商業(yè)航天正在世界范圍內(nèi)迎來又一波熱潮。2021年，美國維珍銀河公司和藍(lán)色起源公司相繼實(shí)現(xiàn)了亞軌道旅游。同年9月16日，美國SpaceX(太空探索技術(shù)公司)實(shí)現(xiàn)了首次“全平民”太空旅游……那么，中國人的太空旅行何時(shí)能夠到來呢？
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近年，在政策東風(fēng)下，中國商業(yè)航天市場規(guī)模高速增長，越來越多的民營企業(yè)正匯入探索浩瀚蒼穹的洪流。短短數(shù)年，中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)從無到有、從小到大，如今初具規(guī)模。目前，在運(yùn)載火箭、衛(wèi)星應(yīng)用等領(lǐng)域均已出現(xiàn)頭部企業(yè)，形成“國家隊(duì)”與民營企業(yè)互補(bǔ)的格局，發(fā)射次數(shù)、發(fā)射載荷質(zhì)量和在軌衛(wèi)星規(guī)模均居世界前列。
中國商業(yè)航天企業(yè)是如何奮起直追的？航天商業(yè)化將如何賦能千行百業(yè)？又將如何改變我們的日常生活？
必須降低成本
大航海時(shí)代，如果沒有大型帆船，人類無法抵達(dá)新大陸。商業(yè)航天時(shí)代，作為運(yùn)載工具的商用火箭同樣具有基礎(chǔ)性作用。
“降低制造和發(fā)射成本是商業(yè)火箭面臨的首要問題?！被鸺?太倉)航天科技有限公司首席執(zhí)行官程巍表示，“解決辦法就是解耦和復(fù)用。這兩點(diǎn)做得越好，研發(fā)效率越高，制造成本也就越低?！?/p>
復(fù)用，就是重復(fù)使用?！耙酝鸺际鞘褂眉磮?bào)廢，如果能做成可回收火箭，多次使用，成本自然就下來了?！背涛≌f。
“解耦其實(shí)就是化整為零，把1個(gè)百噸大發(fā)動(dòng)機(jī)，化成10個(gè)十噸的小發(fā)動(dòng)機(jī)，批量化生產(chǎn)，再通過控制系統(tǒng)把他們連接起來，從而降低研發(fā)和制造成本?！背涛≌f，“這樣一來，還可以更好利用其他先進(jìn)制造業(yè)新技術(shù)，導(dǎo)入不同供應(yīng)鏈，帶動(dòng)航天產(chǎn)業(yè)化進(jìn)一步發(fā)展。”
拆解火箭制造和發(fā)射流程，程巍為火箭派選定了發(fā)展路徑：未來采用星箭一體化模式，飛船和火箭末級(jí)共用電力、控制、通信等系統(tǒng)，以低成本、高度集成和可重復(fù)使用的方式，提高生物載荷裝置空間、電力等資源利用率。
火箭派后續(xù)使用的是電動(dòng)泵發(fā)動(dòng)機(jī)，原理、結(jié)構(gòu)和控制方式相比傳統(tǒng)方式更簡單；在重復(fù)使用方面，相對(duì)于傳統(tǒng)的渦輪泵循環(huán)，也更具優(yōu)勢。
對(duì)可回收火箭而言，發(fā)動(dòng)機(jī)二次起動(dòng)點(diǎn)火是核心技術(shù)之一?；鸺邪l(fā)企業(yè)深藍(lán)航天，由于在中國首次測試成功可回收復(fù)用式火箭而引起業(yè)界關(guān)注。
“去年9月，深藍(lán)航天完成了中國商業(yè)航天可重復(fù)使用液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)二次起動(dòng)試車。不久后，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)二次起動(dòng)試車再次取得成功，標(biāo)志著測試發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)具備可重復(fù)使用能力，為后續(xù)火箭入軌、回收及重復(fù)使用提供了技術(shù)保障?！苯K深藍(lán)航天有限公司首席執(zhí)行官霍亮告訴記者，“今年深藍(lán)航天計(jì)劃完成‘星云-1’入軌火箭一子級(jí)的高空回收試驗(yàn)，并將2024年擇機(jī)完成‘星云-1’運(yùn)載火箭的首次入軌發(fā)射-回收任務(wù)?！?/p>
再看衛(wèi)星。火箭只是運(yùn)輸工具，而不同功能的衛(wèi)星則會(huì)轉(zhuǎn)化為不同的消費(fèi)應(yīng)用場景。比如中國的北斗、美國的“星鏈”，都已在全球范圍內(nèi)積累了大量的用戶、造就了多個(gè)行業(yè)賽道。因此，衛(wèi)星制造和發(fā)射成本，關(guān)乎能否真正形成規(guī)模足夠大的市場。
給衛(wèi)星降成本，首要秘訣是給它“減重”。
長光衛(wèi)星是中國第一家商業(yè)遙感衛(wèi)星公司。該公司通過技術(shù)攻關(guān)，于2019年發(fā)射的“吉林一號(hào)”高分03A星，第一次用上了“載荷平臺(tái)融合設(shè)計(jì)”，大幅減少平臺(tái)結(jié)構(gòu)，電子學(xué)軟硬件高度集成，有效載荷比顯著提升。
創(chuàng)新設(shè)計(jì)讓衛(wèi)星“體重”大幅降低。據(jù)悉，“吉林一號(hào)”高分03星“體重”已降至40公斤，重量只有第一代衛(wèi)星的1/10，但降重量不降指標(biāo)，分辨率始終保持在0.75米的高水平。
重量降低，火箭運(yùn)載成本也隨之減少。過去能發(fā)射一顆星的價(jià)格，如今可以發(fā)射10顆甚至更多衛(wèi)星。
賦能千行百業(yè)
商業(yè)航天究竟能干啥？
“鏈接太空，升級(jí)地球，利用太空為地球產(chǎn)業(yè)做升級(jí)配套。”這是程巍的答案。火箭派首先瞄準(zhǔn)了空間生命科學(xué)領(lǐng)域。程巍說，一直以來，太空中的失重及微重力環(huán)境都被視為一項(xiàng)寶貴的實(shí)驗(yàn)資源，利用太空中的特殊環(huán)境開展空間生命科學(xué)研究，是太空經(jīng)濟(jì)中重要的細(xì)分賽道。
前不久，火箭派將中國商業(yè)航天首顆空間生命科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星“火炬一號(hào)”順利送入預(yù)定軌道，并圓滿完成為期一個(gè)月的飛控任務(wù)。
這次試驗(yàn)主要是檢測空間環(huán)境(包括微重力、宇宙輻射等因素)對(duì)腸道中好氧菌及厭氧菌生長情況的影響。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食物與營養(yǎng)發(fā)展研究所副研究員任廣旭認(rèn)為，此次科學(xué)探索明確了這類益生菌在空間環(huán)境下的生長特性，研究成果將用于開發(fā)改善宇航員腸道健康的益生菌產(chǎn)品以及為功能性食品研發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。此外，未來還能篩選出產(chǎn)業(yè)化性能更強(qiáng)的益生菌亞種，服務(wù)于食品工業(yè)。
“空間生命科學(xué)是載人航天的伴生產(chǎn)物。一切航天都是‘載人’航天，要始終服務(wù)于人類。”程巍說，“火箭派要采用‘星箭一體化’的模式，依靠運(yùn)載火箭，打造空間生物實(shí)驗(yàn)室，為生物醫(yī)藥行業(yè)提供商業(yè)化太空技術(shù)產(chǎn)品與服務(wù)，讓空間微重力環(huán)境觸手可及?！?/p>
4G、5G手機(jī)信號(hào)早已進(jìn)入我們的日常生活。但據(jù)國際電信聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前全球仍有近30億人沒有接入互聯(lián)網(wǎng)，占全球人口近四成。中國一些偏遠(yuǎn)地區(qū)也存在覆蓋盲區(qū)，部分深山、沙漠、戈壁無人區(qū)等沒有手機(jī)信號(hào)。
業(yè)內(nèi)人士指出，欠發(fā)達(dá)和偏遠(yuǎn)地區(qū)鋪設(shè)光纖成本昂貴，互聯(lián)網(wǎng)用戶滲透率還處于比較低的水平。而衛(wèi)星憑借覆蓋廣、成本低的優(yōu)勢，能成為光纖互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的有效補(bǔ)充，真正建設(shè)天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全球無縫隙覆蓋。
無論是日常出行導(dǎo)航、當(dāng)下火熱的自動(dòng)駕駛，還是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測土壤墑情、觀察水稻長勢、牧群定位，抑或資源勘探、森林防火、搶險(xiǎn)救災(zāi)等場景，衛(wèi)星早已無處不在。它們中不僅有北斗這樣的“國家隊(duì)”選手，還有不少民營企業(yè)的商業(yè)衛(wèi)星。
吉利集團(tuán)旗下的浙江時(shí)空道宇科技有限公司，成立5年來已形成了涵蓋衛(wèi)星研發(fā)、制造、測控、運(yùn)營的全產(chǎn)業(yè)鏈體系?！拔覀兊闹饕康氖峭七M(jìn)和實(shí)現(xiàn)航天科技在各行各業(yè)的應(yīng)用場景落地，可以為智慧出行、智能制造、無人機(jī)運(yùn)輸、城市管理、消費(fèi)電子、緊急救援等諸多領(lǐng)域提供支撐。”時(shí)空道宇首席執(zhí)行官王洋說。
深入日常生活
商業(yè)航天的快速發(fā)展催生了諸多新興應(yīng)用領(lǐng)域，也催生了人們對(duì)商業(yè)航天未來更多應(yīng)用場景的需求。
當(dāng)2001年美國富商丹尼斯·蒂托成為第一位太空游客后，多名太空游客陸續(xù)登上國際空間站，實(shí)現(xiàn)了遨游太空的夢想。
“太空旅游是商業(yè)航天中重要的應(yīng)用領(lǐng)域。國外的‘太空游客’往往都是富豪，每次上天成本達(dá)上千萬美元，高昂的成本和一定的風(fēng)險(xiǎn)是太空旅游商業(yè)化面臨的主要問題。”霍亮說，“到空間站小住、吃頓飯、出艙活動(dòng)一番，完成一趟這樣的太空旅行，技術(shù)上已經(jīng)沒什么障礙，關(guān)鍵是要提高火箭的可靠性和易用性?！?/p>
關(guān)于具體時(shí)間節(jié)點(diǎn)，“長征十一號(hào)”火箭首任總指揮、中科宇航探索技術(shù)有限公司創(chuàng)始人楊毅強(qiáng)預(yù)測，2025年中國有望開始亞軌道旅行，票價(jià)約200萬-300萬元人民幣。
所謂“亞軌道飛行”，就是在距地球20-100公里的高空進(jìn)行飛行，嚴(yán)格意義上還沒有真正進(jìn)入到太空，只是在地球大氣層與太空交界處游走，真正的太空飛行還需更長時(shí)間，但亞軌道飛行也足以讓許多人心動(dòng)。
然而，上百萬元的價(jià)格，雖已大大低于國際同行，卻還是高于大多數(shù)中國人的消費(fèi)能力。霍亮認(rèn)為，供給側(cè)的變革將會(huì)創(chuàng)造旺盛需求?！熬拖裨诿窈綐I(yè)發(fā)展的早期階段，跨大西洋航班成本也曾十分高昂?！被袅帘硎?，隨著技術(shù)發(fā)展和新業(yè)態(tài)的普及，太空旅行的價(jià)格也能讓更多人接受。
當(dāng)發(fā)射和運(yùn)營成本降得足夠低，老百姓同樣可以直接利用衛(wèi)星做很多事。
就拿衛(wèi)星遙感來說。別以為遙感有多神秘，簡單地講，就是用衛(wèi)星拍照片。過去一張遙感照片成本和使用門檻很高，也無法隨時(shí)隨地拍攝。當(dāng)大量低成本的遙感衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)后，普通攝影愛好者就可以通過遙感衛(wèi)星，以較低價(jià)格獲取一張?zhí)找暯堑暮脚膱D。
“未來，中國商業(yè)航天的發(fā)展關(guān)鍵不是火箭或衛(wèi)星，而是應(yīng)用。越接近大眾和終端用戶的業(yè)務(wù)，收益越高，商業(yè)航天也將迎來最好發(fā)展時(shí)期，深入普通人的日常生活?！睏钜銖?qiáng)說。
也許在不遠(yuǎn)的將來，不僅企業(yè)、高校、科研院所等可以發(fā)射自己的衛(wèi)星，普通老百姓也能私人訂制一顆衛(wèi)星，把它送到天上，讓它置身浩瀚蒼穹，凝望著我們生活的地球。
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責(zé)任編輯：Rex_10
