全球航天迈进2.0时代: 民营资本杀入“星球大战”
2017/09/25 | 赵福帅 | 阅读次数:7827 | 收藏本文
摘要:近年来,在NASA等政府机构支持下,美国轨道ATK公司、内华达山公司、蓝色起源公司等一批私营企业获得了长足发展,SpaceX公司更是其中的佼佼者。
2018年底,如果一切顺利,特斯拉公司创始人埃隆·马斯克的SpaceX(太空探索)公司将使用猎鹰重型火箭,通过龙飞船把两名私人旅客送往绕月轨道。目前这两名旅客已经交了很大一笔定金。
马斯克还提出了火星探索计划。SpaceX公司计划在2018年发射一艘货运飞船前往火星,之后于2024年发射载人航天器,并于2025年抵达火星。
8月23日,他在图片社交平台Instagram展示了一套让人耳目一新的太空服。跟以往美国国家航空航天局(NASA)、俄罗斯、中国采用的航天服相比,SpaceX太空服拥有时尚贴身的线条和前卫头盔。据马斯克介绍,这款太空服已经通过了双重真空压力的严苛考验。
从2018年6月开始,SpaceX将为NASA向国际空间站发送宇航员,而不仅仅是像现在只发货物。要知道,目前NASA必须高价购买俄罗斯联盟号载人飞船的舱位,价格高达7060万美元/次/人。
9月4日,马斯克发推文宣布,猎鹰重型火箭测试顺利,将于2017年11月正式首飞。一旦成功,这家民营公司研发的猎鹰重型火箭将是世界现役最大火箭,其使命是将人类送往太空、月球甚至到达火星。
近年来,在NASA等政府机构支持下,美国轨道ATK公司、内华达山公司、蓝色起源公司等一批私营企业获得了长足发展,SpaceX公司更是其中的佼佼者。
SpaceX的不断成功,带动了航天投资热,主要国家陆续推出一系列促进商业航天发展的举措,欧洲、日本、印度、新西兰、阿根廷等都出现商业航天创业公司。
眼下,SpaceX等民营公司已经在与各国政府航天机构争夺商业卫星发射的市场。这场竞争迟早要搬到月球、火星和太空中去。
2015 年被称为中国商业航天元年,两年多来10家左右民营商业航天企业相继成立。2016年,中国航天科工集团、中国航天科技集团相继成立商业火箭公司,以“快舟”和“长征”两大品牌推动中国商业火箭发射进入新阶段。
航天2.0时代
2015年10月,美国NASA正式提出了美国即将迈入 “太空2.0”。NASA认为,在“太空2.0”时代,太空开发不再仅由政府主导,应由政府、私营企业、科学技术界、公众共同推动。
其实,早在小布什政府时期,美国就开始鼓励发展商业航天,进一步拓展政府和私营创新企业的合作。奥巴马政府进一步落实了商业航天政策,特朗普政府也将继续大力发展商业航天。
在新兴技术持续突破、“太空+互联网”跨界融合、新兴航天企业蓬勃发展、私有资本纷纷涌入的促动下,全球即将进入以全面商业化、大众创新和军民融合为特征的新太空时代,出现继上世纪载人登月高潮后的第二个新高潮。
目前的商业航天主要是卫星产品及服务、火箭发射两大部分。卫星产品及服务包括卫星研制和卫星运营、数据服务等;火箭发射包括火箭研制、火箭发射、火箭测控等,以及火箭保险等衍生产业。

2017年6月28日,一位女士在中国香港高科技博览会上的长征1号火箭前自拍,以庆祝香港回归20周年。
据美国航天基金会发布的《2015年航天报告》统计,2015年全球航天经济总量已经增长到约3300亿美元,其中商业航天产业占比高达76%。从2006年至2015年,全球卫星产业产值翻了一番,2015年为2083亿美元。中国卫星应用产业年产值已超过2000亿元人民币。
与此同时,卫星发射的市场需求却长期得不到满足。2015年全球航天任务总次数只有80余次。然而,据公开资料,国外大公司计划发射卫星的总量已超过一万颗,国内诸多卫星公司也公布了大规模组网计划。
根据市场预测,到2020年,全球航天产业市场总额将达到4850亿美元,中国市场包括运载火箭、卫星应用、空间宽带互联网等,“十三五”期间将达8000亿元人民币。
除卫星、火箭外,商业测控、商业气象、空间廉价实验、太空旅游、载人航天、军事应用、深空探测、太空采矿等也都可以是商业航天的发展方向。
比如,美国深空工业公司提出首个商业小行星探测活动,计划2020年发射质量50千克的探测器勘测近地小行星。美国太空冒险公司通过与俄罗斯合作,将多名游客送往空间站旅游;英国维珍银河公司从2005年起就推出太空旅游项目,其“太空船票”每张售价20多万美元,已卖出700多张票。
2006年之前,美国NASA出于技术敏感等,禁止商业火箭发射,火箭发射被垄断在波音和洛克希德马丁手中。
航空领域长久以来的垄断让其变得日益官僚并且效率低下,美国政府和军方也意识到这不利于降低成本和技术进步。2010年两巨头一次火箭发射的报价超过2亿美元,SpaceX公司只需要6000万美元。
本世纪开始,商业卫星应用方面涌现了一大批新兴企业,比如,天空盒子成像公司、行星实验室公司等,甚至谷歌也进军航天业。具备互联网思维的公司在产品、投资、服务和生产等方面都采用了迥然不同的经营模式。
于是,美国政府开始大胆放开和鼓励商业航天的发展。
1984-2015年,美国先后颁布20多项法律法规和政策。涵盖空间政策、航天发射、载人航天、卫星通信、卫星导航、卫星遥感等多方面。其中2015年通过的《美国商业太空发射竞争法案》与《2015外空资源探索和利用法》,为私人实体进行月球及行星采矿提供了法律依据,标志美国成为第一个赋予私人外空采矿合法性的国家。
在国家政策刺激下,美国商业航天全产业链全面开花,尤其在卫星遥感应用、卫星通信网络和轨道运输方面发展最为迅速。
美国政府还出台了一系列以订单、资金、项目等多形式支持商业航天发展的资助计划和具体规则,主要包括商业载人航天与货物运输计划、商业轨道运输服务、商业补给服务、商业载人航天方案和商业载人一体化能力计划、空间行动协议等。
为提高颠覆性技术创新能力,NASA首先在内部进行了体制创新,成立了一个新的部门——“太空技术任务部”(STMD),任务是向社会广泛投资,以发展NASA所不能解决的“大胆的、广泛适用的颠覆性技术”。
互联网思维
在政府大力支持下,新兴航天企业“井喷式”出现并快速发展,涌现出SpaceX公司、轨道科学ATK、蓝色起源、一网公司、行星公司、美丽大地公司(原天空盒子成像公司)、轨道洞察公司等一批明星商业航天企业。
21世纪前5年,初创航天企业数量年均为3家;2010年后,初创航天企业数量增至年均8家。谷歌、亚马逊、Facebook、苹果等一批互联网巨头和众多社会资本涉足。从投资者数量看,近十年增长明显,从2000-2005年间的年均7家,2006-2010年间年均19家, 2011-2015年间年均55家,近五年的投资者数量比第一个五年将近翻了8倍。
航天产业链方面,各个环节已形成多家私营企业竞争的局面,涵盖了火箭发射、卫星通信网络、卫星遥感图像、卫星数据服务、太空采矿、卫星运营服务等多个领域。
经过多年发展,部分新兴私营企业逐步占据了商业航天产业链条的关键环节,成为了业界翘楚。
亚马逊创始人杰夫·贝索斯拥有的蓝色起源公司瞄准亚轨道旅游市场,于2016年10月成功测试“新谢帕德”亚轨道飞船逃逸系统,并第5次成功回收火箭,这标志着“新谢帕德”飞船距离载人飞行的目标又近一步。
以SpaceX公司为代表的美国私营航天产业,普遍以一种全新的思维方式、发展理念、商业模式、技术应用方式参与市场竞争,将美国商业航天推向了新的高度。
传统航天工业环节繁多,流程冗长,使产品生产周期大大延长,也大幅增加问题几率,以及解决问题所需的时间和资源投入。
SpaceX则完全采用硅谷式的互联网运作方式,将负责软件的电脑科学家、设计工程师与制造硬件的焊接工、机械师等安置在同一空间内,使火箭等设计与制造间能够有效沟通、快速反馈,从而大大提升了产品研发效率。
航天工业发展至今,产业链已高度细分和专业化,各类零部件供应商和外包服务提供商繁多。作为新进入者,SpaceX没有采用从数千家供应商采购并加以组装,而是尽可能多地自主生产,以大幅缩短供应链,降低成本,提升效率。据计算,航天公司所使用的工业级设备一般要耗费5万到10万美元,而SpaceX的设备只需花费5000美元。
SpaceX公司的迅速崛起还受益于NASA和美国空军给予的大量技术扶持和转移。NASA通过直接派驻技术人员和专利转让等,帮助其发展和验证了关键技术;NASA开放了“阿波罗”计划中的部分技术,支持“猎鹰”系列火箭发动机研发;美国空军的里根陆军试验中心发射场、范登堡空军基地的SLC-40发射场提供给SpaceX公司用于发射的火箭。
中国民营航天起步
根据美国蔡斯经济计量学会分析,NASA在航天科技每投入1美元,就对美国国民生产总值产生14美元或更多的经济效益。迄今为止,美国将航天技术投入商业运营,创造了2万亿美元的巨额利润。卫星产业每年能够为美国贡献近千亿美元收入。美国商业航天的对外出口从2010年的720亿美元扩大到了2015年的1189亿美元。
在制造方面,世界5大通信卫星制造商全都属于美国和西欧,全球每年20颗左右大型通信卫星的订单基本由它们瓜分。在运营方面,世界前3大通信卫星运营商同样属于美国和西欧。任意一家公司的在轨卫星数量、轨道位置资源、年营业收入等,都是中国公司的数倍。
相比之下,中国航天产业的经济总量、带动能力、国际竞争力都处在很薄弱的程度。
产生这一局面的症结不在技术,而在体制层面。其核心在于国有独资企业的管理机制和考核模式与真正的商业企业并不兼容,很多技术人才实际处于休眠状态,拿着一份衣食无忧的工资,价值却得不到发挥。
一方面,面对海量商业需求,国家队忙于任务,无力应对,而且国家任务和商业市场本身就冲突,国家任务要求必须完成,必须确保安全,商业市场要求满足客户需求和高性价比。
另一方面,近年来工业和电子产业涌现诸多新技术和集成理念,但是因为航天产业的高壁垒,这些技术无法渗透其中。因为体制原因,每个零部件背后可能都是一家科研院所,集成优化后,就可能涉及部门合并和人员分流。
中国政府主管部门为应对国际趋势和自身问题,实现从航天大国到航天强国,开始在航天领域引入民营资本,推动成本降低和技术进步。
“你不做,你不商业化,在这个产业和别人的差距就会拉大。大国和强国的区别之一就是商业化强不强。”北京零壹空间科技有限公司CEO舒畅告诉《凤凰周刊》。2015年8月,零壹空间成为中国第一家营业执照上写着“运载火箭及其他航天器”的民营企业。
除了最终登陆月球和火星这些与NASA竞争的国家项目,中国越来越希望本国发展迅速的太空领域能出现可匹敌美国蓝色起源和SpaceX等私人公司。
2014年11月,国务院60号文《国务院关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》,在“推进信息和民用空间基础设施投资主体多元化”项目中提出“鼓励民间资本参与国家民用空间基础设施建设。”这被业内视为中国发展商业航天的里程碑文件。
2015年7月财政部发布财税[2015]66号文件,境内单位提供航天运输服务适用增值税零税率政策,实行免退税办法。本次政策简而言之有二:发卫星不交税,造卫星不交税。
习近平总书记近日在视察驻晋某部时表示,“努力使太空领域的军民融合发展走在全国全军前列”。
2017年2月17日,“猎鹰9号”火箭准备在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心的39A号发射台上向国际空间站运输物品。
在政策开放的鼓励下,国内迅速涌现了一批商业火箭公司和卫星公司,也包括国企成立的商业化公司。民营商业航天企业中已经有几家获得了A轮乃至B轮融资。
今年1月,北京蓝箭空间科技有限公司与丹麦Gomspace公司签订了火箭发射服务协议。这是国内民营企业承接的第一笔国际商业火箭发射服务订单。
5月,ofo小黄车宣布与卫星创业公司九天微星合作发射民用娱乐卫星。ofo小黄车计划在几年内部署60颗卫星,形成物联网星座组网运行,进行共享单车的卫星定位监控和信息回传。
2016年,中国航天科工集团、中国航天科技集团相继成立商业火箭公司。后者将适时推出“太空星网、太空专车、太空顺风车、太空班车”等发射服务。太空旅游套餐价格预计在20万美元左右。前者在1月就用“快舟一号甲”小型固体运载火箭将3颗卫星成功送入轨道。这是中国“纯商业”航天发射第一单。快舟系列火箭希望在2020年实现年发射50次。
从上百公斤到1.8公斤
“85后”舒畅本科就读于北京航空航天大学飞机设计专业,硕士毕业于北大光华管理学院,大学期间多次创业,后在中国航天科技集团旗下的航天产业基金任职。
在他看来,内地多个行业的崛起都得益于体制开放。中国航天业已经取得举世瞩目的成就,技术、人才、基础设施都已具备,只要开放民营资本进入,肯定快速繁荣起来,产生百亿千亿市值的公司。“这个行业相当于刚刚要改革开放。我们业内首先看到机遇,开始有人下海。”
商业火箭的用途非常广阔,发射卫星用于5G、空中互联网、导航、地图遥感、太空实验、太空旅游等。中国商业航天年产值已达1000亿元人民币。未来5年全球计划发射微小卫星1万颗,中国近1000颗。“这么多卫星就需要很多火箭来发射,国家发不过来,供不应求。”
2015年8月,零壹空间作为火箭创业公司拿下营业执照,定位于研制小型火箭,发射微小卫星。成立不久即获得春晓资本、联想之星以及哈工大机器人超千万元天使轮投资。2016年9月零壹空间宣布完成超过1亿元人民币的A轮融资,比亚迪联合创始人夏佐全创立的正轩投资等领投,春晓资本、哈工大机器人继续跟投。今年5月,其总集成厂落地重庆两江新区。公司已扩大到百人左右。
目前零壹空间与相关主管部门已建立了常态沟通汇报机制,并参与国家组织的商业航天相关政策研究论证。
舒畅介绍,公司研发的小型火箭已进入工程研制阶段,今年底发动机试车,明年上半年飞行试验,明年下半年商业首飞。
“民企没有包袱,有可能做出高度自主化、集成化、商业化的产品。把各个子系统进一步集成,就可以省重量,增加运力,省成本;比如,我们研发的一体化综控机原本是几个系统,上百公斤,现在1.8公斤。”
零壹立足全工业行业资源,突破既有封闭的供应链体系;并在可靠性设计的基础上合理降低原材料元器件的使用级别。“我们的零部件80%来自非航天单位,60%以上是民营企业,有些零部件用工业级就可以。‘国家队’都是自己的零部件。”
目前,国外发射价格是每公斤3万-5万美元,国内2万-3万美元/公斤,零壹的定位是做到更便宜。
“发动机是和战略伙伴联合开发的。国家队商业化做的还是偏大的火箭,他们是火车运输,到站就下,我们是出租车运输,能提供更贴身服务。”
差距与短板
舒畅也坦言,毫无疑问,中国商业航天在技术、资金、政策诸方面和美国、欧洲等有着明显差距。
技术上,SpaceX公司已经实现一级火箭的回收和再发射,“猎鹰”-9火箭的运力远远超出正在试飞的长征五号火箭。
荷兰代尔夫特空间研究所分布式空间系统研究室主任郭健撰文称,很多人都有错误的观念,觉得中国航天就像其他行业一样,具有成本优势。实际在商业航天领域,国内产品普遍比国外价格高出50%以上。
究其原因,主要是中国还并不存在真正的商业航天市场,大多数供货企业习惯了承担国家任务,没有或很少有成本控制概念。而国内初创企业普遍依赖于传统航天企业的供货,导致成本高企。
而且,民营公司若不掌握核心技术和零部件,容易被卖方要高价。
据报道,SpaceX在7月新一轮融资中筹集了3.5亿美元资金,目前估值约为210亿美元,成为全球估值最高的私营公司之一。
零壹空间是国内融资最多的商业航天公司之一,目前已融资3亿元人民币,但用舒畅的话说,“跟国外同行至少差两个数量级”。
商业航天是典型的高投入、长周期、高风险行业。首先,由于行业特殊,往往第一轮融资需求就已达千万元,自然就面临投资人更严苛的考察。其次,单个产品占用资金比例较大,比如,单枚火箭的研发制造及发射成本逾千万。要实现型号成熟,需发射几次,才能承揽商业发射。最后,目前一级市场的私募股权投资基金大多数都是3-7年期限,必须在固定期限内清盘,长期不见投资收益的标的,往往比较难配置资金。
对于初创企业,资金链断裂几乎是致命的打击。SpaceX公司的猎鹰1火箭时期曾经连续3次试射失败,导致后续发射资金乃至员工工资均无以为继,公司濒临破产。
实际上,大多数成功的欧美商业航天企业都经过了多年的日积月累,英国SSTL从成立到业务大发展花了差不多20年,荷兰ISIS和丹麦GOMSPACE用了近十年才有成熟产品,2002年成立的美国SpaceX也只是最近几年才获得大量订单。
正是金融体系与社会环境的差异,使得国内商业航天企业资金实力不足,偏于急功近利。
政府支持是中国商业航天发展的关键。尽管国家总体政策对商业航天持鼓励态度,但具体配套政策的出台目前尚需时间。还没有相关单位提出,把自己的发射任务承包给商业企业。向民间转让核心关键技术的举动,短期内也看不到可能性。
不过,8月底,第三届中国(国际)商业航天高峰论坛上,国防科工局总工程师田玉龙表示,经过三年多,已经基本完成《航天法》草案初稿,将(对)商业航天的支持、保障和保护,纳入到航天法的法律体系框架中。首部中国《航天法》有望于“十三五”期间出台。
田玉龙还透露,国防科工局正在组织起草关于加快商业航天发展的指导意见,明确支持、规范和保护商业航天发展的重点领域的配套政策。
根据媒体公开报道,近日中国航天科工集团到访内蒙古阿拉善盟,就选址建设商业航天发射场事宜对接交流。“现有的发射场有严格监管,可以按照法定程序借用发射场。国家论证建设商业发射场,是对商业航天的巨大支持。好比之前北京只有南苑机场,军用民用混在一块儿,后来商业需求大了,就建设了顺义机场,还要建大兴机场。”舒畅表示。
缺乏商业航天战略资源储备,尤其是卫星轨道和频率资源,是中国发展商业航天的最大短板之一。“频率资源需要提前向国际申请并储备。以全球卫星通信为例,我们错过了L频段,即将错过Ka频段,国际上又开始布局V频段,如果不早做准备,未来很有可能还会继续错过。”航天工程技术研究院常务副院长刘雨菲介绍。
如果缺乏自主的全球互联网卫星星座,中国的全球航运信息化、全球金融信息化、全球物联网等将不得不通过其他国家的星座实现。
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