十年前的一紙檔,讓中國民營資本開始加速進入航天領域。從此,一批商業航天企業如雨後春筍般誕生,「奔」向太空,探索神秘宇宙。從首款民營商業運載火箭發射成功,到全球首枚液氧甲烷火箭入軌,再到民營火箭首次開啟高密度航班化交付……作為中國航天事業的發源地,北京已經成為全國商業航天產業鏈布局最全面、產業發展最具活力的城市。去年中國民營商業運載火箭企業共實施13次商業發射,全部來自北京。在「星」與「箭」的牽引下,被列為新的增長引擎之一的商業航天正加速起飛。
「火箭街區」折射產業成長
8月29日13時22分,山東附近海域上,剎那間紅光四起,中國商業航天的「明星產品」谷神星一號騰空而起,「一箭五星」從大海飛向太空。
此次任務是谷神星一號運載火箭的第15次飛行。當發射成功的訊息傳回北京大本營,星河動力的研發設計團隊並沒有慶祝太久,就啟程赴酒泉,籌備第16次發射。
星河動力所在的經開區榮華南路附近是北京有名的「火箭街區」。十年前,一批有航天「國家隊」經驗的研發人員投身創業,前後成立的藍箭、星河動力、星際榮耀等民營火箭公司不約而同地把落腳點選在了這條街上。「一是挨著我們曾經工作的火箭院,二是亦莊在當時已經有了產業基礎。」星河動力副總裁夏東坤回憶。
離開了「國家隊」,大家很快發現商業航天很不同,最大特點就是公司要做的事完全由市場決定。當時,中國湧現出一批微小衛星企業。這些衛星重量不大,軌域、時間視窗、套用模式也與傳統衛星不同,更適合規模較小的火箭。
於是,創立之初,星河動力就啟動了谷神星一號的研制,火箭直徑只有1.4公尺,全長約20公尺,更靈活、成本也更低。「火箭不能僅靠融資存活,而是要滿足市場需求。」夏東坤解釋,這就得透過實作「航班化發射」,不斷降低發射成本,從而真正跑通商業迴圈。
2020年11月,谷神星一號先發成功,隨後,發射密度越來越高。「2020年、2021年是每年1次發射,2022年是2次、2023年就到了7次,今年我們預計將發射10次。」夏東坤說。谷神星一號也實作了中國民營火箭的首次高密度「航班化發射」,最快十幾天就能發射一次。
把視野投射到整條「火箭街區」,全國成功發射的8個型號商業火箭中,有6型在亦莊,這裏聚集了全國75%的商業火箭企業。「除了火箭企業外,亦莊還聚集了一批衛星、航天材料、航天機電制造等企業,產業生態基本完善。」經開區智慧制造局副局長李挺說,一批衛星套用企業也在加速落地,聚焦通訊、導航、遙感等領域,在數據、系統、終端等產品服務上不斷創新。
技術創新探索永無止境
星空浩瀚,探索永無止境。谷神星一號「航班化發射」不斷提速的同時,能重復使用50次的智神星一號火箭也已經為飛向太空做最後的沖刺。
可重復使用火箭是世界航天產業發展和國際商業航天競爭的前沿方向,能滿足國內大型衛星互聯網星座建設及天地運輸往返任務的高增長、低費用的需求。「然而,中國商業運載火箭在可重復使用的工程套用上還有技術瓶頸需要突破。掌握該技術後,商業航天的綜合成本將顯著下降。」李挺解釋。
為此,北京已經在亦莊對可重復使用火箭進行技術布局,在星箭研制、關鍵技術攻關、產業空間布局、政策先行先試、產品示範套用等方面明確了未來發展方向。
精心培育下,可重復使用火箭有望迎來「集團軍」式突破。去年,由藍箭航天自主研發的朱雀二號遙二火箭成功發射,成為全球首枚入軌的液氧甲烷火箭,也象征著火箭距可重復使用又進了一步。「可重復使用火箭對商業航天來說是個臨界點。這個臨界點發生之前,我們和國際最頂尖公司的差距是拉大的,臨界點之後我們有條件縮小差距。」藍箭航天CEO張昌武透露,藍箭將在2025年實作具備商業化交付能力的回收,2026年實作可重復使用。
在民營火箭公司,一分錢都要掰成兩半花。特別是研發攻關的關鍵期,對資金的需求快速增長,單憑企業「硬扛」,勢必會影響技術突破的進展。為此,2023年1月,經開區管委會出資設立政府投資引導基金,其中產業升級股權投資基金所投的第一個計畫就是藍箭航天,註入了1.5億元。
走過10年,北京商業航天也迎來更高水平的布局。市經信局相關負責人介紹,升級版的「火箭大街」已經在亦莊開建,將為商業航天企業提供靜力、分離、模態、3D打印等十余項試驗及共享制造服務;海澱區也正積極打造「星谷」產業空間品牌,依托中國航天城的區位優勢,新建集研發制造於一體的「衛星小鎮」,形成「一城一鎮多園」布局。政策支持方面,市經信局等部門首創了商業航天發射保險貼費政策,已支持了數十個計畫,為商業航天發展營造了良好政策環境。
「群星」閃耀催生太空經濟
在四川大涼山區,茂密的山林間留下了電力巡檢人員用腳蹚出的一條路。傳統的電力巡檢主要依賴人工,巡檢人員需要翻山越嶺,克服重重困難,勞動強度巨大。無人機巡檢的發展大大減輕了巡檢工人的負擔,但在山區等復雜地形中,仍然存在著訊號遮擋、數據傳輸延遲遺失等問題,影響無人機巡檢作業。
平板電腦大小,重量僅兩千克——將這樣一塊堪比「衛星網路路由器」的Ka頻段輕小型相控陣終端裝上無人機後,無人機拍攝到的高畫質視訊畫面便很清晰地透過衛星鏈路回傳到了遠端的指揮中心,解決了此前因訊號盲區造成的難題。這就得益於衛星互聯網的建設。
什麽是衛星互聯網?在人們普遍依賴手機體驗智慧生活的今天,仍然有一些地面行動通訊網路無法覆蓋的場景,比如人跡罕至的荒漠、海洋深處、高山叢林、中高空域等。而依托一顆顆衛星共同組成的衛星星座,衛星互聯網可以把網路搬上太空,再將電波傳向全球,從而突破地表地貌限制,真正做到全球無死角的網路覆蓋。
北京的商業衛星企業還將服務送出了國門。今年5月,銀河航天與曼谷高校合作,在泰國實作低軌衛星互聯網寬頻通訊網路試驗驗證,這也是中國低軌寬頻衛星互聯網首次出海。
萬裏蒼穹中星星點點的人造衛星,也為衛星營運服務商創造了商機。從事衛星測控的北京企業航天馭星,就在潛力巨大的太空經濟中尋找到了發展新機遇——為全球的衛星企業提供衛星安全管理、衛星頻率協調、發射授權申請、衛星在軌營運管理等服務。
「一顆衛星造價往往高達數億元甚至數十億元,一旦出現燃料不足、天線故障或是碎片碰撞等問題,就可能導致衛星報廢,損失巨大。」航天馭星負責人介紹,其公司的角色之一就如同衛星界的4S店,對在軌衛星進行維修。
透過遙感衛星數據監測農作物長勢,從而為保險公司提供風險預警、為山區海上等偏遠區域作業提供「太空Wi-Fi」、給日漸擁堵的太空交通提供碰撞預警服務……隨著人類的創新腳步逐漸邁向廣闊的蒼穹,一個個挑戰人們想象力的新服務、新產業正在不斷萌發與生長。
目前,北京已形成「南箭北星」的商業航天發展格局。在「南箭北星」中「北星」的主要承載地海澱,集聚了微納星空等商業衛星制造企業,初步形成涵蓋衛星研制、地面站與終端裝置、衛星測控、衛星營運、「通導遙」套用等除火箭發射外的全產業鏈生態體系。在南部的經開區、大興區,集聚了商業火箭研發制造企業,形成「南箭」產業集群。
市科委、中關村管委會相關負責人介紹,本市將加速星箭關鍵核心技術攻關,推動火箭大街、衛星小鎮等商業航天特色產業園區建設,並充分發揮人工智慧、大數據、區塊鏈、6G等優勢技術力量,聯合相關套用部門把衛星套用場景作為推動產業創新發展的突破口,加快形成商業航天產業集群。
專家點評
北京航空航天大學宇航學院院長王偉宗:
前景廣闊將形成新的經濟增長點
商業航天被認為是新質生產力,是因為其具備廣闊的技術放射線面,涉及火箭制造、衛星制造、地面裝置制造等技術,能夠推動新一代資訊科技、高端裝備制造、新能源、新材料等高精尖技術產業的發展。北京航空航天大學宇航學院院長王偉宗表示,隨著全球對通訊、導航、遙感等衛星套用需求不斷增加,商業航天前景廣闊,能有效激發市場活力。
王偉宗認為,商業航天能夠顯著降低發射成本,透過火箭回收技術和可重復使用技術,使航天服務更加經濟實惠;同時,也能推動通訊技術革新,促進微小衛星和立方星技術普及,使衛星制造和發射成本大幅下降,進而實作低軌衛星網路建設,推動全球通訊技術的革新,提供更快、更廣覆蓋的互聯網服務。
王偉宗說,商業航天對產業的帶動作用明顯:在上遊,可推動航天器設計與制造、材料與技術創新等領域的發展;在中遊,能促進火箭發射服務、地面裝置制造等環節的協同發展;在下遊,可推動衛星套用服務在通訊、遙感、導航等領域的套用,形成新的經濟增長點。
王偉宗表示,在激烈的國際商業航天競爭中,北京可以構建更加完善的創新生態系,推動產學研深度融合,形成央地協同、校企聯動的航天基礎設施公共服務體系;引進和培養更多高端航天技術人才,建立完善的人才培養體系,提升科研和創新能力;積極開拓國際市場,推動北京商業航天企業參與全球航天計畫,提升國際影響力。
超級鏈
商業航天是利用商業模式營運的航天活動,以市場的方式開展航天技術和服務的研發、制造、發射和套用。2014年,【國務院關於創新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見】出爐,鼓勵民營資本進入航天領域。與傳統由政府主導的航天活動不同,商業航天更加註重市場需求和經濟效益,強調透過商業化運作來降低航天活動的成本,提高服務效率。
來源:北京日報
記者:曹政,孫奇茹
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