商業(yè)航天的變革之路:讓造火箭像造汽車一樣

不久前，由中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術(shù)研究院研制的長征十一號海射運載火箭在我國黃海海域成功發(fā)射，將七顆國產(chǎn)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，這是我國首次在海上進行固體運載火箭發(fā)射試驗。而在美國，太空探索技術(shù)公司（SpaceX）也用一枚“獵鷹9”火箭將首批60顆“星鏈（Starlink）”衛(wèi)星送入太空。

航天新風(fēng)海上來。當(dāng)前，中國商業(yè)航天發(fā)展前景幾何？存在的機遇與挑戰(zhàn)又有哪些？業(yè)內(nèi)人士指出，隨著長征十一號火箭海上發(fā)射的成功，“技術(shù)+模式”的創(chuàng)新將進一步激發(fā)商業(yè)航天發(fā)展的紅利，最終拉動整個航天經(jīng)濟的進步。

“虹云”“鴻雁”齊登場：中國版“星鏈”計劃應(yīng)者云集

當(dāng)前，我國兩大航天“國家隊”——中國航天科技集團和中國航天科工集團都提出了自己的低軌小衛(wèi)星星座計劃。

不論是航天科技集團的“鴻雁”星座、還是航天科工集團的“虹云”工程……中國版的太空低軌小衛(wèi)星星座計劃應(yīng)者云集。

“虹云”工程計劃共發(fā)射156顆衛(wèi)星，通過組網(wǎng)衛(wèi)星在軌運行，它們將在距離地面1000公里的軌道上“手拉手”組網(wǎng)運行，基本實現(xiàn)覆蓋全球的寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入。

按照規(guī)劃，整個“虹云”工程分為三個階段：第一階段，2018年底發(fā)射首星；第二階段，“十三五”末發(fā)射4顆業(yè)務(wù)試驗星；第三階段，到“十四五”中期完成天地融合系統(tǒng)建設(shè)，具備全面運營條件。

“鴻雁”星座一期則預(yù)計在2022年建成并投入運營，系統(tǒng)由60顆核心骨干衛(wèi)星組成，主要實現(xiàn)全球移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、導(dǎo)航增強等功能；二期預(yù)計2025年完成建設(shè)，系統(tǒng)由數(shù)百顆寬帶通信衛(wèi)星組成，可實現(xiàn)全球任意地點的互聯(lián)網(wǎng)接入。

“鴻雁”星座系統(tǒng)建設(shè)完成后將具備全天候、全時段及在復(fù)雜地形條件下的實時全球雙向通信能力，為海洋、南北極、偏遠鄉(xiāng)村、山區(qū)等地的用戶提供通信保障，在確保網(wǎng)絡(luò)信息安全的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)“溝通連接萬物、全球永不失聯(lián)”。

“未來，鴻雁星座將面向全球商業(yè)市場，解決行業(yè)市場、消費者市場中的痛點。同時，作為我國在軌道空間資源戰(zhàn)略中的先鋒隊、開拓者，承擔(dān)國家使命，捍衛(wèi)空間安全和空間主權(quán)?！敝袊こ淘涸菏?、航天科技集團五院總工程師周志成說。

面對大眾最關(guān)心的個人應(yīng)用問題，東方紅衛(wèi)星移動通信有限公司總經(jīng)理謝云表示，“鴻雁”星座實現(xiàn)全球覆蓋后，個人智能手機將直接進入衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域，支持用戶從地面網(wǎng)絡(luò)切換到衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，用戶終端不變、體驗不變。

兩期系統(tǒng)建成后，數(shù)百個“小鴻雁”可填補地球表面的通信空白，構(gòu)建我國自主“海、陸、空、天”一體的衛(wèi)星移動通信與空間互聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)。

部署這么多小衛(wèi)星護送衛(wèi)星的火箭如何上天？

“火箭是連接人類與太空的天梯，火箭的運載能力有多大、航天的舞臺就有多大?！敝袊こ淘涸菏?、長三甲系列運載火箭首任總設(shè)計師龍樂豪指出，按照現(xiàn)有的發(fā)射場資源和運載火箭的發(fā)射入軌能力，如此龐大的衛(wèi)星星座計劃對于運載火箭的生產(chǎn)和制造將是巨大的考驗，必須發(fā)展低成本、高可靠，運載能力強、生產(chǎn)研制周期短、發(fā)射響應(yīng)迅速的火箭型號。

作為我國“商業(yè)航天國家隊”的代表——中國長征火箭有限公司近期正緊鑼密鼓地籌備其首枚商業(yè)航天型號火箭“捷龍一號”的發(fā)射首飛。

中國長征火箭有限公司總裁唐亞剛表示，商業(yè)航天應(yīng)面向社會資本，利用社會資源，打破傳統(tǒng)計劃體制和配套機制，通過技術(shù)創(chuàng)新與模式創(chuàng)新“雙輪驅(qū)動”，進一步提升我國火箭發(fā)射服務(wù)的品質(zhì)、降低進入空間的成本。

唐亞剛認(rèn)為，不同于美國的大資本運營模式，中國的商業(yè)航天在未來相當(dāng)長的一段時間內(nèi)還會以國家隊為主，同時刺激和帶動民營航天力量攜手進步。

航天發(fā)展，動力先行。民營航天企業(yè)作為中國航天力量的“小鮮肉”，也在發(fā)揮生力軍作用。前不久，藍箭航天研制的國內(nèi)首臺80噸液氧甲烷發(fā)動機——“天鵲”（TQ-12）試車成功。這是繼美國SpaceX和藍色起源公司之后，全球第三個研發(fā)出百噸級液氧甲烷火箭發(fā)動機的技術(shù)團隊。

“采用液氧甲烷作為燃料的火箭發(fā)動機更加環(huán)保、經(jīng)濟，產(chǎn)品成本可以降低50%，生產(chǎn)裝配時間能縮短70%，在提升發(fā)動機性能及可靠性的同時減少了積碳的產(chǎn)生，對可重復(fù)使用航天飛行器和深空探測等項目具有十分深遠的意義?！彼{箭航天CEO張昌武說。

商業(yè)航天的變革之路：讓造火箭像造汽車一樣

“如何以更加開放、融合的模式提升我們發(fā)射的能力是商業(yè)航天發(fā)射產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展的關(guān)鍵?！碧苼唲偺寡?，目前我國每次執(zhí)行發(fā)射任務(wù)的費用價格不菲，對不少企業(yè)來說是一個不小的負(fù)擔(dān)。

一些業(yè)內(nèi)人士分析指出，我國現(xiàn)有的酒泉、西昌、太原、文昌四大發(fā)射場，發(fā)射工位數(shù)量和執(zhí)行任務(wù)的能力十分有限，尚無法滿足巨大的發(fā)射需求。此次長征十一號運載火箭成功在海上發(fā)射，便為我國發(fā)射場區(qū)位選擇打開了“新大陸”，為中國角逐國際商業(yè)航天市場注入了新動力。

長征十一號副總指揮金鑫表示，未來10年國內(nèi)商業(yè)小衛(wèi)星發(fā)射需求約1700顆，國外商業(yè)小衛(wèi)星發(fā)射需求約6200顆，且不同傾角衛(wèi)星并存。

“運載火箭海上發(fā)射，既能降低發(fā)射成本、提高運載能力，還可有效解決火箭航區(qū)和殘骸落區(qū)安全性問題，避免大規(guī)模人員疏散，提供更廣闊的區(qū)域、更低的緯度給海上發(fā)射進行選擇?！苯瘀握f。

此外，長征十一號運載火箭海上發(fā)射任務(wù)也是一次典型的商業(yè)航天發(fā)射任務(wù)，除發(fā)射環(huán)境首次來到海上外，這枚長征火箭還有了專屬于自己的別名——CZ-11WEY號。這代表著中國航天的商業(yè)合作模式，“推開了一扇窗”。

WEY是來自國內(nèi)自主汽車廠商長城汽車旗下的豪華SUV品牌。記者了解到，中國航天與國內(nèi)企業(yè)開展商業(yè)合作不乏先例，但此次企業(yè)獲得冠名權(quán)，開創(chuàng)了中國航天與企業(yè)品牌聯(lián)合命名火箭的先河。

“中國航天經(jīng)過幾代人的努力，取得了兩彈一星、載人航天、月球探測等舉世矚目的成就。中國自主品牌汽車，則經(jīng)歷由弱到強，從借鑒模仿到正向研發(fā)，市場份額逐步提升?！遍L城汽車副總裁、WEY品牌營銷總經(jīng)理柳燕表示，兩者有著同根同源的志向，有著相同的自主創(chuàng)新、拼搏向上的精神，對品質(zhì)均有著極致追求，這都成為合作的結(jié)合點。

“此次合作只是序曲，汽車工業(yè)成熟的量產(chǎn)經(jīng)驗和技術(shù)體系，對商業(yè)航天而言很有借鑒意義?！绷啾硎?，雙方將共同打造“聯(lián)合技術(shù)創(chuàng)新中心”，在質(zhì)量體系與試驗、自動駕駛技術(shù)、創(chuàng)新材料應(yīng)用與氫能源技術(shù)研發(fā)等核心技術(shù)領(lǐng)域進行全面合作。雙方共創(chuàng)共融的成果，有望應(yīng)用到自主品牌汽車上，讓公眾觸手可及。

北京航空航天大學(xué)等高校的一些學(xué)者分析認(rèn)為，以“星鏈”為代表的商業(yè)航天衛(wèi)星星座互聯(lián)網(wǎng)計劃，其動因之一，就是希望通過大規(guī)模批產(chǎn)衛(wèi)星和火箭，顛覆以往航天領(lǐng)域部分元器件單一化、定制化的生產(chǎn)模式，通過量產(chǎn)和批產(chǎn)使商業(yè)航天的衛(wèi)星研制成本、火箭生產(chǎn)發(fā)射成本大幅降低，使商業(yè)航天活動將不再價格不菲，進一步拉動航天經(jīng)濟的消費需求。未來，也許造衛(wèi)星火箭就會像造飛機汽車一樣。