大航天时代备忘录|甲子光年

甲子光年

发布时间:07-1121:30

没赶上大航海时代,不能再错过大航天时代。

作者|小沐

编辑|火柴Q

实习记者杨逍、蜡烛亦对本文有贡献

塑造者No.53

高耸的山脚下,一名美国大兵跳下吉普车,盯着面前幽深的隧道。战火虽已平息,枪林弹雨仿佛还在眼前,他示意同行士兵多加小心。

这是1945年5月22日,德国诺德豪森的火箭工厂入口。

以匈牙利裔美国科学家冯·卡门为首的十几名专家出现在士兵队伍之中。他们肩负着一项秘密任务“回形针计划” ——将德国科学家“招募”到美国,并顺走高价值的战利品。

而当时被藏在诺德豪森工厂的,是所有战利品中最重要的一个——V-2火箭。

为此,美国不惜得罪苏联,潜入了当时已被划为苏占区的诺德豪森。

功夫不负有心人,当天,美军在地下工厂找到了数枚火箭。

与此同时,另一路美军正在德国佩内明德火箭研究中心进行着相似的“抢劫”。

最终,两路人马共获得百枚V-2火箭和大量机密图纸,以至动用300节车厢和13艘轮船才将它们全部拉走。更重要的是,美军还俘获了104名德国火箭专家,其中包括现代火箭之父——冯·布劳恩。

被带到美国的104名纳粹火箭专家

10天后,当苏军赶到诺德豪森时,只看到空空如也的工厂。不过根据留下的零碎设施,及另一座美军未涉猎的火箭工厂,苏联专家也拼凑出了V-2的重要信息。

一辆火车向西、一辆火车向东,德军的“末日武器”——V-2火箭就这样被美、苏瓜分

作为人类历史上第一种弹道导弹,战时的V-2是顶级杀器——它是第三帝国最后的“回光返照”,曾逼迫150万伦敦市民撤离家园。

此后的和平年代,V-2带来的技术储备则为另一场没有硝烟的战争埋下了种子——太空战。

1945年那场围绕V-2的争夺,预兆了此后航天领域贯穿始终的主题:跨界、持续、激烈的竞争

60多年过去,航天竞争早已不仅是大国政府的博弈,而是一场囊括了多元民营商业力量的综合对决。

近十年来,庞大的星座计划和SpaceX的可回收火箭技术,证明了民营商业力量对航天整体实力的助推作用,并为全人类的生存发展游戏打开了一副壮丽的新地图:

大航天时代。

本文回顾了半个多世纪以来的商业航天路,这是“大航天时代”的前世和今生:

01美苏争霸:从军事到商业

02多国崛起:从美国到中国

03天地交手:从热潮到低谷

04外行入侵:从沉寂到变革

05资源争夺:从硬科技到软实力

背后的曲折起伏显示:太空竞争是一场持久战。和500多年前的大航海时代一样,新征程中,需要野心勃勃的支持者、不惧艰险的冒险家、精打细算的逐利者、无私坚定的布道人,而引入民营商业力量,是集齐多元力量的必经之路。

在新一轮民营力量带动的航天角逐中,中国正置身其中。

1.美苏争霸:从军事到商业

1957年10月4日,一道火花冲出地平线——一枚由R-7洲际弹道导弹改装而成的运载火箭在苏联拜科努尔航天发射场成功升空,将史上第一颗人造卫星“史泼尼克”(Sputnik,意为“太空伴侣”)送入了地球同步轨道。

莫斯科时间次日凌晨1点10分,史泼尼克卫星成功绕地一周。塔斯社向全世界广播了胜利的凯歌:

“10月4日,苏联成功发射了第一颗人造卫星。”

得知此消息时,时任美国总统艾森豪威尔正在玩桥牌。当他从加急电文上瞥到“苏联卫星已上天”的刺目字样时,手中扑克瞬间散落。

史泼尼克既是人类探索太空的第一个高光时刻,也给整个西方资本主义阵营带来了巨大的军事威胁和信心打击。

美国将其视作“太空界的珍珠港事件”;华盛顿一家报纸把10月4日定为美国“国耻日”;一位科幻迷愤然跳进密西西比河,给艾森豪威尔留下一纸遗书。

美、苏太空战的第一回合由此拉开。

1957年11月7日,艾森豪威尔下令加快由海军主导的“先锋计划”,誓要在年底追上苏联。

当年12月6日,“先锋号”却在发射时坠毁。而此时,苏联已发射了第二颗人造卫星,并搭载了一只活狗。

被送上太空的莱卡是一只雌性流浪狗,于卫星发射前一周从莫斯科大街上捡得

关键时刻,此前被冷落的战犯冯·布劳恩为美国换回了颜面。他在90天里快速研发出了“朱诺1号”火箭。与此同时,一群依阿华州立大学的物理学家也成功制造了一颗重八公斤的小卫星,“探险者1号”。

1958年1月31日,“朱诺1号”将“探险者1号”送入太空,美国终于跨入航天时代,在第一回合中勉强扳回一局

进入60年代,在以载人和登月为主题的第二回合太空战中,美国开始后来居上。

苏联率先于1961年将宇航员加加林送进太空,又在1965年完成人类的首次太空行走;美国虽迟至1968年才首次进行环月飞行,但隔年就成功登月。

美国宇航员阿姆斯特朗成了第一个踏上其他星球的人类。“这是我个人的一小步,却是人类的一大步”随后入选多国课文,打开了无数儿童对太空的最初畅想。

今年美国邮政为纪念阿波罗11号登月成功50周年发布的套票,左边是阿姆斯特朗为登月宇航员巴兹·奥尔德林拍摄的照片,另一张邮票则标记着“鹰号”着陆器在月球宁静海的着陆点。

美国赶超苏联的主要原因,是建立了更合理的航天事业体制。

星球大战期间,苏联实行高度集中的计划经济体制,国民收入的2/3都被用于国防工业,因此在航天竞争早期优势明显。

但航天事业的投入如同无底洞,长期拉锯中,不讲收益的计划体制后劲不足。

另一方面,苏联的没落也和其早年的集权制度有关。苏联航天总设计师谢尔盖·科罗廖夫曾在1936年的大清洗中被流放到古拉格集中营,6年劳役让他一身痼疾。

1963年,就在把加加林送上太空后不久,科罗廖夫因过劳和癌症于59岁逝世。这让倚仗大将的苏联体制开始显现疲态。

不知当年苏联官员大手一挥,在清洗名单上签字时可曾想到,一个知识分子的命运会在多年后影响国运。

反观美国,在1957年被苏联吓怕后,他们除了应激式地发火箭,还采取了一个非常“美式”的应对之策:建立公私跨界的组织和机制

1958年,美国国防部高级研究计划局(DARPA)和美国航空航天局(NASA)先后成立,前者负责孵化新技术并将其产业化,后者负责航空研究并承担太空探索任务。

这套组织班底和机制有非常鲜明的“军民融合”特点,比如NASA的前身就是一群美国学界的航天爱好者。

这一体制下,民营商业航天的萌芽,在美国悄然诞生。

1965年,国际通信卫星组织(Intelsat)发射了第一颗商业通讯卫星“晨鸟1号(EarlyBird-1)”,拉开了人类商业航天的大幕。

60年代初,通信卫星公司(1962)、休斯太空(1963)等民营企业涌入卫星行业,制造了大量军用、民用通信卫星,它们成为日后美国把持全球商业航天市场的重要抓手。休斯公司在80年代起的近30年里,一直是全球卫星市场的霸主。

到80年代,美国政府无力为高额的航天活动买单,但又不想放弃太空探索,于是在1984年颁布《商业太空发射法案》,允许民营企业涉足火箭发射业务,并要求NASA尽最大可能发展商业航天应用。

这刺激了一批民营企业集中涌入火箭发射领域:

马丁公司研发了大力神运载火箭;麦克唐纳·道格拉斯公司(后于1997年被波音收购)推出了德尔塔火箭;通用公司则有宇宙神火箭。

1995年,马丁公司与洛克希德公司合并,有了世界最大军火商洛克希德·马丁公司(以下称洛马),洛马随后将宇宙神收入囊中。

可以说,美国航天能在冷战中超越苏联,引入民间商业力量的做法功不可没。

这一集结了科研单位、工业界、学界等公私多方力量的综合体系,在太空持久战中体现了强大的潜力——它庞大复杂、相互制约、集中决策、分散实施;虽审批效率不高,但在技术的推广应用、调动民营资本能力方面更有优势。

这拨追求商业利益的民营公司,为美国火箭领域带来了新血液,它们竞争、合并,推动着美国商业航天的演进,也在日后间接引发了SpaceX的崛起。

2.多国崛起:从美国到中国

正当美苏在冷战中“神仙打架”时,中国也闷声于50年代末启动了太空梦。

在1945年抢夺V-2的“回形针行动”中,有一个中国人的身影——冯·卡门的学生钱学森

从左至右:近代力学奠基人之一路德维希·普朗特、钱学森、航天工程学家冯·卡门

十年后,掌握了尖端火箭技术的钱学森回国。他向周恩来总理建议,中国应大力发展火箭。1956年10月,中国第一个火箭导弹研究机构国防部第五研究院成立,钱学森担任院长。

周恩来直接许诺“两弹一星”的负责人聂荣臻:

凡是你要的人都给。

此后,在经历了苏联专家撤走、三年困难时期等多重艰辛后,中国终于在1970年发射了第一颗人造卫星“东方红1号”,成为继苏、美、法、日后第5个有能力发射卫星的国家。

中国开始涉足商业航天,则是14年后的1984年。

当年4月,中国用“长征三号”发射了一颗自研的通信卫星——“东方红2号”。

此前,中国的长征系列火箭已发射17次,成功16次,初步具备了发射实力。

在改革开放的背景下,时任航天部副部长刘纪原、航天部技术局副局长乌可力、科研局总工程师陈寿椿有了一个大胆想法:让中国火箭发射国外商业卫星——既能赚外汇,又能练队伍。

中国航天系统开始第一次考虑“赚钱”。

1985年10月,“长征号”火箭正式宣布对外承揽发射业务。刘纪原亲自领导了一个10人小组,挂靠在被指定进行对外发射业务的国企——长城工业总公司之下,负责开拓市场。

封闭多时的中国航天系统,当时面对的是一个充满变数的国际航天产业。

在卫星制造领域,以休斯公司为代表的美国企业依然地位稳固。上世纪80年代前后,世界80%的通信卫星都由休斯制造。

但在航天运载领域,80年代则见证了欧洲对美国的超越

1986年1月28日,美国挑战者号航天飞机坠毁,7名宇航员全部遇难,重创美国航天运载业。

灾难的前因是,70年代初,基本搞定了苏联的美国政府有些膨胀,时任总统尼克松认为用一次就报废的运载火箭太不先进,转而从1972年起大力投入可重复使用的航天飞机技术,试图降低边际成本,包揽全球发射市场。

在当年1月5日的声明中,尼克松说:

航天飞机将彻底改变太空运输。这个新系统的大部分将被回收并一次又一次地使用——最多100次,它可能使发射运营成本降低到现有运载火箭的十分之一。

但当时的航天飞机很不成熟:

零部件多达250万个,每次任务结束,除发动机外,其他零部件都得更换;一架航天飞机造价高达30亿美元,每次发射、回收的成本也高达15亿美元;精准性也不够,1984年,由挑战者号航天飞机运送的两颗卫星均未抵达预定轨道,不得不花钱把它们捞回来。

于是,1972-1985年,成了美国航天运载业的“失去岁月”。

正当美国转向航天飞机时,欧洲却集十国之力,在1975成立了欧洲航天局(ESA,以下称欧空局),并合资在法国成立了火箭公司阿里亚娜空间公司,着力研发运载火箭。

第二年,“阿里亚娜1号”运载火箭成功发射,并持续稳扎稳打:1979年到1986年,“阿丽亚娜1号”火箭共发射11次,把14颗卫星送入了预定轨道,成功率达81.8%。

1986年之前,国际商业航天市场,包括军用市场,美国所占份额在95%以上;而到1988年,阿丽亚娜系列运载火箭已占据了50%的市场份额,订座合同排到了3年之后,创造了150亿法郎的利润。

还是毛主席的那句话说得好:骄傲使人落后,谦虚使人进步。

但当时中国的问题却是太谦虚了。

由于此前几乎不对外披露航天进展,当80年代中期,中国想去国际市场上赚钱时,航天运载的上游,各大卫星公司完全不信任中国。以至于“让中国火箭发射国外商业卫星”这个小目标的第一单,花费了伤筋动骨的漫长5年才实现。

1986年4月,刘纪原负责的10人小组,在乌可力、陈寿椿带队下,飞赴美国,逐一接触各大卫星公司。

在拜访特雷卫星公司时,其总经理舒尔兹递给乌可力一副讽刺漫画:四个啤酒瓶组成了“发射架”,“发射架”上挂着一串鞭炮,鞭炮上写着:“长征三号”。

有的美国公司见面还要“洽谈费”,而当时10人小组只有30万人民币启动资金,在美考察时,每天只有20美元经费,他们住最便宜的旅馆、吃最经济的泡面,怎会有闲钱“洽谈”?这些专家在国内是技术骨干,在西方商业世界却成了蹩脚的推销。

1988年初,转机终于出现,中国人自己成立的卫星运营公司前来救场了。

由大东电报局及荣毅仁、李嘉诚旗下公司共同投资的亚洲卫星公司,冒着极大风险,决定从休斯公司进口卫星,命名为“亚洲一号”,交由“长征三号”发射。

此时,中国航天部门遇到了比拿订单更大的难题,搞定美国“卫星出口许可证”

这是中国第一次进口卫星。时任美国总统里根提出:中美必须先就商业航天达成政府共识。

从1988年开始,时任中国航空航天部副部长孙家栋带领的中国代表团和时任美国国务卿助理尤金·麦卡里斯特带领的美国代表团一路从北京谈到华盛顿,就中国能发射的卫星数量、价格问题多次拉锯,最终在当年底签署了合作备忘录。

美国那会儿的说辞和当下十分相似:中国的发射价格——2000万美元太便宜,是以政府补贴扰乱市场的倾销行为。这忽视了中国的特殊国情,由于国内原材料便宜、劳动力价格低廉,中国确实有正当的成本优势。

着手商业谈判的同时,中国航天系统还要处理两件事:

一是签署国际公约。这一步比较顺利,1988年年内,中国在“国际太空三条约”(《关于外空物体所造成损害之国际责任公约》、《关于援救宇航员即送回射入外空的物体的公约》、《关于登记射入外空物体的公约》)上先后签字,正式成为国际航天俱乐部的一员。

二是完成长征号与休斯卫星的技术对接。第一次对接实验安排在1988年10月。一见面,中国专家傻眼了,中国的火箭不是按国际标准接口设计的,原来还有国际标准接口这回事。

双方专家在此后的1年里加班加点,对火箭和卫星进行了多达数十处修改,对接实验终于在1989年12月完成。

客观地说,休斯在这一过程中贡献颇多,与和中国火箭有直接竞争关系的波音等公司不同,休斯属于“挺中派”。

一切就绪后,1989年圣诞节前夕,老布什总统正式批准了“亚洲一号”的出口许可证。其实直到12月19日的最后一次讨论中,美国政府内仍有反对声,老布什一锤定音:

“我不想得罪十亿中国人民。”

终于,1990年4月7日晚9点半,西昌发射中心的指挥控制室里,包括美国驻华大使李洁明、亚洲卫星老板荣毅仁、李嘉诚在内的数百名嘉宾屏住呼吸,等待着最后的倒计时;同样紧张的还有附近山坡上的数千名村民,美国洛杉矶休斯公司测控室里的几十位专家,以及当时数百万的直播观众——这是中国第一次按国际惯例,直播火箭发射全过程。

万众瞩目下,搭载“亚洲一号”的“长征三号”火箭成功升空,短暂的沉默后,控制室里掌声雷动,不少人热泪盈眶。

这一箭后,中国商业航天终于入门。

从最初起意到最终发射,这场长达5年的商业化探索,也是美国给中国上的一次大课——国际技术贸易中的法律准则、流程规范、保险制度、技术标准,中国从头学了一遍,这是大胆“走出去”的巨大收获。

此后,中国火箭开始越来承担更多国际商业发射业务,尤其是1996年推出的“长征3号乙”运载火箭,成了整个市场的性价比之王:

其载重为5.1吨,高于“阿里亚娜4号”的4.3吨和“美国宇宙神3号”的4.5吨;报价只有7000万美元,这对于动辄就2到3亿美元的欧美运载火箭来说,便宜了近一半。于是推出当年,即获得了国际通信组织的708通信卫星订单。

然而,就在中国运载火箭发射业务有望进一步腾飞时,一个事故让形势急转直下。

当年2月15日,“长征3号乙”在发射708通信卫星时失控,坠毁于两公里外的山坡,造成附近村庄57人死亡。

“长征3号乙”失事过程图解

其后,中国军方全面接手后续处理,中美制度差异被这个极端事件放大:休斯等公司认为中国的反应超越商业操作范畴,“不是来做生意的”,合作意愿大减。

意图抢夺发射业务的美国火箭公司也顺坡下驴,游说美国政府对中国航天重启技术封锁。1999年,美国众议员考克斯发布了《考克斯报告》,称中国通过商业发射,特别是故障调查窃取美国导弹技术,“危害美国国家安全”。此后十多年间,欧美开始在航天进出口上对中国严加管制,中国基本失去了价值最大的欧美市场,转而给第三世界国家提供发射服务。

一代卫星霸主休斯公司,也因与中国的深度合作被美国政府调查,就涉嫌帮中国发展火箭和飞弹技术被罚3200万美元。此后休斯开始走下坡路,于2000年被波音收购。

以国有体系为主体的第一次中国“商业航天冲刺”,壮志未酬。

3.天地交手:从热潮到低谷

90年代中期,中国航天水深火热之时,全球航天市场却风景大好,热钱涌动,开启了“星座热潮”——用互联的大量低轨卫星提供移动通信服务。

热潮的开端是1987年由摩托罗拉启动的铱星计划(Iridium)。

在攻克了星际链路等技术难点后,由66颗低轨卫星组成的铱星系统于1998年11月1日正式投入使用。美国时任副总统戈尔特意为其捧场,在白宫玫瑰园拨打了第一通铱星电话。

风光一时的铱星,启发了一系列明星项目:1991年劳拉和高通发起的“全球星”(Globalstar);1993年创立的“轨道通信”(Orbcomm);1994年比尔·盖茨和沙特王子投资的计划要发射840颗卫星的“空中互联网”(Teledesic)。

这些计划合计吸引了上百亿美元的全球投资,从卫星制造到火箭发射的航天全产业链被激活,预期订单大大增加。

然而上线仅15个月后,1999年3月,历时12年、耗资50亿美元的铱星公司却因用户不足、入不敷出宣布破产,商业服务也随之终止。

由于没找到买家,66颗卫星在随后两年里一一进入“脱轨自焚”程序,在地球上空烧出了一场世纪末的科技大败局。

铱星等星座计划的失败,在于对移动通信市场的严重误判。

在摩托罗拉启动铱星的80年代末,移动通信非常昂贵,高成本、高投入的卫星方案看似与市场匹配。

但跳出航天产业,铱星却遭遇了来自地面的“降维打击”——海底光纤和地面蜂窝基站的普及。

与天上的星座相比,由光纤和铁塔组成的地面方案具有巨大的成本优势。

铱星上线的90年代末,配置一部最简单的铱星电话也要25000元人民币。国内话费高达9.8元/分钟,国际话费高达27.4元/分钟,每月还有250元的基本通话费。

而同一时期,以铁塔和光纤为主要基础设施的手机逐渐普及,价格已能控制在10000元以内,并有室内通话质量良好、延时更低的技术优势。

需要65万用户才能回本的铱星,上线一年多,最终只获得5.5万用户。低轨通信卫星此后成了移动通信的补充,全球商业航天进入低谷。

这再次证明了一个颠扑不破的商业规律,再黑的科技,都得讲市场经济基本法:供需匹配

这场世纪末的天地交手,充分展现了现代航天的商业属性——它已从战后初期霸权博弈的工具,变成了包含安全、战略、商业目标、市场需求的复杂体系。

而在马上到来的21世纪,最讲商业规律的新一拨民营玩家,还将给航天业带来更大变革。

4.外行入侵:从沉寂到变革

海天交手,是一场地表互联网对航天业的胜利。

在航天老炮看来,人类自2000年后就点歪了科技树。曾参与阿波罗计划的美国宇航员奥尔德林有抱怨如下:

你承诺予我火星殖民,最终我只得到了Facebook。

有意思的是,一位互联网富豪也对此类论调非常买单。凭借2000年的上市热潮实现财富自由后,他于2001年搬到了休斯、洛马的聚集地洛杉矶,沉迷于“火星学会”等组织,广结航天人脉。

这便是刚满30岁的埃隆·马斯克

彼时的他富有而不满足,因被排挤出PayPal感到失意,同时极力寻找更宏伟的意义感,而航天,正是那个模糊的方向。

“什么都没有,真是疯了!”

马斯克当时在NASA主页上找不到任何火星探索计划,多年后接受《连线》采访时,他依然为此情绪激动。

于是2002年,马斯克正式创立SpaceX,希望重新唤起人们对航天、宇宙的关注;他同时相信,这项事业有利可图,能实现太空产业的一个长久设想:

如果一家公司能够将火箭发射成本、风险大幅降低,并提供稳定、高频的服务,就能打开全新市场。

马斯克要以硅谷的方式办事,在航天业推动从劳斯莱斯到福特T-型车,从奢侈品到规模化工业品的变革

与之抱有类似想法的,还有亚马逊创始人杰夫·贝佐斯,他于2000年成立的蓝色起源。

但硅谷的“加速度”却与洛杉矶水土不服。按马斯克本来的时间表,SpaceX应该在成立15个月后就发射第一枚火箭。实际上,这一计划被推迟到了2006年3月,且第一次发射以失败告终。

一年后的2007年3月,SpaceX再次发射,再次失败。马斯克在那之后卖掉了自己的银色迈凯伦。

2008年8月,金融危机来袭,SpaceX第三次发射,第三次失败。

公司账上的钱,只够他们进行最后一次尝试了。

然而,也是在这个危机前后,美国火箭行业格局大变,间接助力了SpaceX的发展。

在当时的航天业寒冬中,长期在军方和NASA面前搞价格战的两大火箭寡头,洛马与波音公司决定抱团取暖,于2006年年底正式合并了载荷发射业务,成立联合发射联盟(以下称联盟)。此后,联盟垄断了美国的火箭市场,报价长期维持在2亿美元左右。

这是典型地劳斯莱斯式火箭,贵而慢;而光谱另一端,带着硅谷底色的SpaceX给NASA带来了其他选择。

此后,NASA在扶持SpaceX上十分慷慨:从2006年到2018年,NASA对SpaceX的投资超过50亿美元;猎鹰9号火箭采用的梅林发动机的原型,就是NASA当年用于载人登月的LunarModuleDescent发动机。

SpaceX自己也争气:2008年,SpaceX的第四次发射终于成功。

这孤注一掷的最后一搏,帮SpaceX拿到了NASA 16亿美元的合同,公司起死回生。

马斯克逐渐兑现了当初的承诺:“用硅谷方式改变航天业”。

SpaceX带来了低成本、高效率的发射服务:火箭报价不超过1亿美元,并先后在2017年、2018年进行了17次和21次发射,当前订单已排到2025年。未来,SpaceX在2015年首次实现的可回收火箭技术,还将进一步压低发射成本,开启商业航天的全新纪元。

此外,马斯克还充分挖掘了商业航天的营销价值

SpaceX去年发射的近地轨道载重达63.8吨的猎鹰重型火箭上,搭载了一辆马斯克自己的红色特斯拉,车上还坐着一位仿真宇航员。

这辆被送入地球至火星转移轨道的Roadster,将伴随大卫·鲍伊“SpaceOddity”(太空怪人)的乐声在宇宙中漂游数十亿年。

太空中的Roadster

此举既展示了猎鹰重型火箭的运载能力,又让SpaceX和特斯拉曝光量大增,一举两得。

SpaceX、蓝色起源等公司的兴起,搅活了全球商业航天市场的一池春水:

国有控股的俄罗斯国际发射服务公司从2010年开始服务民营卫星应用;日本三菱重工在2013年用“H-2A”火箭陆续签下Telesat公司和国际海事卫星公司的订单;印度也在2017年用极轨卫星运载火箭PSLV创造了同时发射104颗商业卫星的世界纪录。

据美国联邦航空管理局数据,全球航天的风投事件在2017年达到77起,投资总额达20亿美元,超过此前7年的总和;当年发射的443个航天器中,267个是商业航天器,年增速达200%。

在中国,脚步也随之加快。

2014年,国务院正式发布了鼓励社会各类资本投资指导意见,民营资本开始进入商业航天领域。

2015年,“军民融合发展”上升为国家战略;2015年底,《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015~2025年)》发布。

中国民营航天的闸门由此快速打开:

蓝箭空间(2015年6月)、零壹空间(2015年8月)、星际荣耀(2016年10月)、灵动飞天(2017年3月)、九州云箭(2017年10月)等公司相继成立。

这些公司的骨干团队多有体制内背景,如星际荣耀的创始人彭小波原为中国运载火箭技术研究院发展中心主任;蓝箭创始人兼CTO吴树范为国家“千人计划专家”,曾在欧洲航天局工作近15年。

据未来宇航研究院的数据,截止2018年年底,国内已注册的商业航天公司达141家,包括36家卫星制造商、22家火箭发射商、39家卫星运营商以和44家卫星应用商,其中123家是民营商业航天公司。IDG资本、顺为资本、经纬中国、华创资本等70多家投资机构加持民营航天新风口。

以民营力量为特征的新一轮航天机会中,中国没有缺席。

5.资源争夺:从硬科技到软实力

新一轮航天热潮的背后,是强劲的市场需求。

目前,通信、导航、遥感三大航天应用正同步发展。

在通信领域,进入普及阶段的5G技术呼唤“天地共建”,以减少基站覆盖范围变小带来的巨额成本。

在导航和遥感领域,新兴的自动驾驶、智慧城市、地表检测等需求刺激着市场规模持续扩大,航天产业发展出了一些意想不到的应用,比如在金融业,用遥感技术监控农作物生长,以进行大宗商品交易的手段早已流行华尔街。

据美国航天基金会数据,全球航天产业市场规模,已从2005的1800多亿美元增至2015年的3200多亿美元。到2020年,全球将有5000到6000颗待发射的低轨卫星。

此外,航天产业的发展,还能助推上下游的高技术产业——全球约80%的工业材料来源于航天科技,航天业对智能制造、微电子、光电遥感和数据处理技术也有带动作用。

要让上述蓝图真正落地,首先要实现的,是航天运载技术从高成本“贵族科技”到低成本规模量产的转型。民营商业航天公司正是完成这一使命的绝佳主体。

从美国的SpaceX、蓝色起源到国内的星际荣耀、蓝箭空间,民营企业最有降低成本、实现量产和向其他产业进行技术转移的动力。

客观来说,仅有五年历史的中国民营航天队伍尚慢人一拍。

去年10月和今年3月,蓝箭空间与零壹空间先后向发射入轨卫星发起挑战,但两枚火箭均发射失败。

今年3月27日下午5时39分,零壹空间的“重庆·两江之星”OS-M运载火箭在酒泉发射,升空10秒后出现异常,在天空中坠落

运载技术的相对滞后,又影响了一场更为紧迫的竞争:新一轮星座大战

由于通信、遥感需求爆发,2015年以来,星座计划卷土重来,规模比15年前大为提升:

OneWeb的星座项目(Constellation,2015)包含1980颗卫星;SpaceX的星链项目(Starlink,2016)包含11943颗卫星;于2019年加入战局的亚马逊Kuiper项目则有3236颗卫星

其中,发射、卫星一条龙的SpaceX势头最猛,不仅获得了美国联邦通讯委员会(FCC)对全部11943颗卫星的发射许可,且已在今年5月实现一箭60星发射,首批星链正式上天。

相较而言,中国民营玩家的口气要小很多:天仪研究院的Wi-Fi星座包含288颗卫星;九天微星的物联网星座包含800颗卫星

这些纸上数字之所以重要,是因为背后有一场无声的竞争——频率抢夺战

按现有国际规则,卫星频率由国际电信联盟统一分配:先到先得,占一份少一份;它和水、石油一样,是不可再生的稀缺资源。

当年卫星导航系统的发展中,就有各国对频率的较劲。在80年代后率先上天的美国GPS和苏联GNSS占到了全部5个导航频段中的4个,坐拥黄金C位。等欧洲的伽利略和中国的北斗在2000年后起步时,只能抢边角料,双方为频率申请的先后问题拉扯了8年。

如今,深谙频率重要性的美国政府正和SpaceX等公司紧密配合,美国FCC常年派人驻场国际电联,守在门口要频率。

而在国内,为新卫星申请频率却相对麻烦,得先向无线电管理委员会(无管委)提供复杂的申请文件,再由无管委转交国际电联。

频率争夺,不仅是各种民营商业星座计划的竞争,也是各国整体航天实力的竞争。

在航天这一关系国家安全的领域,市场从来不仅仅是市场,民营也从来不仅仅是民营——各国政府支持民营商业力量,也是综合国力的角逐。

正如1944年诺曼底登陆的最后,英国政府动员了2000艘商船参与补给任务,才最终胜利。

和平年代的商业资源,在非常时期,都是重要的战略资源。

如果中国在争抢频率上错失窗口期,坐看其他商业星座上天,将会蒙受经济和安全的双重损失。

没赶上大航海时代的中国,不能再错过大航天时代。

12天后的7月23日,星际荣耀将在酒泉发射双曲线一号Y1运载火箭,对入轨发射发起挑战,这也许能给中国民营航天带来久候的胜利。

星际荣耀似乎很有信心,同时值得一提的是,火箭被命名为“长安欧尚号”(长安欧尚是长安汽车旗下的乘用车品牌),并搭载了一辆红色长安欧尚X7等比例汽车产品随火箭升空;这是中国汽车工业与民营航天业的首次深度联合。

这次合作也具有产业创新价值。发射期间,该汽车产品将在强震动、超低温、强辐射的环境下接受严苛的测试,长安欧尚X7有可能成为中国品牌首个登陆太空并完成太空测试的汽车产品。

对产品同质化较严重的汽车行业来讲,联合技术含量更高的航天科技,是实现创新的路径之一。民营化、低成本、高效率的航天工业,更有利于技术转移。未来,汽车和航天工业在材料、控制器、导航、物联网等领域有大量跨界合作的可能性。

如今,随着一批新玩家的进入,火箭发射已不再是遥不可及的“国家大事”。民营航天的使命之一,正是把遥不可及变成司空见惯。

40多年前,东方红卫星上天时,工程师要考虑的是还要为火箭上要不要贴毛主席像而请示总理;现在,火箭行业则开始接地气地与衣食住行结合。

在这条黑科技的“平凡之路”上,12天后的“长安欧尚号”能创造历史吗?

更大的悬念在更远的将来:第一个进入太空的是苏联的加加林,第一个登上月球的是美国的阿姆斯特朗,第一个踏上火星的人呢?

END.

*感谢小火箭联合会与小火箭微信公众号创始人邢强博士对本文的支持

参考资料

1. 未来宇航研究院,《2018中国商业航天产业投资报告》,2019年5月

2. 李鸣生,2016年,《飞向太空港》,天地出版社

3. 李鸣生,2017年,《中国长征号》,天地出版社

4. 李鸣生,2016年,《走出地球村》,天地出版社

5. 安妮·雅格布森,2015年,《回形针行动》,重庆出版社

6. 李飆,2018年,《二战史·内幕真相》,环境科学出版社

返回顶部