杨毅强：再论美国商业航天，及对我国的启示（下）
杨毅强：再论美国商业航天，
及对我国的启示（下）
本文整理自2020年4月27日“中科连线青年科学家百人讲坛”专家讲座
杨毅强博士，研究员，中国科学院空天飞行科技中心主任，中科宇航公司董事长，长征11号火箭首任总指挥，原空射运载火箭行政总负责人。
通过简单介绍美国商业航天，或者说美国太空方面军民融合的发展情况，以及世界航天行业发展趋势，针对我国目前商业航天的现状，提出一些想法。前文回顾 | 杨毅强：再论美国商业航天，及对我国的启示（上）
如果要给商业航天下一个定义的话，可以说商业航天是以市场为主导，采用市场手段机制，按照市场规律开展的航天商业活动。简而言之，商业航天就是以盈利为目的的、市场经济的航天，是航天回归工业化本质的一种表现。
自2015年提出概念至今，中国的商业航天可谓风起云涌，取得了长足的进步。
三、中国商业航天的机遇
资本方面，中国资本市场的繁荣程度，仅次于美国；人才方面，两大军工集团具备良好的造血机制，人才储备充足；技术方面，新技术不断发展，并充分利用国际合作，与航天强国的距离不断缩小；政策方面，中国政府、军方大力支持商业航天发展；市场方面，正在迎头赶上，逐步成熟。
在这样的发展条件下，中国商业航天取得了蓬勃的发展。据不完全统计，截止2019年8月，国内的商业航天企业达到了140余家，其中火箭企业超过14家，包括从卫星研发制造到规模化生产的卫星企业超过30家，卫星测控运维企业达到16家，以及众多的卫星配套、运营、应用等企业。
四、中国商业航天的发展现状
两大军工集团都推出了自己的商业航天计划。但笔者认为，国家队的商业航天严格来说，并不是纯粹的商业航天，更多的是航天的商业化。
就火箭而言，我们欣喜地看到，去年星际荣耀公司的双曲线1号火箭发射成功，这是中国民营火箭第1次能够将卫星送入轨道；另外，蓝箭航天研制的80吨级的液氧甲烷发动机、星际荣耀研制的15吨级的液氧甲烷发动机，也取得了长足的进步，试车的总秒数达到了千秒以上。另外还有一些发展低成本液氧煤油发动机的企业，也正在进行一些试车，并且取得了比较大的技术进步。
我曾在2016年武汉第二届商业航天大会上做过一个演讲，当时行业讨论的还是单星或少数几颗星的技术验证，几千颗星、几万颗星的星座在当时来说，简直是天方夜谭。然而仅过去短短四年，如今我国的低轨星座计划纷纷上马，卫星总数加起来不少于3千颗。为什么？大致原因有两点：
首先，在轨道高度范围十分有限，频段高度集中的情况下，卫星轨道和频率的竞争将越来越激烈。由于轨道和频谱在国际电联的有效占用时间非常有限，如果不能如期发射卫星，原来的轨道和频谱使用权就将失效，因此各星座所有方必须要抢先发射卫星，实际占用轨道和频谱，以应对国际轨道频谱争夺越来越激烈的严峻形势。
其次，“6G=5G+卫星网络”的概念已经出现，低轨卫星通信与5G的融合，是当前发展的趋势。
目前，中国政府从政策和法律上都在积极鼓励商业航天的发展。政策上，早在2016年，国务院发布的《2016年中国航天白皮书》，明确鼓励民营资本进入航天领域。2019年6月10日，国家国防科技工业局、中央军委装备发展部联合发布了《关于促进商业运载火箭规范有序发展的通知》，首次就商业运载火箭的科研、生产、试验、发射、安全和技术管控等有关事项进行了全面的规范与要求。在法律制度方面，由于目前国家航天法还没有正式颁布，航天领域相关的一些法律法规，相对还比较少。目前我国涉及航天发射和空间活动的法律法规是《空间物体登记管理办法》和《民用航天发射项目许可证管理暂行办法》。我个人认为，完善的中国航天法有望在3~5年内出台。
另外值得称道的是，我国地方政府对航天相关领域的建设表现出了极大的热情。不久前，山东海阳开始建设中国的东方航天港，此外，在宁波、在海南的文昌等，都有相应的建设的规划。
五、世界商业航天的发展趋势
中国航天发展不可能独立存在和发展，我们来看一下全球商业航天的几个发展趋势。
低轨小卫星研制周期比较短，成本低廉，这使低轨卫星成为未来商业航天发射市场的一个最主要的需求。美国仅仅SpaceX公司就要发射42,000颗星链卫星，美国其他公司、欧洲以及我国都有大量的低轨卫星需要发射。
应该说各种大型乃至巨型的星座计划，除了使卫星的轨位频率资源竞争态势会更加激烈之外，对国际的规则，乃至军事、政治、文化都将产生较为巨大的影响。
不过，在卫星星座蓬勃发展的今天，也要保持清醒的头脑。全球低轨互联网星座巨头OneWeb的“倒下”，就是一个令人深思的例子。
事实上，OneWeb星座的建设已经开启。2020年3月14号，OneWeb一次把34颗卫星送入了轨道，使得该公司在轨的卫星数量达到了74颗。OneWeb原本的目标是2027年前能够建立覆盖全球的低轨互联网星座。另外，这家公司为了尽快完成组网，在卫星制造上引入了汽车制造的概念，把卫星的各系统模块化、组织化，在生产线上大量使用自动化设备，通过批生产来大大降低卫星的成本。在此模式之下，OneWeb的卫星工厂号称具备周产10多颗卫星、年产600多颗的能力。
可惜的是OneWeb还未来得及实现自己的目标，就不得不申请破产保护。其原因大致有如下两点：
其一，毫无疑问是受到本次席卷全球的新冠疫情的影响，疫情导致股票的大跌和金融和供应链的动荡，最后加速造成了它最大的投资者日本软银集团的投资困难。
其二，像这样的互联网星座需要前期大量的投入，即使开始运行以后，仍需要频繁的资金注入，一直到形成稳定的盈利能力。
我们不妨将SpaceX公司的星链星座和OneWeb星座做个对比，SpaceX的计划是今年发射1440颗卫星，先形成局部服务能力，甚至这一部分有可能剥离后独立上市，形成一个融资通道；而OneWeb公司是一次投入、一次建成，投入资金巨大，资金回收也极为缓慢。这两种模式的对比，值得我们去思考和借鉴。
智能化：主要是智能测试、智能飞行。
绿色化：主要是发展无毒、无污染、绿色的液体火箭和中小型固体火箭。
低保障：要降低对发射场的依赖和需求，提高组网效率和降低发射成本。SpaceX的猎鹰火箭就是“三平一垂”的方式：水平总装、水平测试、水平运输、垂直发射，而不是传统的三垂方式。降低了发射场建设的费用，也降低对发射场保障的要求。
快响应：80、90年代火箭发射场准备时间需要大约40多天，现在大概需要20多天到一个月左右。如果一颗卫星的寿命只有3~5年或者5~8年，组网却要耗费一年甚至更长的时间，显然是不可取，这就要求火箭必须具备快速响应的能力。
低成本：目标是把现在国际上每公斤3到5万美元的发射成本，拉低到每公斤1万美元以下。
由于历史原因，我国的发射场大都是由过去的导弹靶场改造而来，而且大部分位于内陆。我认为，未来我国商业航天发射场的发展趋势是沿海布局、军方把控、军民融合、军民共用。此外，海上发射也将成为我国一种不可或缺的发射方式。
商业火箭、卫星测控、运维将向测运控一体化，服务全球化、国际化，全球覆盖，天基、地基相互补充的方向发展。2019年6月5日，长征十一号火箭海上发射，天链测控公司首次实现了运载火箭的全程测控，并把全部的遥测数据和飞行图像实时发回北京中心和用户。在卫星测运控方面，他们也具备了对卫星星座构建控制的能力。据不完全统计，天链测控、航天驭星这几家公司现在运维的卫星达70颗甚至更多，这标志着我国商业测控能力已经得到极大提升，也说明国内的商业测控公司已经初步达到工程实用的水平，初步具备了星座测控运维能力。
六、对中国商业航天发展的
探讨和建议
总体来看，中国商业航天的发展还需要经过一个艰苦和漫长的成长过程。
1、中国商业航天的发展需要一个良好的商业环境，要有一个开放的市场和一个成熟的航天产业，特别要探讨如何形成成熟的商业模式，或者说盈利的模式。
2、要靠技术创新来引领，通过技术的进步来降低成本，而不是低价格比拼，更不是低水平的重复。
3、中国商业航天绝不是从头做起，而是要把我们60多年积累的传统航天基础，快速转化成商业航天产业链体系和人才模式。
4、要打破封闭，要用纯商业思维、用盈利的目标来选择商业模式和技术路线。
美国早在1969年，就实现了阿波罗登月计划；而美国近几届政府都提出要重返月球，把月球作为深空探测的一个基地、一个中转站；美国政府已经公开宣布国际空间站商业化运营，对商业公司开放；以SpaceX为代表的商业火箭公司则明确提出了登陆火星、殖民火星。对照美国这个航天强国的发展路线，中国航天该何去何从？
我认为，对中国而言，我们的科研、工艺水平在国际上已经具有相当的竞争力，传统的封闭模式已不适应当今商业航天的发展，不利于技术的进步，也不利于管理能力的提升。中国航天未来发展应该是多元化的，有国家队负责完成重大的国家任务和军事要求，还有混合所有制队、民营企业队等参与市场竞争，打破封闭，多元化发展，形成一个开放共享的局面。目标只有一个，就是赶超世界航天强国。
中国航天已经走过了64年的辉煌历程，从无到有、从小到大、从弱到强、成绩卓著，是我国科技事业的重要象征。在深化改革开放、军民融合的今天，更应该充分发挥全社会的力量，大力发展商业航天，打破封闭，实现多元化发展，努力赶超世界航天强国，加快航天强国建设的步伐，走上一条更加健康的、自主可持续发展的道路。
作者介绍：
杨毅强博士，研究员，中国科学院空天飞行科技中心主任，中科宇航公司董事长，长征11号火箭首任总指挥，原空射运载火箭行政总负责人，多年从事我国固体战略型号，固体运载火箭研制管理和航天系统工程管理工作，先后参加和负责4个国家航天型号研制工作，获航天科技集团科技进步一等奖等多项成果，获中国航天基金会授予的航天奖、国防科工委授予的个人二等功，多次获得中国运载火箭技术研究院授予的长征奖。
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