发布时间:2024-03-08 05:03:27 | 来源:金年会手机网页版登录 作者:jinnianhui金年会官网 | 阅读量:46
试想在海边,打开手机推送,看着上面实时播报的当地紫外线强度、海温高低、海岸风浪等级等信息,来决定今天要不要做日光浴。这样的场景已不是幻想。不远的未来,婺源哪里开着油菜花,香山哪一棵树的叶子红了,诸如此类的信息都能通过手机端直连卫星的App来获得。
这类服务得益于低轨卫星互联网上的遥感卫星。2月3日,来自吉利未来出行星座的11颗卫星,搭载长征二号丙运载火箭进入预定轨道,组成了全球首个商用通信—导航—遥感一体星座的一部分,目前已有20颗卫星在轨。按吉利控股集团计划,该星座今年将完成一期72颗卫星的组网部署,实现全球实时数据通信服务。
这还只是冰山一角。今年,来自国家卫星互联网建设计划“星网工程”的部分卫星即将陆续升空,最终计划在10年内形成拥有1.3万颗星的巨型星座。作为卫星的载体,火箭的发射为规模化组网发射做着积极准备。
2023年,国内共完成67次火箭发射,仅次于美国,占全球火箭发射次数的30%,其中48发来自中国航天科技集团。与此同时,民营商业航天异军突起,占据13发,商发数量、发射份额、发射成功率等都创下历史新高。
商业航天迎来增速的同时,中国企业与美国太空探索技术公司(Space X)的差距并未被忽视。国际宇航科学院院士、中国遥感委员会主席顾行发告诉记者,SpaceX在全球商业航天领域开启了低轨卫星互联网的国际竞争局面,其在高效、低成本的海量卫星星座建设、配套业务及市场规模方面依然领跑全球。未来中国需要进一步实现通信—导航—遥感一体化,以及卫星服务的大面积用户覆盖。“商业航天不是基础设施的商业化,而是服务的商业化。”
在北京亦庄,以荣华南路为核心,西起地泽路东至宏达中路的一片区域,素有“火箭一条街”之称。该区域半径不到两公里,却坐落着中国市场估值最高的几家民营火箭企业。如果以成功发射入轨为指标,截至去年,国内已有5家商业火箭公司达标,分别是星际荣耀、星河动力、蓝箭航天、天兵科技、中科宇航。
今年1月11日,“引力一号”遥一商业运载火箭在山东海阳附近海域试飞成功,将搭载的3颗云遥一号气象卫星送入预定轨道。该箭由商业火箭公司东方空间自主研制,创造了全球起飞推力最大固体运载火箭、世界首型全固体运载火箭等多项纪录。如今,东方空间靠“引力一号”成功跻身第6家达标企业,同排行榜上的几位行业前辈在火箭一条街上“论箭”。
“除了蓝箭航天的CEO张昌武是投资人出身,其他几位和我一样都是国家队出身。”对记者谈起竞争对手时,布向伟显得了如指掌。
他是东方空间联合创始人兼联席CEO、“引力一号”总设计师兼总指挥。2010年硕士毕业后,他进入了中国航天科技集团有限公司第一研究院(以下简称“航天一院”)工作,曾参与长征十一号运载火箭的研制。2020年,其与几位创始人联合成立了东方空间。
北京星河动力航天科技股份有限公司(以下简称“星河动力”)董事长刘百奇也在航天一院工作过7年。他告诉记者,离开国家队来商业“拓荒”可以称作是时代的召唤。他在2018年创建星河动力时,国家对商业航天已多有支持。2014年,国务院出台《关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》,首次打破民间资本参与商业航天的政策门槛。
2015年,国家发改委等部门联合发布《国家民用空间基础设施中长期发展规划》,明确鼓励民营企业发展商业航天,此后中国航天开始由政府主导向市场推动转变,这一年也被称为中国商业航天元年。蓝箭航天、星际荣耀等第一批商业航天企业都在这一时期成立。
2020年6月,东方空间成立。三年里,其“卷”出了全球最大固体运载火箭。“引力一号”研制团队共开展了23项大型地面试验,超过1450次试验迭代,其中大部分都在2023年内完成。布向伟称,2023年自己出差的时间加起来超过190天,这个数字还远远比不上一些员工。
布向伟回忆,不仅实验需要现场盯,每一次实验发现故障后,都要连夜排故,遍历此前生产的所有环节。“引力一号”自控动力系统试车时,所有的产品都准备好了,在北京测试时没问题,一到海阳发射场的试车台上做点火测试,就发现气密性未达标,这是致命的故障。试车台是流水线天之后产品要撤出的压力,因为要换其他企业的产品做测试,所以必须在一天之内把故障解决,包括把产品拿回生产厂家去拆解返工。
“卷”似乎成了一种通用的技术迭代模式。布向伟表示,2023年9月底,“引力一号”进入东方航天港后,一直在为发射做准备,主要涉及火箭的总装和合练。合练就是让火箭和发射场的相关设施、包括发射台进行匹配演练。多次合练期间还穿插发射台底部防热等测试工作,进行了多项小技术的快速迭代,从而利用有限的时间和资源将故障风险降到最小。
“卷”的过程中也涌现出不少业内共有的问题。目前,企业做产品测试几乎都是各地跑的模式。市场上有很多专业机构,提供振动实验、发动机试车等环节的测试,企业必须选择有资质的机构,让专业人员进行操作。各地的实验设施不一样,例如火箭的静力加载实验,工位不一定能排上,加载能力也不一定适配自家火箭,所以只能反复挑地方。
在布向伟看来,商业航天要做的是把一些国家队的成熟技术低成本化。这一过程存在巨大的创新空间。企业要改变国家队固有的协作配套模式,改变火箭用材和工艺等,追求全机械化的全流程操作,降低成本的同时提高可靠性。商业航天特有的快速迭代、开放性和高效管理理念也将反哺国家队。国家队承载了基础研究、国际竞争等任务,而满足市场用户需求是商业航天的第一要务。
国际宇航空间运输委员会杨宇光表示,商业航天在整体规模尚小且缺乏经验的情况下,会依赖国家技术和人才的外溢。比如2023年4月,天兵科技发射的“天龙二号”遥一液氧煤油火箭实现了中国液体火箭的成功首飞,其使用了航天六院研制的液发-102发动机。
顾行发认为,国家队成员创办民营企业后,市场机制的引入倒逼创新,形成稳步系统发展的国家队和低成本高风险的商业队,二者协同发展,共同降本增效。
目前,业内公认,要实现降本增效,企业必须完全或部分走可复用液体大火箭的道路。可复用面临的既有基础科学问题,也有工程技术问题。
例如,去年送SpaceX的新型运载火箭“星舰”上天的第二代“猛禽”液氧甲烷发动机,仅1.3米喷口直径能提供200吨级推力。蓝箭航天自研的“天鹊-12” 一级火箭发动机是国内唯一投入使用的液氧甲烷发动机,去年7月送“朱雀二号”上天,其喷口直径1.5米,推力为80吨级。越小的喷口和越大的单机推力意味着能够并联更多发动机、以更经济方式获得更大推力。
布向伟认为,国内可以退而求其次,放弃一定的推力面积比,先实现液体箭的回收,然后通过产品快速迭代实现具体指标的赶超。这也是东方空间在研的“引力二号”液氧煤油火箭未来要走的道路。今年1月,东方空间完成近6亿元B轮融资,用于其自研的“原力-85”百吨级液氧煤油发动机研发与生产工作,加速“引力二号”的研制。
即使死抠技术细节,火箭发射失败也是兵家常事。星际荣耀的“双曲线年首飞成功后,接连经历了三次复飞失败,箭上卫星全部损失。2023年,星河动力共有7次火箭发射记录,为当年民营企业之首。其中, “谷神星一号”遥十一箭发射失利。此次失利后23天完成错误归零,75天完成复飞。
刘百奇称,此前,业内普遍有着发射务必成功的压力,如今,业内外对成败的看法趋于理性,人们认识到一些偶发的失利是难免要交的学费。这使得企业失利后能客观迅速地寻找原因,保持敢打敢冲的劲头。
顾行发认为,在市场和政策的加持下,目前国内商业航天已经进入了快速发展阶段,形成了既有独立自主创新又和国际接轨的完整产业链,不存在某一个环节卡脖子的情况。资深航天技术学者黄志澄向记者表示,中国商业航天的起步阶段已于2023年结束,今年开始步入成长阶段。
北京微纳星空科技有限公司创始人、董事长兼总经理高恩宇是卫星从业者,对这一阶段转变深有感触。他告诉记者,去年商业航天首次被中央经济工作会议“点名”后,许多航天人都在朋友圈刷屏庆祝。从“元年”算起,中国商业航天迈入了第九个年头,已经不能再用“拓荒”去形容行业生态了。大部分企业都有了相对成熟的技术方向,接下来的主要任务是实践落地,引入更多技术创新、降本增效、开拓市场。
“引力一号”只是打响了2024年商业航天发射的第一枪,各企业今年计划中的发射任务不胜枚举。天兵科技的“天龙三号”被认为是国内首型“猎鹰9号”级别的可复用液体火箭,计划年中首飞,如果成功将大大拉近和SpaceX的距离。各大头部企业在下半年都有发射计划。多位受访者表示,除了首发箭,现役火箭发射密度也将继续增加,全年发射次数大概率将再破纪录。
布向伟表示,国内商业航天在2020年时已有了不少从业者,业内公认行业已初具规模。在此之前,SpaceX的“猎鹰9号”液氧煤油火箭已于2016年实现回收复用,星际荣耀的“双曲线一号”作为国内首枚成功入轨的商业运载火箭已于2019年飞成,这意味着“这件事能做”,接下来就该探索商业模式了。
目前,公认的商业航天产业链可简单分为上游制造、中游发射、下游应用与运营。卫星在空中组网,提供大量数据,实现信号的全球覆盖,构建卫星互联网,是当前商业航天最清晰可见的盈利场景。其中,低轨卫星因为绕行周期短、近地面等特征,能够实现数据的快速获取和传输,受到各国重视。
SpaceX于2015年公布“星链计划”,计划到2027年前将4.2万颗卫星送入低轨,目前,已经布局了超过5200颗,在全球低轨卫星总量中占比超过50%,组成了人类有史以来规模最大的卫星星座。今年1月,工信部等7部门印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》,将布局6G、卫星互联网、手机直连卫星等关键技术纳入新型数字基础设施。
高恩宇曾就职于航天一院和航天五院,于2017年创立微纳星空。他回忆,那时市场上已有了一些卫星公司,但自己这样科班出身的前国家队成员还是比较稀缺,所依仗的优势资源只有自己手里的技术和经验。新组建的公司面临着缺钱、少成功案例、没订单的挑战,需要面对“一颗卫星的研发费用得几百万,而公司第一轮才融了1000万”的窘境,钱都得掰手指头花。
微纳星空的脱困方案是缓慢迭代滚雪球。在高恩宇看来,许多前国家队创始人都知道技术路线应该怎么做,在前期资金没有那么充足的情况下,只能从小做起,接10公斤左右小卫星的制造任务。经过不断技术迭代,如今微纳星空研制的主流卫星产品达到500公斤级。
“双曲线一号”首飞成功后,星际荣耀估值从8亿元跃升至12亿元。布向伟表。