□ 常呈 陈立 任悦鸣 杨拾
商业航天“老字号”的新动作
□ 常呈 陈立 任悦鸣 杨拾
近年来,世界航天加速发展。除了各主要航天国家外,拥有航天抱负的各国政府也在不遗余力地支持本国发展自己的航天技术;随着私营资本进入航天领域并取得成功,越来越多的人开始关注商业航天。
最为关键的是,各国科研人员已经在商用器件(COTS)宇航应用、增材制造(3D打印)、高通量通信卫星(HTS)和运载火箭复用等关键技术方面相继取得突破。这些都为商业航天的提速发展注入了活力,新参与者、新用户和新服务模式不断涌现。
一直以来,发射服务被视作商业航天的基石,但还有巨大的发展空间可以拓展。据美国卫星产业协会报告,2015年,全球发射服务总产值仅占全部宇航产业总产值的1.6%;据欧洲咨询公司统计,2016年只占1%不到。
发射服务是宇航工业里最核心的技术产业之一,但盈利能力低,进入退出门槛高,一旦失败影响巨大。除此之外,发射服务自身的技术风险、出口控制风险、安全风险、发射场协调风险、成本控制风险以及小卫星项目的市场风险等,都可能影响商业发射服务业务的可持续发展。
▲ 我国整星出口示意图
对于中国航天而言,长征系列运载火箭的长期发射实践以及中国长城工业集团有限公司成熟的商业发射服务运作经验,已经为中国航天科技集团公司商业发射服务产业积累了最重要的核心竞争力。由中国航天科技集团公司研制的长征系列运载火箭可以满足国内外不同用户的需求,其可靠性、产研能力等均得到了国际宇航界、客户及合作伙伴的广泛认可。截至目前,各型号长征火箭已累计为国内外客户提供商业发射60次,其中搭载发射服务14次,在国际商业航天市场享有很高声誉。
目前,世界小卫星数量呈爆发式增长。有数据统计,未来10年全球将发射3600颗小卫星,市场价值(制造和发射)高达220亿美元,其中超过八成来自美欧市场。未来10年,国内100~500公斤商业卫星约1000颗,经典的搭载发射和一箭多星发射将成为这些小卫星的主要发射方式。这些小卫星有些来自于传统航天企业,也有相当一部分来自于初创卫星公司。由于初创卫星公司大都对行业规则相对生疏,需要经验丰富的优质配套服务。因此,未来“一站式”发射服务将更具吸引力。案。
未来一段时间,整星出口和搭载发射将有力促进长征火箭继续参与国际商业航天市场竞争。为此,航天科技集团所属一院和八院分别研制了长征十一号和长征六号新一代运载火箭。
去年10月,一院所属中国长征火箭有限公司成立。该公司是中国航天科技集团公司全新打造的航天运输及商业火箭发射平台,业务涵盖航天发射服务、空间资源利用和亚轨道飞行体验等三大板块。
中国长征火箭公司负责人表示,将提供火箭及发射、商业航天保险、卫星地面测控系统建设、地面站建设等多方面服务,并通过合资公司等多种灵活模式在通信、遥感、导航等方面开展多种商业运营,最终实现天地一体化。通过星箭接口标准化、火箭提前备产及批产技术应用等手段,中国长征火箭公司可大幅压缩发射成本及履约周期。在未来的3~5年里,该公司将把服务周期降至最短180天,商业发射的服务价格比传统发射服务价格降低30%。
目前,中国长征火箭公司已具备能力根据不同用户的使用要求,在卫星发射、在轨交付与使用、地面测控与网络建设、卫星商业运营与管理等全流程提供一体化服务。可根据不同用户的使用要求,提供太空星网和包含太空顺风车、太空班车、太空专车在内的“三车计划”等四种类型的发射服务。太空星网是指根据星座组网客户的需求,为用户设计最经济高效的发射方案;太空顺风车可利用现有长征系列火箭发射时的剩余运力,提供载荷搭载服务;太空班车是指在每年相对固定的时间里,以成本价提供一发定点发射服务;太空专车可依据客户指定的轨道及时间要求,提供从100公斤到1000公斤的专属、快速发射服务。届时,“三车”计划将成为业内首个全维度发射服务解决方案。
▲ 21世纪以来,很多新兴航天企业吸引了风险投资支持
同时,该公司提出“航天发射+”服务模式,嫁接多元客户的不同需求,在空间资源利用和太空旅游等方面为广大消费者提供个性化产品与服务,预计未来5~10年,将完成亚轨道重复使用飞行器的研制并积极开展亚轨道旅游业务,实现亚轨道太空边缘观光、失重飞行体验洲际太空旅游等业务。
此外,八院研制的多型长征火箭也收获了包括民营商业卫星、科学实验卫星、高校卫星发射在内的不少市场订单,可靠性高、适应性强、定制服务、价格合理,以及“从签约至发射小于3个月”的快速响应能力等,为客户所青睐。
▲ 专门设有航天项目国家预算的国家数量
作为我国航天商业化的排头兵,长城公司上世纪80年代成立后,在上世纪末的一波低轨星座发射热潮中,联合兄弟单位参与了多个星座的发射服务投标,中标并成功用长征二号丙运载火箭完成了12颗铱星的发射。
为进一步提升商业航天发展水平,中国航天科技集团公司于2016年珠海航展期间提出着重推进商业航天六大工程。这六大工程包括长征快车、东方红高通量卫星、鸿雁星座、全球卫星接收+互联网应用中心、夔龙系统和太空工场。
其中,为满足国内外各类客户对价格、响应效率和服务便捷性的综合要求,特别是面向爆发式增长的小卫星计划,长城公司一次性定制了7款48枚长征系列运载火箭,可服务于星座组网、专享发射、搭载发射和集簇发射这4种主流需求模式,覆盖高、中、低各类轨道,配套各种标准接口和全套测发控服务,“长征快车”具备了适应各类发射任务的能力。
3个月前,在长城公司举办的长征商业发射用户大会上,中国长征火箭未来一年的商业搭载发射机会悉数公布,涵盖太阳同步轨道、地球同步轨道、近地轨道等不同需求。这些搭载发射的合同执行细则、需遵守的法律法规、发射进场许可信息,以及一院、八院提供的商业发射服务解决方案都可以查到,这让长征火箭的用户及各界人士怦然心动。
▲ 中国航天火箭型谱
▲在第三届中国(国际)商业航天高峰论坛上,航天科技集团四维商业遥感卫星公司展出的高景一号卫星影像备受关注,图为卫星拍摄的武汉CBD中央商务区影像。
航天科技集团已面向市场推出了极具竞争力的运载火箭和商业卫星平台等新产品和新服务,并以用户大会这种形式,向客户“敞开怀抱”。此举被业界视为中国商业航天快速发展的信号。和过去用户大会国际化色彩较浓不同,国内用户成为本次大会座上宾。大家共商长征火箭商业发射之路,助力中国商业航天发展。
在国有、民营资本力量群雄逐鹿的当下,长城公司又站到了国内商业航天舞台的中央。“我们要把在国际市场上积累的丰富经验用到国内,惠及国内商业航天用户。”长城公司副总裁付志恒说。
如今,作为商业航天的先锋、国际合作的桥梁,长城公司正在通过“交钥匙”式的“一揽子工程”,面向全球提供整星出口、发射服务、电信港建设、技术转让与培训、商遥数据出口、地面站建设、导航全球应用服务等商业航天全方位解决方案。
与此同时,长城公司正积极推进鸿雁星座、夔龙系统、全球建站和自主测控能力等系统建设,将逐步构建覆盖全球的卫星运营与应用网络,提供全天候、全时段通信、高精度定位、数据接收与分发、在轨管理与备份测控等服务,打造具有国际竞争力的新型服务模式。
通过多年的积极努力,长城公司在小卫星搭载发射服务方面也取得了良好效果,通过灵活的搭载发射构型满足各类客户需求。后续,长城公司将继续加大市场开发力度,通过发射实践积累经验、优化方案,持续向世界发出中国航天的声音。
据第三届中国(国际)商业航天高峰论坛上的消息,针对国际商业用户的需求,中国航天科技集团公司正在开发海上发射技术。
有人疑惑中国已经有了海南发射场,为何还要继续向低纬走?这是因为虽然中国航天的第4个发射场——中国文昌航天发射场已经比较靠近赤道了,但是它的纬度还是在19度。有一些卫星发射的任务是需要倾角最好能到5度甚至更小,所以即使是在海南发射,它对运载的要求也比较大。
换句话说,只能是大马拉一个小车,这是很不划算的,所以技术人员也在考虑把航天科技集团合适的小火箭机动灵活地拉到更靠近赤道的地方,来实现这种发射,满足这样的卫星发射需求。
其实,对于海上发射,我国目前已有明确计划。海上发射在技术上并不困难,海上发射平台可由万吨级的普通货船加以改造,火箭则采用对发射设施依赖较少、目前技术较成熟的固体火箭。
据介绍,长征火箭今年将进行海上发射的关键技术试验,预计2018年就可以面向国际商业用户提供这种发射方式。届时,长征火箭可将500公斤的卫星送到轨道倾角为0到10度、高度为500公里的轨道。★
责任编辑:吴琳