文/ 黄志澄
▲ 长征十一号海射运载火箭
随着中国的经济的高速发展,我国在载人航天、北斗卫星导航系统、高分辨率遥感卫星、月球探测等领域,取得了一系列举世瞩目的成果,缩短了我国与世界先进水平的差距,也大大增加了我国自主创新发展航天技术的信心。
随着美国和世界航天全面商业化浪潮的到来,我国航天发展将面临新的严峻挑战和新的考验。2014年11月27日,国务院正式对外公布60号文件,更明确地鼓励民间资本进入航天领域。该文件鼓励民间资本参与国家民用空间基础设施建设;完善民用遥感卫星数据政策,加强政府采购服务,鼓励民间资本研制、发射和运营商业遥感卫星,提供市场化、专业化服务;引导民间资本参与卫星导航地面应用系统建设。由此,开启了民营企业争相参与发展我国商业航天的新局面。
▲ 星际荣耀公司的双曲线一号遥一长安欧尚号火箭
中国的商业航天与美国商业航天全由民营企业承担不同,我国国有大型企业中国航天科技集团有限公司和中国航天科工集团有限公司,仍然是发展商业航天的主力。同时将会有多种类型的企业参与发展我国的商业航天,包括国营的其他军工企业和民品企业、混合制企业和民营企业等。在中国商业航天的蓝海中,不仅有国企那样的“巨轮”,也有众多民企这样的“快舟”,形成了商业航天百舸争流的竞争态势。目前,中国已经出现了100多家航天创业公司,并且已取得了许多成果,在世界民营航天领域,已处于仅次于美国的世界第二的地位。
在商业火箭方面,航天国企研制的“长征十一号”和“快舟一号”固体火箭的发射业务已经成熟运行。2019年6月5日,我国在黄海海域发射“长征十一号”海射运载火箭取得圆满成功。这是我国首次在海上实施运载火箭发射技术试验,有利于更好地满足不同倾角卫星发射需求,促进我国商业航天发展。2019年8月17日,由中国运载火箭技术研究院研制的“捷龙一号”固体运载火箭,在酒泉卫星发射中心首次成功发射,顺利将3颗卫星送入预定轨道。整个“捷龙”系列火箭包括捷龙一号、二号、三号三型固体运载火箭,以及捷龙-S亚轨道运载器。该系列火箭可提供500公里太阳同步轨道200千克~1.5吨的运载能力。此外,正在研制的“腾龙”系列火箭,将为液体推进剂的中型运载火箭,设计有可重复使用能力,主要承担中大型卫星和较大规模星座组网的发射服务,力争将每千克载荷发射价格控制在5000美元以内。
▲ 创造了快速发射新纪录的快舟一号火箭
2019年快舟一号火箭实现了5次发射。12月7日同一天“快舟一号”两次发射任务取得圆满成功,创造了同一型运载火箭同一发射场6小时内成功发射7颗卫星的“快”纪录。
我国的民营火箭公司如“零壹”“蓝箭”等都试验用固体火箭发射过卫星,但未能成功。北京时间 2019 年 7 月 25日,北京星际荣耀空间科技有限公司的“双曲线一号遥一长安欧尚号”火箭,在中国酒泉卫星发射中心成功发射,按飞行时序将多颗卫星及有效载荷精确送入预定 300 公里圆轨道,实现了中国民营运载火箭零的突破。目前,“星际荣耀”“蓝箭”和“星河动力”等公司,都在研制可回收的液体火箭,前两家都采用液氮甲烷火箭发动机,后者采用液氮煤油火箭发动机。可以预料,在开发中型液体火箭方面,将引发新一轮的竞争。
▲ 由“高景一号”拍摄的2019年10月1日的天安门盛典
▲ 捷龙一号商业火箭发射成功
在遥感卫星方面,由中国航天科技集团公司五院航天东方红卫星有限公司抓总研制、中国四维测绘技术有限公司运营的“高景一号”,是首个完全由中国制造、发射和运营的0.5米分辨率商业遥感卫星星座“珠海一号”是国内目前唯一完成发射并组网的商用高光谱卫星星座。“吉林一号”2019年新发射的高分03A星,具有低成本、低功耗、低重量、高分辨等特点。它们的成功扩大和深化了卫星遥感的应用。
此外,微小卫星已成为商业卫星发展的主流。国内涌现出“天仪研究院”“微纳星空”“九天微星”“零重力实验室”等一大批研制微小卫星的民营公司。其中“天仪研究院”借助互联网思维推行快速迭代,已经发射17颗卫星。中科院软件所成功发射了我国首颗软件定义卫星“天智一号”。国星宇航依托成都的电子科技大学,推出人工智能星座。千乘探索公司研制的“千乘一号”01星也由“捷龙一号”火箭发射升空。
我国国企发展的低轨宽带星座如“鸿雁”“虹云”等也在顺利推进。银河航天公司也已在这个领域发力。航天科工的“行云”和国电高科等公司,正在打造物联网星座。国电高科通过申请已经获得了频率资源,并且已经发射了3颗卫星。
虽然,我国商业航天已经取得了突出的成就,但与目前在商业航天方面领先的美国相比,还有明显的差距。从2002年由马斯克创立的太空探索技术公司的成就中,不难发现这种差距。该公司研制的“猎鹰”系列火箭,使用创新的火箭垂直回收技术,已经使运送1千克有效载荷到低地球轨道的费用,降低到5000美元甚至更低。2019年11月11日,该公司采用猎鹰9-1.2型火箭,发射了星链低轨宽带星座的第二组共60颗卫星。最快明年年中,就可能向美国北方、加拿大和类似纬度地区提供互联网宽带服务。
与此对比,我们可以发现当前我国商业航天的发展存在的主要问题有:1.缺乏较长远的统筹规划,项目的低水平重复较多;2.缺乏原始的技术创新;3.缺乏对民营航天的地位与作用的共识。
2019年11月5日,《中共中央关于坚持和完善中国特色社会主义制度,推进国家治理体系和治理能力现代化若干重大问题的决定》指出, 完善科技创新体制机制。弘扬科学精神和工匠精神,加快建设创新型国家,强化国家战略科技力量,健全国家实验室体系,构建社会主义市场经济条件下关键核心技术攻关新型举国体制。
我国发展商业航天也要构建新型举国体制,这既要发挥国企的主力军作用,又要发挥民企的生力军作用。为此,提出以下6条建议:
1.做好构建商业航天新型举国体制的顶层设计。顶层设计将提出我国商业航天的总体目标和阶段目标;提出航天国企和民企的定位和其合作与分工模式;提出航天国企进行混合所有制改革的路线图;提出民营航天发展的重点方向。
▲ 蓝箭公司正在研制的朱雀二号火箭
2.加快完善商业航天法律法规。《航天法》作为规范国内航天活动的法律,要充分发挥其规范指引作用,厘清政府和市场、不同监管部门之间等的权责边界,保障商业航天活动有序开展。与此同时,还要优先解决商业航天的某些领域无法可依的问题。
3.设立商业航天发展基金,沟通创业公司融资渠道。建议设立国家商业航天发展基金,发挥对商业航天发展方向的引导作用。与此同时,进一步鼓励社会资本加大投入,鼓励创业公司在科创板上市融资。
4.逐步建设国家航天研究中心。为了实现商业航天技术的颠覆性创新,必须逐步建设国家航天研究中心。因此,可在有关的航天专业研究所设立国家重点实验室,由国家航天局和有关公司进行双重领导,在条件成熟后建立国家航天研究中心。
5.开放航天基础设施。目前我国多家民营的商业卫星测控公司已经成功运营。我国是否应建设商业发射场或新增发射塔架,也应提上议事日程。
6.培育勇于创新善于合作的创业团队。不是所有的中国航天创业者都能取得成功,其中只有能经受严峻考验的创业者,才能到达成功的顶峰。
由于航天意味着对人类终极高地的占领,以及航天对国家政治、军事、经济和社会的重大影响,因此,从它诞生的第一天起,就普遍认为航天是一个国家综合国力的象征,商业航天作为国家航天发展的重要部分,也将成为大国博弈的重要领域。为此,我们必须要从国家战略的高度来布局我国商业航天的发展,夺取世界商业航天的新高地。