商業(yè)航天,一般指以市場化方式提供航天產(chǎn)品和服務的產(chǎn)業(yè),涵蓋火箭發(fā)射、衛(wèi)星應用、太空旅游等領域。
進入2025年,朱雀三號、天龍三號、引力二號、雙曲線三號、智神星一號等一批新型號商業(yè)火箭將按計劃迎來首發(fā);中國版“星鏈”計劃千帆星座、GW星座等持續(xù)升空;海南商業(yè)航天發(fā)射場進入常態(tài)化發(fā)射階段并建設二期工程……
火箭、衛(wèi)星、發(fā)射場是商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)“三大件”。隨著國內首個商業(yè)航天發(fā)射場投入使用,中國商業(yè)航天板塊補齊最后一塊拼圖。
一度“高冷”的航天技術,如今正在借著商業(yè)力量走進千家萬戶、千行百業(yè),不斷拓寬應用場景。
長征八號遙六運載火箭與海南商業(yè)航天發(fā)射場一號發(fā)射工位合體。(海南商發(fā)供圖)
(一)商業(yè)航天爆發(fā)“奇點”來臨
過去一年,美國SpaceX星艦火箭再次試飛,中國藍箭航天朱雀三號完成10公里級垂直起降返回飛行試驗,歐洲初創(chuàng)企業(yè)競相推出可重復使用火箭計劃……
全球商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)正加速成長,成為大國競逐的新焦點。
中國是快速崛起的“新星”。2025年,我國有多款可回收火箭計劃首飛;衛(wèi)星方面,千帆星座及GW星座等巨型星座持續(xù)發(fā)射升空,小衛(wèi)星需求爆發(fā)式增長。據(jù)預計,中國商業(yè)航天市場規(guī)模今年將突破2.5萬億元。
被業(yè)內稱為“中國商業(yè)航天元年”的代表性年份,要往前推10年。
2015年,《國家民用空間基礎設施中長期發(fā)展規(guī)劃(2015—2025年)》出臺,首次提出鼓勵社會資本步入航天領域。
此后,藍箭航天等民營商業(yè)航天企業(yè)相繼成立,一批創(chuàng)業(yè)者涌入這一新興領域。長光衛(wèi)星研發(fā)的“吉林一號”組星成功發(fā)射,開創(chuàng)了我國商業(yè)衛(wèi)星應用先河。
2024年,中國商業(yè)航天迎來爆發(fā)“奇點”。
商業(yè)航天首次作為“新增長引擎”寫入當年的政府工作報告,北京、上海等地相繼出臺專項支持政策和行動計劃,加碼布局商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)。一時間,上百億元社會資本涌入。
在北京城南的亦莊,聚集了160多家空天企業(yè),商業(yè)火箭整箭研制企業(yè)數(shù)量占全國75%;而城北的海淀區(qū),有眾多商業(yè)衛(wèi)星制造、測運控和運營企業(yè)。這一南一北兩塊區(qū)域,匯聚了200多家重點企業(yè),核心研發(fā)單位占全國一半以上。
北京經(jīng)開區(qū)建設“北京火箭大街”商業(yè)航天共性科研生產(chǎn)基地,成立可重復使用火箭技術創(chuàng)新中心,中關村也創(chuàng)立了商業(yè)航天聯(lián)盟,兩年來為商業(yè)航天安排投資超過40億元。
政策就像催化劑,激活了商業(yè)力量走向“星辰大海”的鏈式反應。
當年9月,朱雀三號在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心完成10公里級垂直起降返回飛行試驗,這款采用液氧甲烷動力的火箭,被譽為商業(yè)火箭的“綠色標桿”。
同年,“云遙氣象星座”衛(wèi)星相繼發(fā)射升空,計劃于2026年底前全部完成組網(wǎng),將形成全球高分辨率、高精度、全尺度的大氣層、電離層探測系統(tǒng)。
截至目前,中國商業(yè)航天企業(yè)數(shù)量迅猛增至500余家,在軌衛(wèi)星數(shù)量不斷攀升。
一系列的技術突破,則是商業(yè)航天興起的又一大推力。
將要發(fā)射的東方空間“引力二號”液體可回收火箭,可將500公里太陽同步軌道運力提升到15至20噸;
航天宏圖自主研發(fā)的PIE-Engine天權大模型,實現(xiàn)了遙感影像智能解譯、智能增強和三維重建;
星河動力、藍箭航天等多家商業(yè)火箭公司通過3D打印技術,大幅提升了發(fā)動機部件的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性。
賽迪研究院不久前發(fā)布的《“十五五”商業(yè)航天發(fā)展思路與路徑》報告認為,中國商業(yè)航天全產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)快速發(fā)展,并有望在“十五五”末或“十六五”時期迎來成熟期。
“未來3年內,中國商業(yè)航天將迎來高光時刻??苫厥栈鸺夹g成熟,運輸成本降至每公斤3萬元以下。”藍箭航天創(chuàng)始人、CEO張昌武作出預測。這家公司是國內首家取得全部準入資質的民營運載火箭企業(yè),2018年實現(xiàn)國內首次民營運載火箭發(fā)射。
大量新的應用場景加速涌現(xiàn):
在今年2月舉行的北京市商業(yè)航天高質量發(fā)展大會上,北京亦莊星箭公司職工王翹楚的手機,連接到正在上空過境的銀河航天低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星,將北京火箭大街項目建設現(xiàn)場畫面實時回傳至大屏幕。
進了山區(qū)信號差?隨著大量衛(wèi)星被快速、批量和低成本地制造出來并發(fā)射升空,“低軌衛(wèi)星星座”按計劃逐步組網(wǎng),山區(qū)等通信欠發(fā)達區(qū)域老百姓的上網(wǎng)通信需求將被滿足。
春耕時節(jié),安徽農(nóng)戶張東林學會了“衛(wèi)星種田”的新把式——坐在家中打開手機,即可看到土壤墑情數(shù)據(jù)變化。商業(yè)SAR衛(wèi)星以彩色熱力圖,直觀顯示出田地里水分分布情況。依據(jù)衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù),老張通過手機端遙控智能噴灌設備,讓缺水區(qū)域“精準補水”。
天氣預報也離不開商業(yè)衛(wèi)星的身影。云遙氣象星座每天可向中國氣象局提供約1.5萬條掩星廓線產(chǎn)品,及時進行數(shù)值預報、全球臺風監(jiān)測。
專注于夜光遙感的“珞珈一號”科學實驗衛(wèi)星仿佛“夜空之眼”,為用戶繪制出一幅“夜經(jīng)濟熱力圖”。
……
豐富的應用場景也推動了商業(yè)航天提速向新發(fā)展:
賽迪研究院商業(yè)航天首席研究員楊少鮮表示,開啟太空新基建時代,“航天+”等新業(yè)態(tài)正在萌芽,太空旅游、商業(yè)探月有望在5至10年內實現(xiàn)政策突破、邁向試驗驗證或商業(yè)運營初期。
從區(qū)域發(fā)展視角看,商業(yè)火箭作為發(fā)展新質生產(chǎn)力的一個抓手,成為一些地方經(jīng)濟新增長極。除“北京火箭大街”外,在安徽蚌埠,深藍航天、九州云箭、凌空動力等企業(yè)已相繼落戶,力爭到2035年形成在長三角區(qū)域具有重要影響力的商業(yè)航天生產(chǎn)制造基地;在山東海陽,以海上發(fā)射母港、火箭總裝制造為龍頭牽引,逐步吸引關聯(lián)產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展,打造商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。
普通人與太空親密接觸,或許已經(jīng)不遠了。
(二)商業(yè)火箭可回收時代開啟
1990年4月,中國首次發(fā)射國外衛(wèi)星,進入國際商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射市場,當時的運載火箭主要是“國家隊”長征家族。30多年后,中國商業(yè)火箭迎來市場的“黃金時代”。
“快響應”和“低成本”的商業(yè)火箭,正是當下中小衛(wèi)星發(fā)射的“生力軍”。
3月21日19時許,甘肅酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,星河動力研制的谷神星一號運載火箭發(fā)射升空,將云遙氣象星座的6顆衛(wèi)星送入太陽同步軌道。
至此,谷神星一號已經(jīng)成功完成18次發(fā)射,將77顆衛(wèi)星送入預定軌道,是中國民營航天領域發(fā)射次數(shù)最多、發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量最多、成功率最高的商業(yè)運載火箭。
“這次飛行任務進一步驗證了商業(yè)火箭企業(yè)運載平臺的穩(wěn)定與可靠。”星河動力創(chuàng)始人、CEO劉百奇說,谷神星一號運載火箭的特點是“小快靈”,其小型化設計不僅降低了成本,還提升了適應性,可滿足越來越多私人企業(yè)或科研機構的小規(guī)模需求。
除了谷神星一號,東方空間的引力一號運載火箭去年1月也在山東海陽近海海域成功發(fā)射,刷新了當時全球固體火箭運力紀錄。作為全球首型全固體捆綁式中型運載火箭,引力一號可支持百公斤級衛(wèi)星“一箭30星”發(fā)射。
不過,劉百奇等商業(yè)火箭發(fā)射市場的代表人物并不滿足于此。星河動力研發(fā)的可重復使用火箭智神星一號將在6月首飛。智神星一號可重復使用約30次,運輸成本將大幅下降。
如果說固體火箭是商業(yè)航天領域的“輕騎兵”,液體可回收火箭就是撐起太空經(jīng)濟的“航空母艦”。它憑借大推力優(yōu)勢突破載荷上限,以回收復用降低成本,是開啟航天工業(yè)規(guī)模化時代的核心引擎。
據(jù)張昌武團隊測算,火箭發(fā)動機通過回收設計,可將單次發(fā)射成本從“億元級”壓減至“千萬元級”,較傳統(tǒng)一次性火箭降低70%,使低軌衛(wèi)星“一箭百星”組網(wǎng)、深空探測器“批量發(fā)射”成為經(jīng)濟可行的商業(yè)方案。
由于需要在地面回收,這種火箭的技術挑戰(zhàn)更大,堪稱航天工程的“精準芭蕾”——通過發(fā)動機二次點火、高精度姿態(tài)控制等技術,讓幾十米高的箭體如“太空直升機”般平穩(wěn)落地。
“火箭需在重返大氣層時承受2000℃高溫燒蝕,依靠發(fā)動機二次點火實現(xiàn)‘逆推減速’,并通過高精度的導航控制完成垂直軟著陸。”安徽九州云箭航天技術有限公司董事長季鳳來說,能否實現(xiàn)可回收的關鍵是火箭發(fā)動機,必須要突破發(fā)動機的深度推力調節(jié)技術及發(fā)動機多次啟動技術。目前,這家公司的“龍云”發(fā)動機研發(fā)已攻克了多次啟動、熱防護材料、箭體姿態(tài)控制等核心技術。
中國商業(yè)火箭企業(yè)正以新型液體火箭發(fā)動機為突破口,推動我國成為全球少數(shù)掌握全流程回收技術的國家。
2024年,藍箭航天完成350米及10公里高度的火箭垂直起降回收驗證試驗,這是可重復使用火箭工程研制的里程碑。他們研發(fā)的朱雀三號預計下半年完成首飛。星際榮耀、深藍航天等多家商業(yè)航天企業(yè)也相繼完成火箭發(fā)動機的垂直起降試驗。
“液體火箭可回收技術的逐步突破,堪稱商業(yè)航天領域的工業(yè)革命,是對傳統(tǒng)一次性火箭發(fā)射模式的顛覆。”在深藍航天CEO霍亮看來,這項技術的核心意義在于將火箭從“消耗品”轉化為“耐用工具”,為萬星組網(wǎng)、深空探測任務提供低成本“太空物流干線”。
(三)“流水線上造衛(wèi)星”
2月22日,中星10R衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,將為共建“一帶一路”國家提供高效的衛(wèi)星網(wǎng)絡傳輸服務。
3月12日,長征八號遙六運載火箭以“一箭十八星”方式將“萬星星座”千帆星座第五批組網(wǎng)衛(wèi)星送入預定軌道,打造萬物互聯(lián)的太空網(wǎng)絡。
4月15日,四維高景三號01星入軌,將在數(shù)字農(nóng)業(yè)、城市信息模型、實景三維等新興市場大顯身手。
……
開年以來,每個月都傳出的商業(yè)衛(wèi)星新動向顯示出,中國商業(yè)衛(wèi)星邁上高密度入軌新臺階。
從2015年國家提出支持商業(yè)衛(wèi)星發(fā)展,到2020年衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)被納入新基建,再到自去年以來各地商業(yè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)加速落地,民營衛(wèi)星企業(yè)掀起一股創(chuàng)新浪潮,推動商業(yè)衛(wèi)星快速入軌的新技術層出不窮。
技術突破并不是商業(yè)航天得以發(fā)展的唯一要領,企業(yè)能否盈利、贏得市場空間更為關鍵。隨著低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設,國內一些商業(yè)衛(wèi)星企業(yè)走上批量化、低成本之路,“流水線上造衛(wèi)星”走進現(xiàn)實。
記者日前走進位于江蘇省的銀河航天南通衛(wèi)星智慧工廠總裝大廳,充滿科技感的生產(chǎn)線正在進行裝配工作。4月1日成功發(fā)射的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術試驗衛(wèi)星中的兩顆,就是這里制造的。
在整星裝配測試區(qū)域,柔順裝配機器人正在進行高效自動裝配工作,制造工程師在傳統(tǒng)工業(yè)機器人的基礎上,創(chuàng)新開發(fā)了機器人柔順力控裝配系統(tǒng)。同時,結合裝配工藝流程,開發(fā)了自動柔順對接算法,實現(xiàn)了人機協(xié)作和自動裝配融合,裝配時間縮短了70%。
借助裝配機器人、智能設備以及數(shù)字化制造系統(tǒng)等尖端技術,工廠打造了100至2000公斤級衛(wèi)星的完整制造鏈條。據(jù)這家工廠的智造研發(fā)工程師張波介紹,該產(chǎn)線可以滿足年產(chǎn)100至150顆中型衛(wèi)星的研制能力,整星研制周期縮短,效率提升了80%,批量“造星”成為現(xiàn)實。
這并非個例。浙江臺州的吉利衛(wèi)星超級工廠采用智能網(wǎng)絡系統(tǒng),使設計、研發(fā)、生產(chǎn)、測試和運行等環(huán)節(jié)協(xié)調推進,經(jīng)過60多道總裝工序,組裝成一顆整星,將衛(wèi)星制造周期縮短至28天,量產(chǎn)速度提升了10倍,生產(chǎn)成本大幅下降。
“在衛(wèi)星制造領域,商業(yè)航天企業(yè)低成本、批量化生產(chǎn)的優(yōu)勢正進一步凸顯,衛(wèi)星的研制正從少量定制模式向批產(chǎn)模式轉變,能夠像生產(chǎn)電腦一樣生產(chǎn)衛(wèi)星已經(jīng)走入現(xiàn)實。”銀河航天首席科學家張世杰說。
新技術突飛猛進,造衛(wèi)星成本降低,讓天上的科技應用便利地上的千家萬戶。
長光衛(wèi)星技術股份有限公司副總經(jīng)理賈宏光說,從單星試驗到星座組網(wǎng),從數(shù)據(jù)采集到智能服務,商業(yè)衛(wèi)星正在實現(xiàn)從“太空基建”到“生態(tài)價值”的商業(yè)躍遷。
城市交通點多、線長、面廣,路網(wǎng)規(guī)模大且結構復雜。利用衛(wèi)星遙感和人工智能技術,可以快速準確提取路網(wǎng)的位置、形狀等信息,為城市路網(wǎng)核查工作帶來便利。
過去勘察種植面積,需要人靠腳力一步步去丈量計算。衛(wèi)星通過獲取植被指數(shù)影像,根據(jù)植被反射不同波段光的比例形成數(shù)據(jù)信息,從而反映出農(nóng)作物的長勢、產(chǎn)量、出苗率等,200平方公里的農(nóng)田僅用半個小時就能獲取全域影像。
遙感技術具有大幅寬、高效率和低成本優(yōu)勢,使得原始森林監(jiān)測成為可能,極大地提高了監(jiān)測效率,減輕了工作壓力,降低了工作危險。
通過遙感考古,工作人員可以將視線拉高,看到遺址的全貌,得到一張總體的全局圖。
抬頭仰望星空,“吉林一號”星座的117顆衛(wèi)星,在俯瞰地球的同時,也實時記錄著農(nóng)作物的生長變化情況;粵港澳大灣區(qū)航天宏圖的雷達衛(wèi)星,每6小時掃描一次海岸線,其對臺風路徑預測的精度可達百米級……
無論是飛機、船舶、偏遠的礦區(qū),還是無人區(qū),在不遠的將來都可以通過衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與地面通信網(wǎng)絡進一步融合,逐步形成天地一體、融通發(fā)展的立體化通信網(wǎng)絡。
滿天星斗間,商業(yè)智慧熠熠生輝。
(四)發(fā)射場實現(xiàn)0的突破
“首發(fā)成功!我們自己的商業(yè)航天發(fā)射場!”
2024年11月30日,海南文昌東南沿海,長征十二號運載火箭尾部噴射出熊熊火焰,在海南商業(yè)航天發(fā)射場拔地而起,在陣陣歡呼聲中直沖霄漢?,F(xiàn)場的人們紛紛舉起手機,記錄著中國商業(yè)航天發(fā)射場從0到1突破的瞬間。
在不少業(yè)內人士看來,過去近10年中國許多商業(yè)衛(wèi)星、火箭公司如雨后春筍般涌現(xiàn),卻唯獨少了商業(yè)航天發(fā)射場這一基礎設施,以致部分商業(yè)火箭、衛(wèi)星“有勁兒沒處使”。
如果將商業(yè)火箭比作“飛機”,商業(yè)衛(wèi)星比作“乘客”,商業(yè)航天發(fā)射場就是供“乘客”登機、“飛機”起飛的“機場”。當“乘客”和“飛機”越來越多,打造“專屬機場”勢在必行。
海南商業(yè)航天發(fā)射場首次任務圓滿成功具有里程碑意義。中國科學院院士、中國航天科技集團專家范瑞祥評價說:“它實現(xiàn)了我國商業(yè)航天發(fā)射場從無到有的突破,補齊了商業(yè)航天鏈條缺口,也為大規(guī)模低軌星座組網(wǎng)任務等提供了強力發(fā)射保障。”
為什么是文昌?這里的海岸具有低緯度、可海運、射向范圍廣等天然優(yōu)勢。海南國際商業(yè)航天發(fā)射有限公司董事長楊天梁說,在這里建設發(fā)射工位,地理優(yōu)勢得天獨厚。
實際上,地理條件并不是全部。
這座中國最年輕發(fā)射場的市場化機制使其成為獨特存在。相比酒泉、西昌、太原和文昌航天發(fā)射場,海南商業(yè)航天發(fā)射場是首個企建民用的航天發(fā)射場,其任務組織和管理運作采用靈活高效的商業(yè)化機制,可以更好地聚集社會創(chuàng)新力量。
比如,面對大量設施設備、特殊燃料等并行交叉的采購難題,管理人員將傳統(tǒng)配套保障供應模式改為市場化競價采購,提升了采購效益。“我們的目標是走既有高效率又有高效益的良性發(fā)展道路。”楊天梁說。
這個“破局”者,正在將科技創(chuàng)新的引領性和市場機制的靈活性有效結合,滿足商業(yè)航天發(fā)射需求。
“過去,一個型號火箭往往由固定的發(fā)射工位執(zhí)行發(fā)射任務,具有操作相對簡單、穩(wěn)定性高等優(yōu)點。”海南國際商業(yè)航天發(fā)射有限公司工程設備部部長葛立新說,隨著中國商業(yè)火箭型號越來越多,如果“一個火箭一個工位”,就難以滿足需求。
他們在執(zhí)行發(fā)射場首發(fā)任務的二號工位創(chuàng)新采用了“通用型”接口設計,發(fā)射前后端設備不固定,可以“模塊”更替、“對口”更換,長征十二號運載火箭等19個型號的火箭都能使用。對于不同推進劑種類、起飛重量、直徑長度的火箭,這一工位也都能適應。
在看不見的系統(tǒng)管理方面,發(fā)射場也進行著迭代更新。
中國航天科技集團一院總體設計部負責建設海南商業(yè)航天發(fā)射場的“智慧大腦”。該院總體設計部專家徐文曉介紹,這一系統(tǒng)主要包括通信系統(tǒng)、氣象系統(tǒng)等5大系統(tǒng)以及26個分系統(tǒng),具備指揮監(jiān)控、數(shù)字孿生、數(shù)字伴飛、健康管理、綜合運維等功能,實現(xiàn)了信息互聯(lián)互通,融合共享,讓發(fā)射流程高效智能。
隨著海南自貿(mào)港建設推進,海南商業(yè)航天發(fā)射場正在發(fā)揮“主場優(yōu)勢”與自貿(mào)港政策優(yōu)勢的疊加效應。人們相信,在不久的將來,海南商業(yè)航天發(fā)射場會像機場一樣,可回收火箭“川流不息”。
海上發(fā)射場,近年來也受到商業(yè)火箭企業(yè)青睞。
東方空間聯(lián)席CEO、引力系列運載火箭總設計師布向偉說,海上發(fā)射場可靈活選擇緯度,相比“固定式”的內陸發(fā)射場,可以移動到合適位置進行發(fā)射,從而充分發(fā)揮運載火箭固有的運載能力;隨著技術不斷成熟,發(fā)射準備時間可壓縮至72小時,未來可實現(xiàn)“一周兩發(fā)”的高密度發(fā)射。此外,火箭殘骸的落區(qū)選擇也比較安全,可直接落入公海,避免陸地人口密集區(qū)安全風險。
位于黃海之濱的山東煙臺海陽市,有條名叫“航天大道”的新建道路。這條路的兩端,一頭是固體火箭總裝測試基地和航天產(chǎn)業(yè)園區(qū),另一頭正是保障我國固體運載火箭海上發(fā)射的海陽港。
一些業(yè)內人士分析,海上發(fā)射場不僅標志著中國商業(yè)航天正從“陸基”時代邁向“陸?;?rdquo;的新領域,還在構建“航天+海洋”的跨界生態(tài),開啟航天產(chǎn)業(yè)與海洋經(jīng)濟融合新空間。
蒼穹之上,由商業(yè)衛(wèi)星組成的璀璨星座,是中國人用千年飛天浪漫夢想寫成的“宇宙情書”。這是中國航天的黃金時代,也是人類向宇宙探秘的進行曲。
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