星,。

  成立于2013年的宇宙尺度公司(Astroscale),總部位于日本東京,聚焦太空碎片清理,。目前,,該公司已經(jīng)完成了在軌物體捕獲與清除技術的首項重要測試,釋放并重新捉回了一顆小衛(wèi)星,。

  而早在這次試驗之前,,2020年,該公司便與日本宇航局碎片清除項目簽署合同,,成為該項目的第一批合作伙伴,。

  瑞士初創(chuàng)公司“清潔太空”(Clear Space)同樣聚焦太空碎片清理,目前已經(jīng)同歐洲空間局(ESA)簽訂了一份價值約8600萬歐元的合同,。預計到2025年,,該公司將發(fā)射“清潔太空-1”(ClearSpace-1)衛(wèi)星,捕獲一塊約100公斤重的太空垃圾,。

  國內(nèi)企業(yè)軌道未來選擇從衛(wèi)星延壽領域切入在軌服務市場,。預計2023年,將發(fā)射“OF-1技術驗證飛行器”,,完整驗證延壽服務流程,。它的主要作用,是向客戶證明,,軌道未來有足夠的技術實力來為客戶衛(wèi)星提供安全可靠的服務,。

  從實際來看,在軌服務領域,,我國在軌服務技術與國外相關公司的差距并不大,。未來幾年,預計會有更多新興公司涌入這一領域,。

  撬動航天良性循環(huán)

  從2015年至今,,中國商業(yè)航天蓬勃發(fā)展。一批圍繞航天產(chǎn)業(yè)鏈及其配套建設的創(chuàng)業(yè)企業(yè)應時而生,,吸引了來自通信,、電子、互聯(lián)網(wǎng),、航天等不同領域的人才,,也得到眾多資本的青睞。

  然而不得不承認的是,,眾多民營航天公司仍然處于證明自己的階段,,商業(yè)航天的新故事并不好講。

  相對而言,,衛(wèi)星在軌服務可以說是其中商業(yè)模式最為成熟的領域,。它有明確的購買方,,商業(yè)衛(wèi)星擁有者愿意為衛(wèi)星延壽帶來的利益買單;各國政府和國際組織希望清理太空中的碎片,,以換取日益緊張的軌道資源,。

  就在2022年9月,宇宙尺度公司(Astroscale)和“清潔太空”(Clear Space)一起拿到了英國航天局(UKSA)440萬美元的合同,,要設計一個2025年把兩艘航天器從軌道上移除的任務,。

  這些都顯示著在軌服務的商業(yè)價值,然而,,發(fā)展在軌服務技術的意義遠不止如此,。除了商業(yè)價值,在軌服務涉及到的技術,,同樣是空間衛(wèi)星制造,、深空探測等領域的基礎,甚至有業(yè)界人士將在軌服務視為“新太空經(jīng)濟基礎設施的關鍵,?!薄?/p>

  以在軌服務為基礎,,或許可以推動中國商業(yè)航天構建起一個良性循環(huán),,走出一條真正適合自己的道路。

  商業(yè)航天領域的代表企業(yè)SpaceX,,憑借獵鷹重型,、星艦為代表的大型火箭及綽號“超級筷子”的火箭可回收技術,。成功降低火箭發(fā)射成本,,并以此為基礎,快速擴大傳統(tǒng)火箭服務市場的份額,,并在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等領域帶來顛覆性革命,。

  據(jù)《2021中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》統(tǒng)計,SpaceX在北美發(fā)射市場份額已達到創(chuàng)紀錄的58.95%,。此外,,低廉的發(fā)射成本正催生太空殯葬、火箭洲際貨運等新的商業(yè)模式,??梢哉f,以運載火箭技術為基礎,,SpaceX構建了一個良性的商業(yè)循環(huán),,并以此為基礎帶動更多領域的發(fā)展。

  中國商業(yè)航天,,也需要類似領域,,撬動商業(yè)航天的良性循環(huán),。

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