中國商業航天“乘勢升空”｜解碼商業航天
開欄的話：近年來，大陸商業航天在國家政策、技術創新、市場需求、資本注入等多重因素驅動下，産業已初具規模，為加快發展新質生産力不斷注入新動能。今年“商業航天”首次被寫入政府工作報告，作為大陸經濟發展的新增長引擎，重要性進一步凸顯。今天是“中國航天日”，從即日起，《中國電子報》開設“解碼商業航天”專欄，洞悉産業鍊核心環節的增長邏輯，探尋大陸商業航天高品質發展新路徑。
建設中的海南商業航天發射場
在北京亦莊，半徑兩公裡的一片區域内坐落着中國市場估值最高的幾家民營火箭企業，這裡即将啟動“火箭大街”建設，打造共享制造工廠；在海南文昌，海南國際商業航天發射中心二号發射工位還未竣工，多家國内頭部商業航天企業就已經開始排隊等待發射；在河南鶴壁，科創新城衛星生産線上，科研人員正在對528公裡高空外遙感衛星傳回的資料進行分析……近段時間，從火箭發射、衛星制造到應用服務，大陸商業航天全産業鍊開足馬力駛向發展“快車道”。
資料顯示，2023年，大陸商業航天領域新增企業數量為11.3萬家，同比增長29%；民營火箭企業共發射13次，同比增長160%。今年，“商業航天”作為“新增長引擎”首次被寫入政府工作報告。在這場全球“星際競賽”中，中國力量“乘勢升空”。
像“造車”一樣造衛星
走進時空道宇位于浙江台州灣新區的衛星工廠，一隻隻靈活的機械臂快速轉動，産線晝夜不停。這裡是中國首個具備完整配套能力的商業衛星超級工廠，也是吉利汽車的發源地。
時空道宇衛星工廠産線上的機械臂靈活地工作
時空道宇是吉利控股集團旗下的科技創新企業，該公司副總經理劉勇介紹，工廠借鑒了汽車産業智能化、自動化等大規模量産制造模式，可靈活滿足不同型号規格的衛星總裝、內建與測試，從下單到衛星出廠全流程控制在28天，量産後每天可出廠1~2顆衛星，年産衛星可達500顆，同時生産成本下降大約45%。
這樣的衛星制造實力，正在接近全球領先水準。
2019年，美國Space X（太空探索公司）開始通過類似于汽車流水線的生産模式降低成本。現在位于美國雷德蒙德的衛星工廠月産能已經達到120顆；歐洲One Web（一網公司）借鑒了空客飛機制造流水線提高商業衛星量産能力，産能平均每周8顆，未來目标一天産出2顆。
發展商業航天，“衛星制造”是首先要過的一關，研制生産需要滿足大批量、低成本、短周期等特點。近年來，大陸衛星制造企業利用國内工業體系開拓商業化供應鍊，建構柔性智能衛星生産線，使得造星成本大幅降低，衛星從過去的“科研産品”變成了“工業品”。
銀河航天技術人員在研制平闆式衛星
大陸商業衛星制造“獨角獸”——銀河航天（北京）科技有限公司的做法是通過改變構型，采用平闆堆疊式，實作層層堆疊式發射，極大提高了火箭整流罩的有效利用空間，降低了單顆衛星發射成本；同時該構型利于實作大規模低成本量産，還能搭載更多載荷。
在航天科技集團五院510所黨委書記、副所長王潤福看來，還需要從多星甚至星座的角度一體化考慮衛星和産品的設計、制造、測試、試驗等工作，既要突出功能化、子產品化、智能化設計，又要統籌品質和進度要求，建構全新的商業航天衛星産業化發展體系。
銀河航天相關負責人向《中國電子報》記者透露，公司正在研制一種外形酷似“太空飛毯”的下一代衛星，全部展開可形成一個超過100平方米的相控陣天線，實作衛星和手機直連的寬帶通信，在提高信号接收和發射增益的同時，讓衛星在傳輸信号時功能更強。
為攻克星座組網中微波數傳鍊路速度較慢的難題，長光衛星技術團隊經過數年攻關，全面掌握了星地、星間雷射高速通信技術。“如果把傳統微波通信回傳速率比作單車道的話，那麼采用雷射通信手段，則可以把單車道擴充成十車道，甚至百車道。”長光衛星資訊與通信技術研究室主任邢斯瑞說道。在保證衛星性能名額不下降的前提下，該公司部分衛星已從400千克級降至20千克級，研制成本和發射成本均大幅下降。
打造“航班化”運輸能力
資料顯示，2023年大陸軌道級航天發射總量達67發，重新整理了紀錄，占全球發射總量的三成，位居全球第二。然而，民營火箭共發射13次，僅占中國總發射任務的20%左右。相比之下，位于首位的美國發射總量達116發，其中Space X就發射了98發，且發射載荷品質達1200噸左右，占全球發射品質的80%左右，無論是發射載荷還是次數都獨占鳌頭。
如果說運輸能力決定了航天活動的舞台，那成本可控則是火箭高頻次發射的基本要求。
4月12日Space X獵鷹9号重新整理了火箭重複使用世界紀錄
Space X是成本控制的“模範生”。賽迪智庫無線電管理研究所空天資訊研究室主任孫美玉在接受《中國電子報》記者采訪時表示，Space X強調關鍵部件的重複利用與通用化。獵鷹-1火箭80%的部件設計都基于重複使用，同時在動力系統選擇、箭體設計、導航控制等方面做到後續産品通用。
可回收火箭的商業前景廣闊，它可以在地球表面和太空之間自由飛行，甚至能長時間在軌道上停留，是實作載人航天、貨運航天的關鍵，也是環境友好發展的必然選擇。
在推動可重複使用火箭發射方面，近期大陸商業火箭公司“捷報頻傳”，推動火箭成為“航班化”的運載工具。
垂直回收是商業火箭公司可重複使用火箭發射後的主流做法，Space X和藍色起源走的都是這路線。2013年，Space X“蚱蜢”火箭成功實作垂直起飛垂直降落，在測試中升空744米後準确降落到發射台上。10年後的2023年，星際榮耀雙曲線二号可重複使用液氧甲烷驗證火箭在大陸酒泉衛星發射中心開展飛行試驗，第二次試驗飛行高度343.12m，目标橫向位移50m，火箭着陸平穩精确。
星際榮耀雙曲線二号垂直起降與重複使用飛行試驗
“總體來看，大陸商業火箭技術落後Space X大約10年的時間，但相對進展速度一直在與Space X對齊刻度，甚至有些方面我們稍微‘超前’一些。”星際榮耀副總經理姜沂告訴《中國電子報》記者。
火箭重複利用的實作，液體燃料是繞不過去的技術選擇，是商業火箭“可重複使用”發展的大方向。2023年4月，北京天兵科技有限公司首枚液體發動機運載火箭成功入軌；7月，藍箭航天空間科技股份有限公司成功發射了全球首枚液氧甲烷運載火箭，還嘗試使用了不鏽鋼作為可重複使用火箭的箭體材料，這在全球範圍内尚不多見；11月，星際榮耀成功研制并驗證了液氧甲烷可重複使用火箭發動機。
“中國商業火箭行業即将走完‘從0到1’階段的第一個十年，2025年會是一個大分水嶺，下一步是比拼硬實力的時代。”藍箭航天董事長兼CEO張昌武說道。其公司的朱雀三号火箭預計于2025年具備首飛能力，該火箭是以液氧甲烷為燃料的可重複使用運載火箭，其一子級可重複使用次數可達20次。
姜沂透露，公司正在全力攻關中大型可重複使用運載火箭——“雙曲線三号”，目标将在2025年實作首飛。目前，該火箭正在開展詳細設計和投産工作，今年将完成各系統的地面試驗。重複使用次數設計名額不少于20次，重複使用情況下發射價格有望降到3000美元/千克。
按照Space X創始人馬斯克的設想，該公司研制的重型全重複使用火箭“星艦”如果成功後全面投入市場，發射成本可降至每次200萬美元，每次可将100人送上太空，如同火箭“快遞”。但前不久，“星艦”第三次試飛成功升空後失聯。這意味着，該火箭想要作為太空旅遊航班的計劃，尚存有一定的距離。
萬億元級應用市場可期
在距離地球200至2000公裡的低空軌道上，一場激烈的“卡位戰”正在進行。截至今年4月，Space X總計規劃4.2萬顆的“星鍊”已成功發射超6000顆衛星，陸續服務了72個國家和地區，使用者數突破230萬。據馬斯克稱，星鍊在去年年底已經開始赢利；計劃部署超3200顆衛星的亞馬遜衛星網際網路項目“柯伊伯計劃”，也在發射前的準備中，第一批量産衛星預計于今年上半年發射。
低軌空間容量有限，衛星網際網路的商業空間卻無限。根據世界銀行釋出的資料，地球上仍有超過70%的地理空間，涉及30億人口未能實作網際網路覆寫。而傳統地面通信骨幹網在海洋、沙漠及山區等苛刻環境下鋪設難度大且營運成本高。是以，商業航天已不僅是一種商業行為，而是通過商業化運作來推動國家戰略的實施。
在中國信科副總經理、總工程師陳山枝看來，目前低軌衛星的單星下行通信容量在20G比特/秒左右，商用價值除了為世界上偏遠地區的居民提供連接配接服務，更大的價值還在于服務各行各業。
他在接受《中國電子報》記者采訪時表示，未來随着行業應用需求擴充，低軌衛星有望為行業勘探、環保監測、低空經濟、科學考察、海事邊防、災害預警、應急及救援通信等行業應用場景提供有力支援。據他統計，僅在大陸，邊疆地區的漁民、牧民、護林員等對低軌衛星網際網路有需求的人群加起來大概2000多萬使用者。
這一形勢也呼喚着中國版“星鍊”提速建設。早在2021年，一家新央企中國衛星網絡集團有限公司成立，并規劃了一個“GW星座”計劃，即在2035年之前進行大約12900顆衛星組網。位于上海松江的G60産業基地計劃了一個總數達1.2萬顆的衛星網際網路計劃，計劃于2024年發射并運作至少108顆衛星，提供初步的商業服務，全部建成後可滿足覆寫全球寬帶網絡需求。
今年1月，工信部等七部門印發《關于推動未來産業創新發展的實施意見》，提出布局6G、衛星網際網路、手機直連衛星等關鍵技術研究，建構高速泛在、內建互聯、智能綠色、安全高效的新型數字基礎設施。
中國電信衛星公司聯合産業鍊合作夥伴進行的手機直連衛星産品技術攻關已經啟動了近2年，該業務于去年9月正式上線商用，在全球尚屬首次。此後，華為、OPPO、榮耀等一衆手機廠商相繼推出雙向衛星通信功能，打通地面4G/5G移動通信網絡與天通衛星網絡融合。
衛星通信“上車”的腳步也已邁開。長安、極氪、吉利銀河、小米等汽車企業也傳來了車載衛星通信技術成果或最新專利等進展。
衛星網際網路乘用車極氪001
中國電信相關負責人告訴《中國電子報》記者，下一步将聚焦“5G+衛星基站”“5G IoT+衛星”等重點産品應用，為客戶提供天地一體、雲網融合、萬物互聯的智能綜合資訊服務。
衛星應用市場起勢，意味着政策和資本之外，商業航天發展的内生動力已被激活。星河動力董事長劉百奇算過一筆賬，假設國家發射1萬顆衛星，低軌通信衛星目前國内平均造價為3000萬元，硬體投入已超千億元。以業内經驗性的“10倍理論”來看，衛星形成的應用市場規模通常是硬體投入的10倍以上，是以下遊應用理論上可以輕松實作“萬億級市場規模”。
隻不過，這一市場空間未能得到充分釋放。在中國科學院空天資訊創新研究院研究員顧行發看來，現在的商業航天産業鍊規模如同一個“啞鈴”，兩頭分别是上遊制造和下遊應用，中間的服務轉化較為薄弱，限制了下遊應用發展。現在商業航天出圈的更多是火箭、發射台和衛星，這說明發展所需的“原料”有了，要想完全發揮其商業價值，還應同步建構衛星資料普及等資訊增值服務産業鍊，釋放下遊市場空間，将啞鈴狀變為喇叭狀。
需要政策資本多方支援
2個月前，上海垣信衛星科技有限公司完成了67億元A輪融資，創下中國商業航天行業融資紀錄，反映出投資機構對中國商業航天行業未來發展的信心和期待。
這兩年，商業航天賽道的創業和融資熱度持續走高。資料顯示，2023年商業航天領域新增企業數量為11.3萬家，相較2022年同比增長29%；2023年商業航天賽道的融資金額為103億元，融資數量為66筆。
“商業航天屬于研發周期相對較長、經費投入較大的行業，需要大量、持續的資金投入。同時也需要整合上下遊優質資源和技術創新，吸納更多研發人才。”姜沂告訴記者。
商業航天成高額融資“香饽饽”，也與國家政策的支援和行業發展趨勢密切相關。2023年中央經濟工作會議提出，打造生物制造、商業航天、低空經濟等若幹戰略性新興産業。今年全國兩會期間，商業航天又作為“新增長引擎”首次被寫入政府工作報告，提出“大力推進現代化産業體系建設，加快發展新質生産力，積極培育新興産業和未來産業，積極打造生物制造、商業航天、低空經濟等新增長引擎”。
中科創星創始合夥人米磊發現，2024年以來商業航天的投資人大多數是“國字頭”基金和地方政府的産業基金。早期階段，支援商業航天的資本主要是風險投資基金。
作為海南自貿港的重點園區之一的文昌國際航天城，承擔着“建設航天領域重大科技創新基地。海南在《海南省高新技術産業“十四五”發展規劃》中提出文昌國際航天城将瞄準國際标準，以航天科技為主導，重點發展航天發射及配套服務、航天高端産品研發制造、航天大資料開發應用、國際航天交流合作以及其他“航天+”領域。
政府産業基金跑步入場。為建設百億級航空航天衛星産業叢集，3月，鄭州航空港經濟綜合實驗區釋出了鄭州航空港産業投資引導基金關于公開征集子基金管理機構的公告，提到産業類子基金原則上圍繞航空航天衛星等産業領域及其細分賽道設立各類産業類投資基金。
上海G60衛星網際網路産業基地
《上海市促進商業航天發展打造空間資訊産業高地行動計劃（2023—2025年）》明确提出，完善從專項資金、産業基金到扶持政策全方位保障的産業生态。建構多結構産業基金，完善相關産業扶持政策。
從客觀規律來看，火箭研發過程中不可避免會經曆坎坷甚至失敗，希望社會對創新和失敗有一定的包容性和耐心，而不是在有發射失利的情況後就敬而遠之，思維的轉變是産業蓬勃發展的需要。
固态電池還要等一等
AI浪潮又推高一類晶片需求，這次是交換晶片
作者丨齊旭編輯丨徐恒美編丨馬利亞監制丨連曉東