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中国航天,正视差距,找到路径

尹铭 太空那些事儿 2024-01-03

正视差距,是进行追赶的前提,现在这个前提的“建立”透进来一束光,这束光能否找出一条路,尚需拭目以待。
全文4520字,阅读时间约15分钟
近期,航天科技集团的《自觉增强忧患意识…》一文引起广泛关注,光明网也发表评论员文章《当我们提出要对标SpaceX》。
如果决定要启程,关键的问题就不在于终点在哪里,而在于“重点”在哪里,路径是什么。换言之,要做成什么样子。SpaceX已经打了样,我们第一步已经完全可以按图索骥,而不用重新发明车轮。
所以最关键的问题,即前述之所谓“重点”,就落在两点:个体与环境。
  • 个体:SpaceX如何做到
  • 环境:什么使得SpaceX能够做到
我们不妨展开来说说。
SpaceX如何做到

SpaceX现在的状态,通过发射能力、市场价格星链系统、民族共情几个关键词可一目了然。

  • 发射能力
截至12月3日,SpaceX在2023年已完成累计发射91次(年初计划发射100次)。在过去5年,这个数字分别为:2018年21次,2019年13次,2020年26次,2022年61次。

图/SpaceX发射质量(2018-2023.11)

除了发射次数,让人更为称道的是发射载荷质量。截至11月底,SpaceX在2023年已完成累计发射载荷质量1041吨。(2022年美国全年发射载荷质量734吨,中国197吨)
  • 市场价格
强大发射能力带来的是极具竞争力的发射报价,与全球发射价格相比,猎鹰火箭和未来的星箭,发射价格“断崖式”的下降。

图/Space发射价格区间(猎鹰9及星箭预估)
  • 星链系统 

SpaceX2014年提出规划,2019年开始发射的低轨互联网星座,截至2023年12月3日,SpaceX星链总发射数量达5536颗,仍然在轨约5166颗。

图/星链服务区域
SpaceX已向全球大部分地区开通了星链服务,并开始与美国军方合作,规划建星链的军用版-星盾。
SpaceX官网公开介绍里,星盾是为政府(军方)用途而设计,主要设计方向为对地观测、通讯、托管载荷。
  • 民族共情
SpaceX带来的影响,绝非只是火箭发射和卫星通信的能力,而是同阿波罗时代形成的,基于航天能力的美国人爱国热情和民族自豪形成了“接力”,再一次唤起了美国的民族自豪感,是对美国梦的强有力支撑。

图/SpaceX星箭发射时,民众自发观摩盛况

美国在政治领域历来存在割裂和分歧,然而在重大科技领域,从来都是民族自信的来源,也是凝聚力的重要来源。

什么成就了SpaceX?通常能总结出几点:

  • 马斯克个人的使命感和号召力

  • 快速迭代,重塑系统工程

  • 商业驱动,市场牵引,国家任务牵引

  • 波音、洛马时代形成的高起点

 不管马斯克如何抨击波音洛马是如何的臃肿和低效,毫无疑问,没有波音洛马前期的探索和积累,就不可能有SpaceX的站在巨人肩膀上。
鉴于美国在航天领域一直以市场主体为主要参与者,上述这样的视角颇有中国特色的对话风格,但不论如何,凡事都有其前世今生,对当下的状态的解构,既要往未来看,更要往过去看。
因此,当中国航天要对标SpaceX的时候,特别值得我们思考的是我们的国家队目前有没有对齐波音洛马时代就已经形成的系统工程管理能力和研制成果。
从国有航天作为中国航天的核心战略力量角度,是否应该让国有航天去对齐SpaceX是个非常重大的问题。
国有航天应该更加聚焦尖端领域、深空领域,把低轨建设的空间释放出来牵引商业航天发展。如果国有航天同商业航天进行竞争,对于未来商业航天究竟能走多远,势必也有重大影响。
如果国有航天成为对标SpaceX的载体,我们会不会丢掉呕心沥血建立起来的以稳定可靠为方针的国有航天的特点,从一个极端到另一个极端,着实值得提前想清楚。
从美国商业航天的发展,我们可以找到一些可借鉴之处,即美国在扶持SpaceX的时候,就是通过低轨的商业任务和服务采购来实现的,而不是让波音洛马变身,这是经验证有效的策略,更是一种必须的风控,否则有可能出现SpaceX没出来,还丢掉了已有的优势。
举例来说,2021年开建的铜川动力试验基地(即中国宇航新动力铜川试验中心),计划建设10余座大型航天液体动力试验设施。据新闻报道:“十四五”期间,六院下属的航天商发将面向市场、客户和总体,着力打造商业航天发动机市场营销体系、科研生产管理体系、质量体系,建成具备300台/年总装能力的脉动生产线。
航天国家队,是否应该在航天核心领域取得遥遥领先为己任,在此目标达成之后再大兴土木,追求商业成功。在过度追求商业收益的背景下,如何履行好研制大国重器的职责?是需要定好位、导好向的。
什么使得SpaceX能够做到
当我们看待SpaceX的时候,我们需要把空间打开来看,建立一个更广域的视角:美国不止有SpaceX。
具体来说,SpaceX代表的是在一个领域取得的极致成绩,所以SpaceX在美国只是众多超级独角兽中的其中一个,放眼未来,在高端半导体、太空发射、人工智能领域这几个领域,美国都在诞生将要超越Magnificent7的新型巨头,当下的体量都是1000亿美元起,未来都必将是万亿美元的市值及全球高度的垄断能力。
今天的话题,我们只从成长过程、行业管理、官方扶持、开放市场几个点,深度谈下SpaceX的成长环境。
  • 成长过程充满了质疑

对于起始阶段备受质疑这一点,SpaceX的经历和中国商业航天的发展并无二致,这是必然,也是理所当然。从市场经济的角度,社会没有义务理所应当给予新兴事物以认可和支持,只有经历了磨练证明了自己生命力才能谈认可和尊重。
从这个角度来说,中美是类似的,中国商业航天发展的过程,也是备受来自科研院所以及社会各方的质疑,这是正常的,也是合乎常理的。
  • 全过程伴随着官方的支持和扶持

2018年至今,美国政府、军方等机构在不同时间给到了SpaceX诸多任务。从这个角度来讲,美国在商业航天领域的战略是明确和清晰的,并且把SpaceX当成了战略落地的载体和抓手。

图/SpaceX载荷方类型分布(2018-至今)

通过一家龙头企业,重塑了美国航天的能力和格局,建立了一个新时代。(星箭运输价格降低至200美元/公斤的航空运输价格水平,单次可以运输200吨,即将实现洲际点对点运输)

图/近年来美军方委托SpaceX的项目,图源/太空安全

后续12月11日,SpaceX重型猎鹰火箭还将承担X-37B轨道测试飞行器(OTV-7)发射任务(185 x 35188公里x48.25度倾斜轨道)。

  • 因时而变的行业管理举措

就在11月17日,星箭Y2发射的前一天,SpaceX针对火箭栅格舵的作动机构进行了更换,这固然是发展到现阶段的SpaceX艺高人胆大的能力体现,但背后更是FAA对于美国的商业航天企业针对试验的有限目标进行精准管理所带来的成效,即给到SpaceX这样的企业较为充分的技术自主度来开展研制验证。
另外,SpaceX目前的发射申报采用一次报批年度计划,后续发射做简易核准的方式,程序可操作性强,也极大保障了高频发射的实现。
究竟是SpaceX太强带来了这样的监管模式,还是监管模式促进了SpaceX变强,这是个辩证的关系,见仁见智。但是实事求是、具体问题具体分析下是颠簸不破实现高效的底层法则。
如何导向,还是要通过举措来充分体现出来,而且需要从上到下统一思想,如何从严格管控到有力促进,这是个关键问题。
  • 完全开放的市场

如果说SpaceX发展的前半段是关于国家任务和军事任务牵引SpaceX火箭发射能力的壮大和超越,那么后半段,就是基于卫星互联网建设和运营的市场完全开放来建立在低地球轨道的统治能力。
在当下,基于美国的路径,我们可以说,商业航天的未来就是低轨卫星互联网,只有这个超大型的基础设施才能最大化牵引发射能力和卫星制造能力的代次性进步。
在低轨卫星互联网建设的准入方面,美国在频率许可层面做到了“举国体制”,谁行谁上,不存在国家自废武功的内部频率管制,市场主体可以高效的面向ITU自主申请频率,占有频率,真正高效的“占频保轨”。
这是当前摆在中国商业航天和卫星互联网基础设施建设发展面前的核心问题,是最为重大的问题,即天基新型基础设施的建设不可能完全依靠国家财政经费支持(不具有资金面的现实可行性),必须依靠社会资源和社会资本。
但是,只有能够把市场放开,资源才能导入,在当前的总体规划中,卫星物联网建设的单一最大甲方仍然是国家,这就意味着,国家资金必然是最大甚至是唯一的买单方,是否行得通,不言自喻。
什么叫市场放开?那就是“阿猫阿狗”都是可以参与卫星互联网的建设和运营。只要能够把市场活跃起来,把商业闭环跑通,可以边发展,边完善,边治理,不能反过来开始就是管控,导致因噎废食,自废武功。
商业航天产业刚刚起步的阶段,有很多来自于传统航天的说法,大意(其实是原话):航天是国家干的事儿,不是“阿猫阿狗”都能做的。这种思想和言论非常值得斟酌,谁是国家,谁又是“阿猫阿狗”。
站在当下,国家就是匹夫,所谓国家兴亡、匹夫有责;社会资源可能就是所说的“阿猫阿狗”,如果确实如此,中国航天(指中国的航天事业)从大到强的一个基础,就是“阿猫阿狗”也能参与建设,也能贡献力量。
回到卫星互联网,国内商业航天正在行动,且已有进展。
卫星公司银河航天在卫星互联网的工程建设和运营方面已经撕开了一道口子,也通过实力在证明商业企业一样可以平等参与卫星互联网工程的建设和运营,一样可以作为频率的操作者,甚至成为领域生力军。
展望未来,与时间做朋友
中国的商业航天发展,包括"中国版SpaceX"的产生,不可能一蹴而就。但是基于行业特点和航天事业本身的规律(强研发、重投入、长周期),中国的商业航天经历了百舸争流之后,花落几家是可以预期的。
虽然中国的产业容易陷入极度内卷,但就商业航天来说,卫星、火箭企业加总,能有三、五家最终幸存和壮大,已是乐观估计。
美国在发展的高峰时期,主要商业航天企业没超过50家,这固然是由于美国的知识产权保护以及由此带来的创业企业对于差异化定位的更高追求,结果是目前已经回归到火箭加卫星加应用不到10家确立了各自领域的领军地位。
在这样一个强者恒强(SpaceX之下,尽是焦土)、寡头属性明显的行业,国家和社会如何有的放矢,避免“天女散花”、“眉毛鼻子一把”从而带来“一哄而上”、“一地鸡毛”的局面,从实现资源高效集约的角度,尤其结合当下的资金面,务必需要深入研究、理性判断。
以航天驭星为例,已建成包含超过50台套地面站的商业卫星地面站网,服务范围覆盖欧洲全境、亚洲、南美洲、非洲大部分地区。这就属于在测控领域已经建立起的护城河,护城河的建立需要时间,这些时间大部分是靠钱买不到的。
图/航天驭星卫星测控指挥中心,图源/光明网

商业航天企业必须做时间的朋友,看当下商业航天企业,就要看时间做了谁的朋友,积累了基于时间的护城河当下。

在11月重庆举办的空天信息产业大会上,银河航天CEO徐鸣的演讲中,提到了商业航天要敢于做大国重器,深以为然。

什么是属于商业航天的大国重器?
商业航天的大国重器,一定不是火星车、中继星或者空间站,而是填补国有航天空白的技术路线和产品,自主投入和研发产生的全新成果,是代表着全球航天发展方向的全新产品。
在火箭、卫星、测控、遥感应用、通信载荷领域,均已出现明显的头部企业,在融资、基建、研发投入、关键产品突破、填补空白、成功验证等方面都取得了较大的竞争优势。
未来,领域内各赛道的领军企业最大的敌人就是自己,只要自身不犯错误,就能看到曙光。
正视差距或许不难,找到路径才是关键。



参考及引用:

https://mp.weixin.qq.com/s/6tq_2x4hhKoNvchdZNwpUQ
https://mp.weixin.qq.com/s/NPSNCpAaN5-BHACLBYXZ1w
https://mp.weixin.qq.com/s/RS9iPkicK-glTxoPn73rMg
https://mp.weixin.qq.com/s/MO9mylnAFQxK6OE66YFFaw
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1777985552733645118&wfr=spider&for=pc
https://mp.weixin.qq.com/s/F7Lyl6gjfntHh_eECj6-VQ
SpaceX官网、百度百科、wiki百科及网络公开资料。

Armstrong的空军之翼、航天爱好者网对本文亦有贡献。



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