【簡介:】近年國內(nèi)商業(yè)航天的火爆似乎超乎所有人的想象,各種商業(yè)航天企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn),不少都要爭當(dāng)“中國的SpaceX”。但在一片繁榮之下,還有些本質(zhì)的東西需要厘清,不過俗話說的好—
近年國內(nèi)商業(yè)航天的火爆似乎超乎所有人的想象,各種商業(yè)航天企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn),不少都要爭當(dāng)“中國的SpaceX”。但在一片繁榮之下,還有些本質(zhì)的東西需要厘清,不過俗話說的好——忠言逆耳,即使預(yù)料到可能會挨罵,有點長,你慢慢看。
一、商業(yè)航天的定義
商業(yè)航天的定義較多,根據(jù)美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)的定義,商業(yè)航天活動是指按照市場規(guī)則配置技術(shù)、資金、人才等資源要素,以盈利為目的的航天活動。按照以上概念,與我國的傳統(tǒng)航天相比,商業(yè)航天更加強調(diào)市場競爭、盈利以及商業(yè)化的市場行為。
商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)涵蓋范圍廣、包括運載火箭研制與制造、衛(wèi)星研制與制造、衛(wèi)星運營及應(yīng)用、地面設(shè)備制造與服務(wù)等多個領(lǐng)域。
二、發(fā)展商業(yè)航天的必要性
傳統(tǒng)的航天往往始于國家意志,在市場經(jīng)濟發(fā)展的今天,航天產(chǎn)業(yè)在國家經(jīng)濟發(fā)展、軍事建設(shè)以及不斷增強的太空經(jīng)濟活動的需求下,顯得越來越重要。從美國商業(yè)航天的發(fā)展結(jié)果來看,發(fā)展商業(yè)航天具有非常重要的現(xiàn)實意義。
1)商業(yè)航天是人類沖出地球的必由之路
縱觀人類的發(fā)展史,從爬行到行走、從陸地到海洋、從空中到空間,人類必將走出地球,邁向遙遠(yuǎn)的星球。
航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一定程度,體量越來越大,單純依靠國家投入已經(jīng)無法承擔(dān)從地面走向近地空間,再走向深空的人類活動。發(fā)展商業(yè)航天是解決這一限制的必有之路。
2)商業(yè)航天是軍民融合發(fā)展戰(zhàn)略的具體體現(xiàn)之一
軍民融合的發(fā)展戰(zhàn)略可以合理配置和有效利用各種資源,實現(xiàn)國防建設(shè)和經(jīng)濟建設(shè)良性互動,有效地避免軍民重復(fù)建設(shè)、分散建設(shè),最大限度地節(jié)約資源,提高國家整體建設(shè)效益,確保實現(xiàn)富國強軍的統(tǒng)一。
航天產(chǎn)業(yè)作為國防軍工建設(shè)的重要一極,通過商業(yè)化的方式發(fā)展航天,是軍民融合發(fā)展戰(zhàn)略的具體體現(xiàn)之一。
3)商業(yè)航天是軍工院所改制的結(jié)果
軍工科研院所起源于計劃經(jīng)濟年代,采取事業(yè)單位的管理制度,在當(dāng)前市場經(jīng)濟大環(huán)境下,事業(yè)制的軍工科研院所逐漸顯現(xiàn)出一些管理體制的局限性,只有盡快、有序改制為企業(yè),才能夠盤活存量資產(chǎn)、引入市場競爭,從而加快科技成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益。
科研院所改制給商業(yè)航天的發(fā)展帶來市場發(fā)展因素,是其改制必然的結(jié)果。
三、商業(yè)航天的發(fā)展現(xiàn)狀及美國發(fā)展經(jīng)驗
近年來,國外商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,一批創(chuàng)新性強的商業(yè)航天公司脫穎而出,航天商業(yè)化進程在航天運輸、空間應(yīng)用等領(lǐng)域拓展,其中尤其是美國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。
3.1 美國商業(yè)航天發(fā)展
美國商業(yè)航天的發(fā)展是隨著航天的政府主導(dǎo)轉(zhuǎn)向政府主導(dǎo)與向政府采購并行而逐漸發(fā)展起來的,而商業(yè)航天公司從最初近地軌道的空間活動逐漸向深空方向發(fā)展。
從1962年美國頒布《國家通信衛(wèi)星法》為衛(wèi)星通信系統(tǒng)的商業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)開始,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,美國在商業(yè)航天領(lǐng)域已建立起健全的政策法律,形成了涵蓋火箭發(fā)射、衛(wèi)星制造、衛(wèi)星應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)的完整商業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。同時,在發(fā)展的過程中培養(yǎng)了大量具有工程經(jīng)驗的航天人員。
對于現(xiàn)在的SpaceX而言,型號并非最寶貴的遺產(chǎn),而是這些已有豐富經(jīng)驗的研發(fā)、制造、發(fā)射團隊
在商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展方面,在運載火箭、衛(wèi)星制造以及衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的各個環(huán)節(jié)已形成多家私營企業(yè)良性競爭的局面。除了老牌航天傳統(tǒng)企業(yè)以外,在火箭發(fā)射環(huán)節(jié),誕生了SpaceX、OrbitalSciences等企業(yè),已成功完成多次火箭發(fā)射商業(yè)合同;在衛(wèi)星制造產(chǎn)業(yè),有OneWeb、DigitalGlobe、PlanetLabs等公司;衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域,產(chǎn)生了OneWeb、OrbitalInsight、SkyboxImaging等公司。
美國部分商業(yè)航天公司
3.2 國內(nèi)商業(yè)航天發(fā)展
隨著國外商業(yè)航天公司的興起,自2015年國內(nèi)在火箭研發(fā)、衛(wèi)星制造、衛(wèi)星應(yīng)用等領(lǐng)域在政策上向民間資本開放以來,國內(nèi)商業(yè)航天公司如雨后春筍般的出現(xiàn),如表所示。
國內(nèi)部分商業(yè)航天公司
與美國商業(yè)航天的發(fā)展現(xiàn)狀對比,除了國有背景的商業(yè)航天公司,如科工火箭公司、長光衛(wèi)星公司,其他民營商業(yè)航天公司都處在技術(shù)積累的初始階段,在運載火箭領(lǐng)域尚不具備發(fā)射火箭入軌的能力,在衛(wèi)星制造領(lǐng)域能自主研發(fā)并進入軌道正常運行的微納衛(wèi)星也寥寥無幾,而且都是立方星。暫不考慮其他原因,最關(guān)鍵的是我國目前沒有一條完整的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈以及缺乏有經(jīng)驗的航天工程師。
另外,通過對上述商業(yè)航天公司的業(yè)務(wù)以及已公開的技術(shù)方案來看,市場上絕大多數(shù)的民營商業(yè)公司,主要聚焦在系統(tǒng)的總體集成方面,鮮有企業(yè)去關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈下游配套的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,同時與現(xiàn)役部分運載火箭存在同質(zhì)競爭的無序發(fā)展局面。
3.3 美國商業(yè)航天發(fā)展的經(jīng)驗
航天產(chǎn)業(yè)的特征決定了它是一個高技術(shù)、高投入、高風(fēng)險、長周期的產(chǎn)業(yè),通過分析美國商業(yè)航天的發(fā)展過程,總結(jié)以下經(jīng)驗供我國借鑒。
1) 不斷完善的法律政策為商業(yè)航天提供行為準(zhǔn)則和法律政策支持
美國政府為支持商業(yè)發(fā)射的發(fā)展,從上世紀(jì)70年代就開始制訂和頒布了一系列相關(guān)的法律法規(guī)和政策,為火箭發(fā)射、衛(wèi)星制造及衛(wèi)星應(yīng)用等領(lǐng)域的商業(yè)化提供了行為準(zhǔn)則以及有力的法律和政策支持。特別是近20年,完善的政策法規(guī),催生了一大批商業(yè)航天公司,SpaceX、藍(lán)色起源、OneWeb等公司獲得了發(fā)展機遇。
商業(yè)航天發(fā)展的政策與法律
2) 政府購買航天服務(wù)支持商業(yè)航天公司發(fā)展
美國政府為支持商業(yè)航天公司的發(fā)展,制定了一系列支持商業(yè)航天發(fā)射和運輸?shù)馁Y助計劃,包括商業(yè)軌道運輸服務(wù)(COTS)、商業(yè)補給服務(wù)(CRS)、商業(yè)載人開發(fā)計劃(CCDev)、商業(yè)載人綜合能力(CCiCAP)、認(rèn)證產(chǎn)品合同(CPC)、商業(yè)乘員運輸能力(CCtCap)等。
SpaceX等商業(yè)航天公司獲得這些商業(yè)合同,獲得大量經(jīng)費,繼續(xù)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。據(jù)FAA數(shù)據(jù)統(tǒng)計,SpaceX到2016年獲得NASA授予的商業(yè)合同金額超過46億美元。
NASA一系列商業(yè)合同的成果——左下角的除外
3) 商業(yè)航天的發(fā)展是一個長期的過程,美國航天70多年的發(fā)展,不但形成了發(fā)展商業(yè)航天完備的產(chǎn)業(yè)鏈,還培養(yǎng)了發(fā)展商業(yè)航天的人才技術(shù)儲備
從1962年頒布了《國家通信衛(wèi)星法》開始,到2015年來頒布的《鼓勵私營航空航天競爭力與創(chuàng)業(yè)法》,美國商業(yè)航天今天的蓬勃發(fā)展,是半個多世紀(jì)不斷發(fā)展的結(jié)果,并非外界所說的十年二十年的發(fā)展,因此商業(yè)航天的發(fā)展是一個循序漸進的過程。
在這個過程中,美國在運載火箭、衛(wèi)星、載人航天、航天飛機、深空探測等多個領(lǐng)域開展了眾多的航天計劃,大大促進了航天技術(shù)的進步與發(fā)展,并在各個環(huán)節(jié)形成多家私營企業(yè)互相競爭的局面,形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈。同時,美國航天的發(fā)展為商業(yè)航天的發(fā)展不但為商業(yè)航天的發(fā)展積累了技術(shù),還為商業(yè)航天的發(fā)展提供了完備的人才儲備。
4)為降低成本和縮短研制周期,商業(yè)航天公司高度重視技術(shù)創(chuàng)新、新技術(shù)應(yīng)用以及研制模式和管理模式的創(chuàng)新
以運載火箭為例,從國外已經(jīng)公開的產(chǎn)品方案來看,商業(yè)航天公司非常重視技術(shù)創(chuàng)新和新技術(shù)的應(yīng)用,如SpaceX公司在技術(shù)集成的基礎(chǔ)上進行集成創(chuàng)新、火箭實驗室(Rocket Lab)采用的電動泵火箭發(fā)動機、ARCA航天公司采用氣動塞式噴管發(fā)動機的火箭方案、向量空間系統(tǒng)公司(Vector Space System)的擠壓式發(fā)動機、西班牙Zero2infinity公司采用的三級并聯(lián)構(gòu)型等等。
在研制模式和管理模式上,SpaceX公司采用“研制-試驗-改進”的方案,以低成本、高可靠為目標(biāo),在盡量短的時間內(nèi)研制可以飛行并提供發(fā)射服務(wù)的運載火箭、飛船等產(chǎn)品,比如獵鷹9從Block1版本到最新的Block5版本,經(jīng)過幾輪循環(huán)迭代,火箭各項性能指標(biāo)越來越好、性價比越來越高。
5)政府向商業(yè)航天公司開放航天基礎(chǔ)設(shè)施
SpaceX崛起過程中,受益了NASA和美國空軍給予的技術(shù)扶持和轉(zhuǎn)讓。另外,在輸出技術(shù)的同時,美國政府與軍方的里根試驗中心發(fā)射場、卡納維拉爾角肯尼迪航天中心以及范登堡空軍基地的SLC-40發(fā)射場提供給SpaceX用于發(fā)射獵鷹火箭。
曾用于土星五號和航天飛機發(fā)射的LC-39A發(fā)射臺也已租借給SpaceX
6) 衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展是拉動運載火箭和衛(wèi)星商業(yè)化發(fā)展的主要因素
從商業(yè)航天經(jīng)濟結(jié)構(gòu)來看,衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟規(guī)模占整個商業(yè)航天經(jīng)濟規(guī)模的70%以上。衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,是推動運載火箭和衛(wèi)星商業(yè)化發(fā)展的主要因素。
四、中國商業(yè)航天的發(fā)展路徑及發(fā)展重點
4.1 中國商業(yè)航天的發(fā)展路徑
對比中美兩國商業(yè)航天各方面的情況,兩者之間的差異如表所示。從發(fā)展現(xiàn)狀來看,中美兩國商業(yè)航天的發(fā)展基礎(chǔ)差距較大,美國商業(yè)航天的迅猛發(fā)展得益于三個因素:一是完善的商業(yè)航天法律法規(guī);二是政府對航天基礎(chǔ)設(shè)施的開放和對航天服務(wù)的購買;三是成熟的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈和大量的市場化航天人才。
美國商業(yè)航天快速發(fā)展的前兩個因素屬于政策和法規(guī),在這方面我國政府也正在制定并出臺相關(guān)政策法規(guī)。相比第三個因素,我國傳統(tǒng)航天產(chǎn)業(yè)鏈和人才自成體系,基本封閉在體制之內(nèi)。
因此,從我國商業(yè)航天發(fā)展現(xiàn)狀以及美國商業(yè)航天發(fā)展的幾個重要因素的對比來看,我們認(rèn)為中國商業(yè)航天實現(xiàn)快速發(fā)展的途徑是將60多年來積累的技術(shù)體系、產(chǎn)品體系、人才體系等傳統(tǒng)航天基礎(chǔ)快速的轉(zhuǎn)化成商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈體系和人才體系,實現(xiàn)商業(yè)模式、研制流程、供應(yīng)體系的再造,以適應(yīng)商業(yè)航天發(fā)展的需求。
基于這一點,我們判斷國家隊是中國商業(yè)航天的主力軍,商業(yè)航天的發(fā)展就是傳統(tǒng)航天企業(yè)轉(zhuǎn)為化商業(yè)航天企業(yè)的過程。民營航天企業(yè)對自己的角色一定要有清晰的認(rèn)識,商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的補充、補充、補充!
4.2 商業(yè)航天的發(fā)展重點
中國航天在自力更生、艱苦奮斗的道路上,從前蘇聯(lián)P-2導(dǎo)彈的彷制開始,歷經(jīng)60余年,從無到有、從小到大,建成了種類齊全、體系配套完整的航天工業(yè)體系,在運載火箭及發(fā)射服務(wù)、衛(wèi)星及其應(yīng)用、載人航天、深空探測等方面取得了世界矚目的成就。
在運載火箭方面,我國有三個運載火箭總體設(shè)計單位,目前在役型號多達近20個,實現(xiàn)了從低軌到高軌、從常溫到低溫、從串聯(lián)到捆綁、從單星到多星、從無人到載人的突破發(fā)展;在衛(wèi)星設(shè)計方面,成規(guī)模的衛(wèi)星設(shè)計總體單位有8家,研制了返回式遙感衛(wèi)星系列、“東方紅”通信廣播衛(wèi)星系列、“風(fēng)云”氣象衛(wèi)星系列、“實踐”科學(xué)探測與技術(shù)試驗衛(wèi)星系列、“資源”地球資源衛(wèi)星系列和“北斗”導(dǎo)航定位衛(wèi)星系列等衛(wèi)星。但從產(chǎn)品的技術(shù)水平和性能來說,我們距離航天強國還有一定的距離。
從實際情況來看,不管是運載火箭研制及發(fā)射服務(wù),還是衛(wèi)星研制及制造,我國并不欠缺,甚至可以說過剩的,因此發(fā)展商業(yè)航天必須考慮這一現(xiàn)實問題。與世界航天強國相比,用一句比較通俗的語言來表述,就是“別人能造的我們都能造,別人有的我們都有了”,在產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術(shù)性能、創(chuàng)新能力等方面,距離航天強國的目標(biāo)差距較大。
正如以上所述,我國的航天產(chǎn)品在技術(shù)水平和性能上與航天強國有相當(dāng)?shù)牟罹?,因此我們認(rèn)為我國發(fā)展商業(yè)航天以圍繞這一核心問題開展,而不是另起爐灶,重復(fù)建設(shè)一套航天工業(yè)體系,復(fù)制類似產(chǎn)品,在市場上無序競爭。
綜上所述,我國商業(yè)航天應(yīng)解決的主要問題如下:
1)提高產(chǎn)品性能
①運載火箭性能及發(fā)射服務(wù)價格
近年來,美國SpaceX公司通過技術(shù)集成創(chuàng)新和新技術(shù)應(yīng)用,大幅降低了火箭發(fā)射服務(wù)費用,目前其全球商業(yè)發(fā)射市場份額已達30%以上。與其相比,我國長征系列運載火箭已不具備競爭優(yōu)勢,目前主要以國內(nèi)發(fā)射服務(wù)市場為主。另外在運載效率、發(fā)動機性能、結(jié)構(gòu)系數(shù)等反應(yīng)火箭性能的指標(biāo)或參數(shù)方面,與國外同類運載火箭也無優(yōu)勢。
因此,對于運載火箭的商業(yè)發(fā)展來說,其重點是通過商業(yè)化發(fā)展方式,促進技術(shù)創(chuàng)新、提高火箭性能,進一步降低發(fā)射服務(wù)價格,提升運載火箭的競爭力,擴大全球發(fā)射市場份額。
②在衛(wèi)星研制及制造方面
自1970年4月我國發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”以來,覆蓋了通信、導(dǎo)航、海洋、氣象、遙感等種類的衛(wèi)星。但與國外先進水平相比,衛(wèi)星性能指標(biāo)差距仍然較大:在總體指標(biāo)方面,如壽命短、供電能力弱等;在成本方面,達到同等性能的成本較高;在制造方面,如集成度較低、制造一致性較差等。
衛(wèi)星性能的差距,具體反映在性能參數(shù)方面,實則體現(xiàn)在系統(tǒng)設(shè)計能力、芯片、材料以及工業(yè)基礎(chǔ)等方面。
因此,對于衛(wèi)星研制及制造方面,商業(yè)航天的發(fā)展應(yīng)圍繞衛(wèi)星性能的提升以及技術(shù)創(chuàng)新等方面。同時,與運載火箭一樣,衛(wèi)星在降本增效方面也有很大的空間。
2)衛(wèi)星應(yīng)用
經(jīng)過多年發(fā)展,廣播通信、導(dǎo)航、對地觀測已廣泛用于經(jīng)濟、科技、文化和國防建設(shè)各個領(lǐng)域,取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。但從總體層面上看,產(chǎn)業(yè)仍然處于產(chǎn)業(yè)鏈不完整、“好用的用不起,用的起的不好用”、應(yīng)用深度不足等現(xiàn)實問題。
對于衛(wèi)星應(yīng)用來說,目前主要體現(xiàn)在廣播通信、導(dǎo)航等方面,與國外相比,商業(yè)應(yīng)用明顯不足,商業(yè)航天要解決的是完善產(chǎn)業(yè)鏈、應(yīng)用領(lǐng)域拓展、產(chǎn)業(yè)深度挖掘以及對經(jīng)濟發(fā)展的推動和發(fā)展。
3)創(chuàng)新
近年來,航天科技集團以“建成國際一流大型航天企業(yè)集團、推動航天強國建設(shè)、成為國家科技創(chuàng)新的排頭兵”的三大戰(zhàn)略目標(biāo),以推進“兩個體系、兩個機制”建設(shè)為抓手,在全面深化改革上自我加壓,通過改革創(chuàng)新贏得紅利、獲得發(fā)展。”
在當(dāng)前軍民融合發(fā)展和科研院所改制的大環(huán)境下,中國商業(yè)航天應(yīng)該借鑒美國商業(yè)航天的發(fā)展經(jīng)驗,加大航天系統(tǒng)工程管理體系、新技術(shù)創(chuàng)新體系、成果轉(zhuǎn)化機制以及人才發(fā)展機制的創(chuàng)新力度,在實踐中推進“兩個體系、兩個機制”的建設(shè)。
五、小結(jié)
美國商業(yè)航天發(fā)展的過程和結(jié)果反應(yīng)了其內(nèi)在擁有完整的“國家主導(dǎo)、民為軍用、以軍帶民”的商業(yè)航天發(fā)展體系,商業(yè)航天公司與政府之間形成了正面的閉環(huán)反饋。商業(yè)航天公司通過為政府或商業(yè)客戶提供廉價可靠的基礎(chǔ)航天服務(wù)盈利,而政府則通過訂單、項目合作和資金支持等方式對商業(yè)航天企業(yè)的技術(shù)研發(fā)及運營予以扶持。
從商業(yè)航天的發(fā)展現(xiàn)狀以及中國兩國商業(yè)航天發(fā)展內(nèi)在因素的差異來看,我們判斷國家隊是中國商業(yè)航天的主力軍,比較符合國情的商業(yè)航天發(fā)展途徑就是將傳統(tǒng)航天企業(yè)轉(zhuǎn)為化市場化的商業(yè)航天企業(yè),民企航天企業(yè)作為市場補充者存在。