中国商业航天“乘势升空”｜解码商业航天|商业航天|卫星|火箭

　　开栏的话：近年来，我国商业航天在国家政策、技术创新、市场需求、资本注入等多重因素驱动下，产业已初具规模，为加快发展新质生产力不断注入新动能。今年“商业航天”首次被写入政府工作报告，作为我国经济发展的新增长引擎，重要性进一步凸显。今天是“中国航天日”，从即日起，《中国电子报》开设“解码商业航天”专栏，洞悉产业链核心环节的增长逻辑，探寻我国商业航天高质量发展新路径。

建设中的海南商业航天发射场

　　在北京亦庄，半径两公里的一片区域内坐落着中国市场估值最高的几家民营火箭企业，这里即将启动“火箭大街”建设，打造共享制造工厂；在海南文昌，海南国际商业航天发射中心二号发射工位还未竣工，多家国内头部商业航天企业就已经开始排队等待发射；在河南鹤壁，科创新城卫星生产线上，科研人员正在对528公里高空外遥感卫星传回的数据进行分析……近段时间，从火箭发射、卫星制造到应用服务，我国商业航天全产业链开足马力驶向发展“快车道”。

　　数据显示，2023年，我国商业航天领域新增企业数量为11.3万家，同比增长29%；民营火箭企业共发射13次，同比增长160%。今年，“商业航天”作为“新增长引擎”首次被写入政府工作报告。在这场全球“星际竞赛”中，中国力量“乘势升空”。

　　像“造车”一样造卫星

　　走进时空道宇位于浙江台州湾新区的卫星工厂，一只只灵活的机械臂快速转动，产线昼夜不停。这里是中国首个具备完整配套能力的商业卫星超级工厂，也是吉利汽车的发源地。

时空道宇卫星工厂产线上的机械臂灵活地工作

　　时空道宇是吉利控股集团旗下的科技创新企业，该公司副总经理刘勇介绍，工厂借鉴了汽车产业智能化、自动化等大规模量产制造模式，可灵活满足不同型号规格的卫星总装、集成与测试，从下单到卫星出厂全流程控制在28天，量产后每天可出厂1~2颗卫星，年产卫星可达500颗，同时生产成本下降大约45%。

　　这样的卫星制造实力，正在接近全球领先水平。

　　2019年，美国Space X（太空探索公司）开始通过类似于汽车流水线的生产模式降低成本。现在位于美国雷德蒙德的卫星工厂月产能已经达到120颗；欧洲One Web（一网公司）借鉴了空客飞机制造流水线提高商业卫星量产能力，产能平均每周8颗，未来目标一天产出2颗。

　　发展商业航天，“卫星制造”是首先要过的一关，研制生产需要满足大批量、低成本、短周期等特点。近年来，我国卫星制造企业利用国内工业体系开拓商业化供应链，构建柔性智能卫星生产线，使得造星成本大幅降低，卫星从过去的“科研产品”变成了“工业品”。

银河航天技术人员在研制平板式卫星

　　我国商业卫星制造“独角兽”——银河航天（北京）科技有限公司的做法是通过改变构型，采用平板堆叠式，实现层层堆叠式发射，极大提高了火箭整流罩的有效利用空间，降低了单颗卫星发射成本；同时该构型利于实现大规模低成本量产，还能搭载更多载荷。

　　在航天科技集团五院510所党委书记、副所长王润福看来，还需要从多星甚至星座的角度一体化考虑卫星和产品的设计、制造、测试、试验等工作，既要突出功能化、模块化、智能化设计，又要统筹质量和进度要求，构建全新的商业航天卫星产业化发展体系。

　　银河航天相关负责人向《中国电子报》记者透露，公司正在研制一种外形酷似“太空飞毯”的下一代卫星，全部展开可形成一个超过100平方米的相控阵天线，实现卫星和手机直连的宽带通信，在提高信号接收和发射增益的同时，让卫星在传输信号时功能更强。

　　为攻克星座组网中微波数传链路速度较慢的难题，长光卫星技术团队经过数年攻关，全面掌握了星地、星间激光高速通信技术。“如果把传统微波通信回传速率比作单车道的话，那么采用激光通信手段，则可以把单车道扩展成十车道，甚至百车道。”长光卫星信息与通信技术研究室主任邢斯瑞说道。在保证卫星性能指标不下降的前提下，该公司部分卫星已从400千克级降至20千克级，研制成本和发射成本均大幅下降。

　　打造“航班化”运输能力

　　数据显示，2023年我国轨道级航天发射总量达67发，刷新了纪录，占全球发射总量的三成，位居全球第二。然而，民营火箭共发射13次，仅占中国总发射任务的20%左右。相比之下，位于首位的美国发射总量达116发，其中Space X就发射了98发，且发射载荷质量达1200吨左右，占全球发射质量的80%左右，无论是发射载荷还是次数都独占鳌头。

　　如果说运输能力决定了航天活动的舞台，那成本可控则是火箭高频次发射的基本要求。

4月12日Space X猎鹰9号刷新了火箭重复使用世界纪录

　　Space X是成本控制的“模范生”。赛迪智库无线电管理研究所空天信息研究室主任孙美玉在接受《中国电子报》记者采访时表示，Space X强调关键部件的重复利用与通用化。猎鹰-1火箭80%的部件设计都基于重复使用，同时在动力系统选择、箭体设计、导航控制等方面做到后续产品通用。

　　可回收火箭的商业前景广阔，它可以在地球表面和太空之间自由飞行，甚至能长时间在轨道上停留，是实现载人航天、货运航天的关键，也是环境友好发展的必然选择。

　　在推动可重复使用火箭发射方面，近期我国商业火箭公司“捷报频传”，推动火箭成为“航班化”的运载工具。

　　垂直回收是商业火箭公司可重复使用火箭发射后的主流做法，Space X和蓝色起源走的都是这路线。2013年，Space X“蚱蜢”火箭成功实现垂直起飞垂直降落，在测试中升空744米后准确降落到发射台上。10年后的2023年，星际荣耀双曲线二号可重复使用液氧甲烷验证火箭在我国酒泉卫星发射中心开展飞行试验，第二次试验飞行高度343.12m，目标横向位移50m，火箭着陆平稳精确。

星际荣耀双曲线二号垂直起降与重复使用飞行试验

　　“总体来看，我国商业火箭技术落后Space X大约10年的时间，但相对进展速度一直在与Space X对齐刻度，甚至有些方面我们稍微‘超前’一些。”星际荣耀副总经理姜沂告诉《中国电子报》记者。

　　火箭重复利用的实现，液体燃料是绕不过去的技术选择，是商业火箭“可重复使用”发展的大方向。2023年4月，北京天兵科技有限公司首枚液体发动机运载火箭成功入轨；7月，蓝箭航天空间科技股份有限公司成功发射了全球首枚液氧甲烷运载火箭，还尝试使用了不锈钢作为可重复使用火箭的箭体材料，这在全球范围内尚不多见；11月，星际荣耀成功研制并验证了液氧甲烷可重复使用火箭发动机。

　　“中国商业火箭行业即将走完‘从0到1’阶段的第一个十年，2025年会是一个大分水岭，下一步是比拼硬实力的时代。”蓝箭航天董事长兼CEO张昌武说道。其公司的朱雀三号火箭预计于2025年具备首飞能力，该火箭是以液氧甲烷为燃料的可重复使用运载火箭，其一子级可重复使用次数可达20次。

　　姜沂透露，公司正在全力攻关中大型可重复使用运载火箭——“双曲线三号”，目标将在2025年实现首飞。目前，该火箭正在开展详细设计和投产工作，今年将完成各系统的地面试验。重复使用次数设计指标不少于20次，重复使用情况下发射价格有望降到3000美元/千克。

　　按照Space X创始人马斯克的设想，该公司研制的重型全重复使用火箭“星舰”如果成功后全面投入市场，发射成本可降至每次200万美元，每次可将100人送上太空，如同火箭“快递”。但前不久，“星舰”第三次试飞成功升空后失联。这意味着，该火箭想要作为太空旅游航班的计划，尚存有一定的距离。

　　万亿元级应用市场可期

　　在距离地球200至2000公里的低空轨道上，一场激烈的“卡位战”正在进行。截至今年4月，Space X总计规划4.2万颗的“星链”已成功发射超6000颗卫星，陆续服务了72个国家和地区，用户数突破230万。据马斯克称，星链在去年年底已经开始赢利；计划部署超3200颗卫星的亚马逊卫星互联网项目“柯伊伯计划”，也在发射前的准备中，第一批量产卫星预计于今年上半年发射。

　　低轨空间容量有限，卫星互联网的商业空间却无限。根据世界银行发布的数据，地球上仍有超过70%的地理空间，涉及30亿人口未能实现互联网覆盖。而传统地面通信骨干网在海洋、沙漠及山区等苛刻环境下铺设难度大且运营成本高。因此，商业航天已不仅是一种商业行为，而是通过商业化运作来推动国家战略的实施。

　　在中国信科副总经理、总工程师陈山枝看来，目前低轨卫星的单星下行通信容量在20G比特/秒左右，商用价值除了为世界上偏远地区的居民提供连接服务，更大的价值还在于服务各行各业。

　　他在接受《中国电子报》记者采访时表示，未来随着行业应用需求扩展，低轨卫星有望为行业勘探、环保监测、低空经济、科学考察、海事边防、灾害预警、应急及救援通信等行业应用场景提供有力支持。据他统计，仅在我国，边疆地区的渔民、牧民、护林员等对低轨卫星互联网有需求的人群加起来大概2000多万用户。

　　这一形势也呼唤着中国版“星链”提速建设。早在2021年，一家新央企中国卫星网络集团有限公司成立，并规划了一个“GW星座”计划，即在2035年之前进行大约12900颗卫星组网。位于上海松江的G60产业基地计划了一个总数达1.2万颗的卫星互联网计划，计划于2024年发射并运行至少108颗卫星，提供初步的商业服务，全部建成后可满足覆盖全球宽带网络需求。

　　今年1月，工信部等七部门印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，提出布局6G、卫星互联网、手机直连卫星等关键技术研究，构建高速泛在、集成互联、智能绿色、安全高效的新型数字基础设施。

　　中国电信卫星公司联合产业链合作伙伴进行的手机直连卫星产品技术攻关已经启动了近2年，该业务于去年9月正式上线商用，在全球尚属首次。此后，华为、OPPO、荣耀等一众手机厂商相继推出双向卫星通信功能，打通地面4G/5G移动通信网络与天通卫星网络融合。

　　卫星通信“上车”的脚步也已迈开。长安、极氪、吉利银河、小米等汽车企业也传来了车载卫星通信技术成果或最新专利等进展。

卫星互联网乘用车极氪001

　　中国电信相关负责人告诉《中国电子报》记者，下一步将聚焦“5G+卫星基站”“5G IoT+卫星”等重点产品应用，为客户提供天地一体、云网融合、万物互联的智能综合信息服务。

　　卫星应用市场起势，意味着政策和资本之外，商业航天发展的内生动力已被激活。星河动力董事长刘百奇算过一笔账，假设国家发射1万颗卫星，低轨通信卫星目前国内平均造价为3000万元，硬件投入已超千亿元。以业内经验性的“10倍理论”来看，卫星形成的应用市场规模通常是硬件投入的10倍以上，因此下游应用理论上可以轻松实现“万亿级市场规模”。

　　只不过，这一市场空间未能得到充分释放。在中国科学院空天信息创新研究院研究员顾行发看来，现在的商业航天产业链规模如同一个“哑铃”，两头分别是上游制造和下游应用，中间的服务转化较为薄弱，限制了下游应用发展。现在商业航天出圈的更多是火箭、发射台和卫星，这说明发展所需的“原料”有了，要想完全发挥其商业价值，还应同步构建卫星数据普及等信息增值服务产业链，释放下游市场空间，将哑铃状变为喇叭状。

　　需要政策资本多方支持

　　2个月前，上海垣信卫星科技有限公司完成了67亿元A轮融资，创下中国商业航天行业融资纪录，反映出投资机构对中国商业航天行业未来发展的信心和期待。

　　这两年，商业航天赛道的创业和融资热度持续走高。数据显示，2023年商业航天领域新增企业数量为11.3万家，相较2022年同比增长29%；2023年商业航天赛道的融资金额为103亿元，融资数量为66笔。

　　“商业航天属于研发周期相对较长、经费投入较大的行业，需要大量、持续的资金投入。同时也需要整合上下游优质资源和技术创新，吸纳更多研发人才。”姜沂告诉记者。

　　商业航天成高额融资“香饽饽”，也与国家政策的支持和行业发展趋势密切相关。2023年中央经济工作会议提出，打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业。今年全国两会期间，商业航天又作为“新增长引擎”首次被写入政府工作报告，提出“大力推进现代化产业体系建设，加快发展新质生产力，积极培育新兴产业和未来产业，积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎”。

　　中科创星创始合伙人米磊发现，2024年以来商业航天的投资人大多数是“国字头”基金和地方政府的产业基金。早期阶段，支持商业航天的资本主要是风险投资基金。

　　作为海南自贸港的重点园区之一的文昌国际航天城，承担着“建设航天领域重大科技创新基地。海南在《海南省高新技术产业“十四五”发展规划》中提出文昌国际航天城将瞄准国际标准，以航天科技为主导，重点发展航天发射及配套服务、航天高端产品研发制造、航天大数据开发应用、国际航天交流合作以及其他“航天+”领域。

　　政府产业基金跑步入场。为建设百亿级航空航天卫星产业集群，3月，郑州航空港经济综合实验区发布了郑州航空港产业投资引导基金关于公开征集子基金管理机构的公告，提到产业类子基金原则上围绕航空航天卫星等产业领域及其细分赛道设立各类产业类投资基金。