圖片來源@視覺中國
文|商業(yè)數(shù)據(jù)派,作者 | 羅寧
備受關(guān)注的神舟十二號載人飛船飛上太空,距離神舟一號發(fā)射成功已有22年。
6月17日18時48分,航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波先后順利進(jìn)駐天和核心艙,標(biāo)志著中國人首次進(jìn)入自己的空間站。
這不但是2021年全球首次真正意義上的載人航天項目成功,也將是中國首次有航天員進(jìn)入屬于我們自己的空間站,從這一天起,中國人將成為新的“太空住戶”。
火箭上天近來不斷成為人們熱議的話題,前段時間,億萬富豪、亞馬遜創(chuàng)始人杰夫·貝佐斯宣布將在今年7月20日和弟弟一起,共同作為自家火箭公司藍(lán)色起源(Blue Origin)的首批乘客進(jìn)入太空,一張?zhí)掌备哌_(dá)2800萬美元。
載人航天是人類遨游星際夢想的開端,但離普通人畢竟還非常遙遠(yuǎn)。雖然不能親自“上天”,但實際上,我們已經(jīng)受惠于航天多年,其中最普惠、商用化程度最高的就是衛(wèi)星。
自人類1944年6月發(fā)射第一枚火箭去往太空以來,想要“上天”瞧一瞧的夢想便一直在不斷進(jìn)步,并且出現(xiàn)了三種不同目的,可以總結(jié)成“三帶”:帶衛(wèi)星、帶貨、帶人。
如果說舉國之力讓航空航天走出了第一步,那么現(xiàn)在,伴隨政策、人才、資本、市場等多重刺激,商業(yè)航天經(jīng)濟(jì)已經(jīng)在中國發(fā)出幼苗并生長旺盛。
人類千百年來都一直想著要上天,運載火箭的誕生讓這個夢想得以看到希望。
運載火箭最初運輸?shù)募确侨祟悺游?,也不是什么貨物,而是人造地球衛(wèi)星。在1957年10月4日由前蘇聯(lián)發(fā)射的“衛(wèi)星號”運載火箭發(fā)射的地球衛(wèi)星,它們統(tǒng)統(tǒng)肩負(fù)著科學(xué)考察研究的目的,而在此之后,人類便對太空有了更進(jìn)一步的了解,遙感衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、通信衛(wèi)星紛紛“上天”,而火箭+衛(wèi)星組合也為巨額的火箭研發(fā)成本帶來了可觀的收入。
根據(jù)美國衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)協(xié)會,2018年全球航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模為3600億美元,衛(wèi)星應(yīng)用總收入達(dá)到2774億美元,主要目的就包含了衛(wèi)星電視直播、衛(wèi)星音頻廣播、衛(wèi)星寬帶、衛(wèi)星固定通信、衛(wèi)星移動通信、遙感領(lǐng)域這些方面。
可以說,人造地球衛(wèi)星不但成為人們探索太空的一把鑰匙,也成為探索地球環(huán)境、滿足通訊需要的一種工具。
電視、廣播這些已經(jīng)成為我們每個人日常生活娛樂離不開的東西;衛(wèi)星通信則縮短了人類溝通距離,成為千里傳音(畫)的最重要手段;至于遙感領(lǐng)域,大多用在測繪、氣象等領(lǐng)域,但要說如今世界各國最關(guān)注,與所有人未來最密切的莫過于衛(wèi)星通信,這也是近幾年科技互聯(lián)網(wǎng)公司關(guān)注的焦點。
以“硅谷狂人”馬斯克為例,作為一個一切從“第一性原理思維”考慮的真實版鋼鐵俠,他的火箭公司SpaceX創(chuàng)辦的終極目標(biāo)是讓人類前往太空,成為星際移民,但為了實現(xiàn)這個宏偉目標(biāo),馬斯克必須讓SpaceX不斷有收入進(jìn)行研發(fā),于是除了接NASA的商用訂單,也開始實施一項低軌衛(wèi)星通信計劃“星鏈”(StarLink)。
星鏈的目的,用一句話總結(jié)就是:發(fā)射衛(wèi)星上天并讓人類在地球任意角落接入網(wǎng)絡(luò)。說起來,馬斯克的這一想法早在上世紀(jì)就被摩托羅拉的“銥星”計劃實施過,但由于成本高昂加上技術(shù)不夠成熟,“銥星”計劃失敗并且拖累了摩托羅拉,但相比于過去,SpaceX的星鏈計劃無論從技術(shù)還是未來市場規(guī)模上都有其可行性。
你可能會覺得,我們?nèi)缃窬W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)非常好了,拿起手機(jī)有5G信號,打開電腦有光纖網(wǎng)絡(luò),速度不比衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡(luò)更快嗎?確實如此,如果單純對比網(wǎng)絡(luò)速度或者費用成本,國內(nèi)大部分城市和地區(qū)網(wǎng)絡(luò)速度和信號都會比太空中的衛(wèi)星好上不少,但從全球來看,這樣的感知是存在偏差的。
這種偏差在于,無論是如今的5G信號基站還是地下光纜,成本投入都是相當(dāng)昂貴的,舉例來說谷歌2018年計劃在太平洋海底鋪設(shè)光纜,其造價就高達(dá)300億美金,我們今天之所以能享受到價格低廉的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),原因在于光纜鋪設(shè)在人口集中的城市之后費用被平攤下來。
但一旦去往地廣人稀或者偏遠(yuǎn)的山區(qū),普通人是沒有機(jī)會使用光纜的,5G信號基站也可能并不存在,而星鏈正是從全球市場切入市場的,面向目標(biāo)并非我們這些生活在大城市享受光纖和5G網(wǎng)絡(luò)的普通用戶。
如今,越來越多的科學(xué)家和通訊領(lǐng)域?qū)<艺J(rèn)為,雖然低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)還處于探索階段,但隨著衛(wèi)星設(shè)計、制造、發(fā)射技術(shù)的進(jìn)步,必然成為未來通信衛(wèi)星的發(fā)展方向之一。
這里說一點,SpaceX的“星鏈”只是眾多通信衛(wèi)星計劃之一,目前全球大大小小的類似計劃有二十多個,包括亞馬遜、空客、播音、三星等都在計劃爭奪這一市場,盡管不同公司發(fā)射衛(wèi)星的軌道高度、波段不盡相同,但地球的低軌道衛(wèi)星容納數(shù)量是有限的,大約只能容納5萬顆衛(wèi)星。
如果SpaceX按照計劃共發(fā)射4.2萬顆衛(wèi)星,并且再加上OneWeb和亞馬遜申請的4000多顆,那么留給中國的衛(wèi)星軌道資源就會非常稀缺,太空看似廣闊,實則“寸土寸金”,這一領(lǐng)域的爭奪也是世界各國的焦點。中國的低軌互聯(lián)網(wǎng)通信衛(wèi)星包括航天科技的“鴻雁星座”和航天科工的“虹云工程”,并計劃將于2022年、2023年前后建成。
俗話說“兵馬未動,糧草先行”,帶人“上天”的前提,是先運貨上天。就在5月30日發(fā)射的“天舟二號”貨運飛船上,宇航員們的“糧草”便已準(zhǔn)備就緒,這才給了本次航天員在空間站駐留足夠的資源和補給。
從人類發(fā)明火箭之后,載人航天成為重要目標(biāo),畢竟星際穿越、移民火星——不少科技狂人都有個太空夢。但這也是最難的。
人類“上天”需要幾個關(guān)鍵步驟,即首先建立配套的載人飛船展開空間試驗,然后解決人類太空中短期生活問題,最后建立太空空間站并能長期生活。
這三步,便是中國提出的“載人航天三步走戰(zhàn)略”,而為了把目標(biāo)一一實現(xiàn),對火箭的需要會越來越高。
舉例來說,帶貨上天乍一看似乎和帶衛(wèi)星上天區(qū)別不大,但相比于衛(wèi)星的重量與體積,飛向太空的貨物要重得多也大得多。比如“天舟二號”貨運飛船,不但包含了160余件貨物、200多件貨物,還有2噸推進(jìn)劑和一些維修備件,按照SpaceX官方宣稱的每公斤貨物2700美元成本計算,光是2噸推進(jìn)劑就需要耗費540萬美元(約合人民幣3456萬元人民幣)的成本。
帶貨上太空的關(guān)鍵在于貨物的重量和體積,人類帶往太空的不僅僅是食物和補給品,也有燃料、科學(xué)儀器、甚至于一些醫(yī)療用品,所以不但運輸時要求極高,也在重量和體積上帶來更大挑戰(zhàn),更不要說人類建造空間站之后需要持續(xù)不斷地提供資源補給,這和衛(wèi)星發(fā)射上天之后便可“一勞永逸”的性質(zhì)完全不同。
正因如此,SpaceX成功的關(guān)鍵——可回收火箭技術(shù)才會成為馬斯克和SpaceX被看好的關(guān)鍵,不過中國也在研發(fā)可回收火箭技術(shù),國家隊中的長征8 R、長征6 X,民間隊的翎客RLV-T5、星際榮耀2號、雙曲線3號等火箭,若能在近幾年實現(xiàn),那么未來無論是帶人還是帶貨上天,都將大大降低成本。
如果說“帶貨上天”像帶登山鎬爬珠穆朗瑪峰,那么“帶人上天”就是名副其實的徒手攀巖,難度巨大、危險重重,并且需要長期規(guī)劃。中國的神舟飛船項目,便是以此為目標(biāo)進(jìn)行規(guī)劃,目的是為了完成中國人進(jìn)入自己的太空空間站,在太空生活,并最終能夠成為太空“住戶”,實現(xiàn)更多科學(xué)突破。
相比較而言,杰夫·貝佐斯的藍(lán)色起源火箭公司,則是從商業(yè)角度出發(fā),希望人人都有機(jī)會去太空旅游,但目前也還沒有實現(xiàn),考慮到官方售出的一張2800萬美元的太空票價,這趟10分鐘左右的太空旅行,大約每分鐘要燒掉神秘旅客280萬美元的成本,從中也可以看出載人航天的成本之高。
不過,除了科學(xué)考察和太空旅行,別忘了人類的終極目標(biāo),那便是不受地球束縛,真正通過太空成為“星際物種”。馬斯克就毫不諱言以此為目標(biāo)來規(guī)劃他的SpaceX,從目前來說,人類還只有能力登上月球,想要如同馬斯克設(shè)想“老死在火星”似乎還有很長的距離。
包括飛船的生命維持系統(tǒng),登上其他星球的可持續(xù)能源系統(tǒng),動力系統(tǒng)等都還有很多技術(shù)難點需要突破,但至少,如今的太空競賽又變得充滿看點,目前只有俄羅斯、美國、中國實現(xiàn)了載人航天的目標(biāo),而要飛往星辰大海,這看起來還只是“一小步”。
盡管距離我們普通人上天“走一走”的時代還有點遙遠(yuǎn),但圍繞太空的商業(yè)機(jī)會卻藏在這個時代的每一個角落?;氐絿鴥?nèi),除了國家隊的實力有目共睹,中國商業(yè)航天時代的大幕也早已拉開。
得益于國家政策的支持與引導(dǎo),資本、技術(shù)、人才紛紛涌入,中國商業(yè)航天領(lǐng)域近年來發(fā)展迅速,我們能看到的商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用也越來越多,“薇婭賣火箭”、“B站發(fā)衛(wèi)星”這些出圈的事件背后,資本在對商業(yè)航天領(lǐng)域逐漸加碼。
烯牛數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2018年商業(yè)航天領(lǐng)域共發(fā)生15起投資事件,披露獲投金額14億元。而到2020年,商業(yè)航天領(lǐng)域融資額突破100億元,2020年底,全國共161家商業(yè)航天相關(guān)企業(yè)注冊,如今已不再需要討論是否“重新發(fā)明車輪”,伴隨中國航天技術(shù)的不斷進(jìn)步,越來越多創(chuàng)業(yè)者正在瞄準(zhǔn)太空。
比如核心定位在“互聯(lián)網(wǎng)+位置”的千尋位置,這家公司在2015年成立之后便基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)基礎(chǔ)定位數(shù)據(jù)為客戶提供定位算法,讓包括廣汽、上汽、大疆等公司的產(chǎn)品擁有“厘米級定位”和“毫米級感知”的定位能力,這一年也被很多創(chuàng)業(yè)者稱為“中國商業(yè)航天元年”。
再比如2014年年底成立的長光衛(wèi)星公司,不但出現(xiàn)在了薇婭直播間購買4000萬元火箭,并且負(fù)責(zé)B站的衛(wèi)星發(fā)射。這家公司在2015年發(fā)射了自主研發(fā)的“吉林一號”衛(wèi)星,開創(chuàng)了我國商業(yè)衛(wèi)星應(yīng)用的先河。
以138顆“吉林一號”衛(wèi)星組成的星座便是其目前核心工程,具備全球一張圖一年更新2次、全國一張圖一年更新7次的能力,并提供農(nóng)林生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測、智慧城市、地理測繪、土地規(guī)劃等各領(lǐng)域的遙感信息服務(wù),這些服務(wù)正伴隨國內(nèi)公司的投入不斷降低成本。
不過,國內(nèi)公司在商業(yè)模式上依然需要探索。航天科工火箭技術(shù)有限公司市場部部長曹夢提到:“對于發(fā)射服務(wù)端,衛(wèi)星用戶出錢購買發(fā)射服務(wù),火箭公司收到錢再提供服務(wù),這個商業(yè)模式已經(jīng)很成熟,但衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域尤其低軌衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域,截至目前還沒有完全跑通的商業(yè)模式出現(xiàn)。”這或許也是國內(nèi)類似星鏈計劃的低軌項目由航天科技與航天科工而非一般商業(yè)公司實施的原因之一。
盡管如此,我們依然能看到圍繞太空和衛(wèi)星的商業(yè)機(jī)會對我們現(xiàn)實生活的巨大影響。攝影測量與遙感專家、中國科學(xué)院院士李德仁談到,如今中國已經(jīng)進(jìn)入到商業(yè)航天經(jīng)濟(jì)時代,“未來至少有5個萬億產(chǎn)業(yè)和航天經(jīng)濟(jì)有關(guān)”,其中就包括“城市信息模型平臺建設(shè)”、“城市運營大腦建設(shè)”、“機(jī)器人、自動駕駛相關(guān)應(yīng)用”、“全天信息實施智能服務(wù)系統(tǒng)”。
比如前不久,哈爾濱在與航天科技集團(tuán)合作中,就利用衛(wèi)星遙感、無人機(jī)、探地雷達(dá)、激光推掃車和人工普查結(jié)合,歷時一年半,探測核實了城市地下各類管線1.9萬公里,300余萬個城市部件數(shù)據(jù),不但弄清了哈爾濱的每一處井蓋,還弄清了每一根電線桿、變電器,過去這樣復(fù)雜的工作往往需要耗費數(shù)年時間,如今卻只需一年半便能完成。
可以看到,隨著中國城市化進(jìn)入下一階段,未來我們對于衛(wèi)星等太空服務(wù)的需求也將越來越垂直和深入。
艾瑞咨詢《2021年中國商業(yè)航天發(fā)展報告》指出2021年全球航天發(fā)射將再創(chuàng)紀(jì)錄,中國在發(fā)射量上僅次于美國,未來潛在市場十分廣闊。
但從目前的情況看,衛(wèi)星公司的產(chǎn)業(yè)鏈整合很難有效展開是一大弱點,民用市場仍然需要5-10年時間才會迎來技術(shù)型人才的成長并出現(xiàn)成熟產(chǎn)品。
我們還要意識到,火箭只是發(fā)射的一環(huán),從立項設(shè)計到最終發(fā)射是極其龐大的系統(tǒng)工程,因此不能以制造業(yè)的思路審視火箭,也不能以常規(guī)手段整合火箭產(chǎn)業(yè)鏈。
攻克技術(shù)難點,尋找諸如垂直回收、模塊化設(shè)計、積累衛(wèi)星研制經(jīng)驗等方面的能力才是提升我國航天領(lǐng)域整體實力的方法。
但無論是國家隊還是民間隊,中國在太空領(lǐng)域的商業(yè)探索現(xiàn)在正當(dāng)時。
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