競逐低軌衛(wèi)星中國衛(wèi)星人如何叩問蒼穹？
“5、4、3、2、1，點火！”酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，隨著口令下達，藍箭航天朱雀二號遙三運載火箭噴出藍色尾焰，將搭載的“鴻鵠衛(wèi)星”、“天儀33衛(wèi)星(湖科大一號)”及“鴻鵠二號衛(wèi)星”順利送入預定軌道。
發(fā)射期間，航天馭星副總裁曹夢一直緊繃著神經(jīng)，緊緊盯著指控中心屏幕，他們調用了位于精河、七臺河、中亞、南美等8地的10余套地面站執(zhí)行衛(wèi)星飛控保障任務。“鴻鵠二號需要變軌，飛控過程相對復雜”，曹夢對新京報貝殼財經(jīng)記者說。與曹夢一樣密切關注著發(fā)射的還有天儀研究院創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官楊峰，鴻鵠衛(wèi)星、天儀33衛(wèi)星都有天儀研究院的研制身影。
上述場景發(fā)生在2023年底的普通一天，但這一天正式開啟了藍箭航天商業(yè)化交付的階段，記載了天儀研究院將第30顆衛(wèi)星送入太空的成功，也讓航天馭星有償服務的衛(wèi)星(或火箭)數(shù)量增加到303顆，更值得關注的是這三家企業(yè)均與北京結緣。
“目前北京市商業(yè)航天形成了‘南箭北星’產業(yè)布局：以經(jīng)開區(qū)為中心，集聚了一批商業(yè)火箭企業(yè)，形成了‘南箭’產業(yè)集群。市經(jīng)信局和市財政局從降低企業(yè)創(chuàng)新風險出發(fā)，首創(chuàng)了商業(yè)航天發(fā)射保險貼費政策，現(xiàn)已連續(xù)四年實施補貼，支持了數(shù)十個項目。”“北京經(jīng)過幾年努力，一定程度上已具備較為完善的產業(yè)生態(tài)和發(fā)展要素，具有抓住新發(fā)展機遇的能力和產業(yè)基礎。”北京市經(jīng)信局航空航天產業(yè)處處長周斌在接受貝殼財經(jīng)記者獨家專訪時介紹。
2023年底、2024年初商業(yè)航天先后被寫入中央經(jīng)濟工作會議內容和北京市政府工作報告，進一步走上發(fā)展快車道。正如北京市政協(xié)委員、航天宏圖董事長王宇翔接受貝殼財經(jīng)記者獨家專訪時所言，發(fā)展商業(yè)航天等新質生產力是推動我國經(jīng)濟社會高質量發(fā)展的重要動力。但他也提示，中國的商業(yè)航天公司的商業(yè)化才剛剛開始，包括商業(yè)火箭公司、商業(yè)衛(wèi)星公司、測運控等的各個環(huán)節(jié)都需要尋找自己的商業(yè)閉環(huán)。
SAR遙感衛(wèi)星：為防災減災開“天眼”
2023年12月18日23時59分，甘肅省臨夏州積石山縣發(fā)生6.2級地震，由于余震頻發(fā)且伴有泥石流，地面人員難以進行地貌變化測量，天儀研究院“巢湖一號”SAR(合成孔徑雷達)衛(wèi)星從500公里的高空完成了任務。
“天儀研究院的‘海絲一號’‘涪城一號’等SAR遙感衛(wèi)星還出現(xiàn)在2023年7月的河北省涿州市暴雨氣象災害，2022年1月湯加王國洪阿哈阿帕伊島海底火山爆發(fā)，以及2021年1月印度尼西亞蘇拉維西島地震等災害的遙感觀測中，為救災和次生災害預見監(jiān)測提供了空間技術支持。”楊峰在接受貝殼財經(jīng)記者獨家專訪時介紹。
目前商業(yè)衛(wèi)星公司主要聚焦低軌道衛(wèi)星賽道，按照用途，低軌道衛(wèi)星又可以分為通信、導航、遙感和科研四類。
天儀研究院最早瞄準的是科研衛(wèi)星領域，因為“每次空間站向全球征集合作需求時，能過初選的只有幾十份，有巨大的市場空間”。但近年來全球災害頻發(fā)，光學遙感衛(wèi)星成像條件苛刻，讓“體制內”出來創(chuàng)業(yè)的楊峰瞄準了SAR遙感衛(wèi)星賽道，希望“為防災減災開‘天眼’，同時也證明自身技術實力”。
“目前全球擁有兩顆以上SAR衛(wèi)星的國家，不超過15個，而天儀研究院作為一家民營企業(yè)就擁有三顆SAR衛(wèi)星。”楊峰說。
“我國如果沒有商業(yè)SAR衛(wèi)星，相關數(shù)據(jù)就需要采購德國、意大利等公司的數(shù)據(jù)，一幅SAR衛(wèi)星圖像數(shù)萬元，天儀研究院填補了我國商業(yè)SAR遙感衛(wèi)星的空白，也使SAR衛(wèi)星圖像的價格大大降低了。”一位商業(yè)航天領域投資人說。
技術突破并非易事，“我們想做輕小型SAR衛(wèi)星時很多投資人都反對，因為我們當時還沒有做過幾百公斤的衛(wèi)星。”楊峰回憶起初做SAR衛(wèi)星時的艱難，“我每天都要處理太多事、太多情緒，只有讓自己變得鈍感一點，才能不用停下來處理情緒，我還要保證衛(wèi)星團隊不被這些聲音影響。”
楊峰認為天儀研究院成功的關鍵是，“我們是真的會做小衛(wèi)星，這些年迭代下來的做工業(yè)級輕小型衛(wèi)星的設計理念和工程經(jīng)驗，是我們的優(yōu)勢。”據(jù)他介紹，天儀研究院的SAR衛(wèi)星重量比同等精確度的其他SAR衛(wèi)星減少了數(shù)倍，“其他家?guī)讎嵵?，我們只有幾百斤?rdquo;
貝殼財經(jīng)記者了解到，目前商用衛(wèi)星的主流趨勢是由衛(wèi)星平臺和有效載荷兩部分組成。衛(wèi)星平臺是衛(wèi)星能源、控制等功能的總體支撐，載荷是讓衛(wèi)星具有遙感、導航、通信等功能的模塊。目前我國已經(jīng)完全實現(xiàn)了SAR衛(wèi)星載荷的國內自主，衛(wèi)星平臺部分多由商業(yè)衛(wèi)星企業(yè)自主設計和研發(fā)。
“擁有10顆SAR衛(wèi)星就能實現(xiàn)比較好的現(xiàn)金流，一年大概有20億至30億元的營收，利潤在50%以上。”楊峰說。目前天儀研究院共有3顆SAR衛(wèi)星升空，未來還有120顆衛(wèi)星組成的星座計劃。
楊峰透露，天儀研究院將進一步研制InSAR(干涉合成孔徑雷達)衛(wèi)星，目前正瞄準住建領域，“做房屋安全監(jiān)測、大型建筑或大型資產的沉降和形變監(jiān)測等，主要客戶來源是房屋業(yè)主單位。”天儀研究院也在向下游延伸，目前客戶可以通過其提供的云端數(shù)據(jù)商城獲取數(shù)據(jù)。
與天儀研究院路徑相反，上文提到的航天宏圖此前則主要從事遙感與地理信息云服務平臺。2023年3月航天宏圖開始向上游拓展，發(fā)射了“女媧星座”的首發(fā)星，未來組成“女媧星座”的四顆衛(wèi)星均為SAR衛(wèi)星。
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)：對6G模式的想象
遙感、導航之外，通信衛(wèi)星組成的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是距離普通人生活最近的場景。近年來，國內開始出現(xiàn)各類衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)相關應用，如中國電信與華為聯(lián)合推出了全球首款支持衛(wèi)星通話的大眾智能手機，時空道宇與極氪聯(lián)合發(fā)布了首款量產衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)乘用車。
“我們可以把低軌道衛(wèi)星理解為‘空中基站’，每一顆衛(wèi)星覆蓋的范圍可達到方圓上千公里。數(shù)以千計的低軌道衛(wèi)星組成‘星座’，就可以實現(xiàn)全球的‘基站’覆蓋。”銀河航天創(chuàng)始人、董事長兼首席執(zhí)行官徐鳴在其公眾號中這樣解釋衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。
銀河航天是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的第一家獨角獸企業(yè)，目前估值已超過百億元。目前，該公司2022年發(fā)射的6顆我國首次批量研制的低軌寬帶衛(wèi)星與首發(fā)星共同組網(wǎng)，形成了名為“小蜘蛛網(wǎng)”的低軌寬帶通信試驗星座。
“通過單顆試驗星-批產衛(wèi)星星座組網(wǎng)-平板式衛(wèi)星在軌驗證‘三步走’的工程實踐，銀河航天逐步實現(xiàn)了柔性太陽翼、衛(wèi)星組網(wǎng)等關鍵技術突破。”銀河航天星座通信系統(tǒng)架構師林廣榮對貝殼財經(jīng)記者介紹。
根據(jù)國際電信聯(lián)盟(ITU)截至2023年的最新數(shù)據(jù)，全球仍有26億人沒有接入互聯(lián)網(wǎng)。2022年全球航天產業(yè)規(guī)模達到了3840億美元，其中全球衛(wèi)星產業(yè)規(guī)模占航天產業(yè)的73%，達2810億美元。
“海洋、沙漠、戈壁，或天空中的飛行器、無人機、熱氣球等地方，要想實現(xiàn)網(wǎng)絡覆蓋，僅靠地面基站的效果并不好，甚至有些地方地面基站無法覆蓋，還得依靠衛(wèi)星整合，實現(xiàn)‘天地空一體化’。”中國通信業(yè)觀察者、智能互聯(lián)網(wǎng)研究者、藍迪國際智庫專家委員會委員項立剛對貝殼財經(jīng)記者說。
網(wǎng)絡速率方面，華為無限技術實驗室6G技術首席科學家王俊在2023年底的一場演講中介紹，基于再生衛(wèi)星的在軌測試顯示，其星地鏈路吞吐下行最高660Mbps［指每秒傳輸?shù)奈?比特)數(shù)量］，上行最高135Mbps；譜效下行最高4.21bps/Hz(指單位頻帶內所能實現(xiàn)的信息速率)，上行最高2.7bps/Hz。
使用衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的另一原因是控制成本。此前徐鳴在自己的文章中算了一筆賬：如果把地面的通信網(wǎng)絡看成是二維的，那么低軌道衛(wèi)星組成的通信網(wǎng)絡就是三維的。通過“二維+三維”的方式對全球通信網(wǎng)絡進行升級，也會讓整個全球網(wǎng)絡基礎設施的成本大幅降低。
事實上，上世紀七十年代，國內高軌道衛(wèi)星通信商業(yè)路徑早已經(jīng)跑通。那么，早年間的衛(wèi)星網(wǎng)絡和現(xiàn)在的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)有什么區(qū)別？
據(jù)項立剛介紹，高軌道衛(wèi)星的優(yōu)勢是覆蓋面積廣，但劣勢是總帶寬小、信號相對較弱、發(fā)射成本高等。而低軌道衛(wèi)星的優(yōu)勢是能提供較高的帶寬，在能量消耗、連接穩(wěn)定性上相對較好。但低軌道衛(wèi)星會在短時間內飛過覆蓋區(qū)域，需要下一個衛(wèi)星進行銜接，因此要用眾多衛(wèi)星來組成星座提供服務。
低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)全球覆蓋到底需要多少衛(wèi)星？林廣榮表示，初步實現(xiàn)全天候、全球網(wǎng)絡覆蓋預計還需發(fā)射百顆以上的衛(wèi)星。項立剛則認為要視軌道情況而定，“比如高軌可能需要三顆星，中軌可能需要十幾顆星。哪怕只是低軌道，距離我們300公里、500公里、600公里所需要的衛(wèi)星數(shù)量也不同。比如馬斯克的太空探索技術公司選擇的500公里軌道，設計需要發(fā)射4萬顆衛(wèi)星，目前已經(jīng)發(fā)射了5600顆左右。”
商業(yè)化變現(xiàn)：整星交付和測控領跑
既然SAR衛(wèi)星和通信衛(wèi)星均需要發(fā)射多顆衛(wèi)星、組成星座，才能提供服務，進而實現(xiàn)收入。那么，衛(wèi)星企業(yè)要如何實現(xiàn)短期業(yè)績，支撐星辰大海的夢想？答案是幫其他企業(yè)定制衛(wèi)星，整星交付或者提供數(shù)據(jù)。
據(jù)楊峰介紹，天儀研究院的空間科學實驗衛(wèi)星和SAR衛(wèi)星都使用通用化的衛(wèi)星平臺，都可以更換不同載荷，適配客戶的定制需求。“從具體商業(yè)訂單來看，天儀研究院的兩類衛(wèi)星產品‘可以說是賺錢的’，但用戶量還不夠多。”楊峰說。
林廣榮表示，銀河航天今年的衛(wèi)星制造商業(yè)訂單數(shù)量可觀，業(yè)務占比目前比較大。
如果把研制衛(wèi)星的銀河航天和天儀研究院比作“淘金者”，那么，從事測控的航天馭星則是“賣鏟人”，因為不管是火箭還是衛(wèi)星都需要測控服務。曹夢告訴貝殼財經(jīng)記者，隨著商業(yè)航天行業(yè)整體發(fā)展，衛(wèi)星測控企業(yè)的收入是可預期的。
資料顯示，航天馭星起家于提供商業(yè)測控服務，占據(jù)國內商業(yè)航天測運控服務市場的80%以上，目前擁有超過60套測控站，基本實現(xiàn)測控范圍全球覆蓋。對于到外國建站，曹夢表示，“公司非常重視國際合作，并且合作模式相對靈活。”
曹夢還提示，航天數(shù)據(jù)儲存、提取和分析是一片藍海。“尤其是遙感數(shù)據(jù)，體量很大。”2023年9月，航天馭星發(fā)布寧夏中衛(wèi)“航天云”數(shù)據(jù)中心項目。曹夢表示，該數(shù)據(jù)中心已經(jīng)建起了能夠跑數(shù)據(jù)的小機房，未來希望搭建垂直航天業(yè)務的應用，“通用大模型也可以延伸進入航天數(shù)據(jù)服務領域”。
此外，航天馭星基于自身測控站建設和測控設備研制的經(jīng)驗，也在向其他衛(wèi)星企業(yè)提供信關站落地的綜合解決方案。信關站能夠實現(xiàn)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與地面網(wǎng)絡的信息交互，是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的關鍵地面基礎設施。
帶動產業(yè)鏈升級：尚待形成統(tǒng)一標準
銀河航天、天儀研究院受訪時都強調衛(wèi)星制造的產業(yè)鏈帶動作用。作為衛(wèi)星制造企業(yè)，它們負責衛(wèi)星平臺和關鍵組件的設計、制造，從而帶動上下游的制造工業(yè)向高端制造業(yè)轉型升級，同時降低自身成本。“我們和地面配套工業(yè)屬于雙向奔赴。”林廣榮說。
例如銀河航天與重慶精剛傳動科技有限公司(下簡稱：重慶精剛)合作的諧波減速器，針對齒廓設計和修形做了特殊處理，降低部件間磨損，延長在太空環(huán)境中的使用壽命，“這在太空中磨壞了可修不了”， 林廣榮說。
與重慶精剛類似的企業(yè)還有很多，銀河航天提供的資料顯示，從2018年至2023年其生態(tài)合作伙伴數(shù)量分別為117家、245家、412家、688家、931家和1113家，其中甚至包括機器人、汽車配件等制造企業(yè)。“銀河航天為配套企業(yè)提供技術指標牽引，讓產品達到航天標準；國內成熟工業(yè)體系則為銀河航天提供產品，降低成本，形成了開放的產業(yè)生態(tài)。”林廣榮說。
打通上下游產業(yè)鏈、形成產業(yè)生態(tài)的目的也在于降低成本。
“我們的成本降到原來的十分之一，甚至未來大批量研制成本會更低還能降到幾十分之一。”林廣榮繼續(xù)舉例，銀河航天的通信載荷從設計、制造到批產都是自主的；衛(wèi)星平臺的太陽翼、測控應答機等也由銀河航天自主設計和研制。
楊峰也表示，使用工業(yè)級材料代替宇航級材料是天儀研究院成本下降的關鍵。“在這方面，我們做了很多測試和大膽試用，甚至用了42塊錢的消費級攝像頭來觀察自研衛(wèi)星的離軌帆能否正常打開。”
航天馭星則是通過實現(xiàn)測控設備的自主研發(fā)閉環(huán)，從原材料級對測控系統(tǒng)單機、設備實施全生命周期管控，以此實現(xiàn)技術、成本、進度、質量的完全可控。曹夢表示，只有全鏈條可控，才讓我們在激烈的市場競爭中保持優(yōu)勢。
雖然不少衛(wèi)星和測控企業(yè)已經(jīng)形成了上下游產業(yè)鏈的帶動作用，但尚未出現(xiàn)能在供應鏈標準方面具有話語權的“鏈主”。
楊峰指出，國內衛(wèi)星行業(yè)還做不到供應鏈標準化的階段。他表示，很多衛(wèi)星的設計邏輯、衛(wèi)星平臺思路都不同，行業(yè)里還沒有出現(xiàn)一個能夠說“跟著我的標準做出來的東西一定不差”的領軍者。他認為，“現(xiàn)在就像春秋時期群雄爭霸，隨后將進入戰(zhàn)國七雄相互吞并的局面”，“如果統(tǒng)一技術路徑可能需要‘一個足夠大的客戶’，但目前還沒有出現(xiàn)。”
政策驅動：商業(yè)航天亟待爆發(fā)元年
國內商業(yè)航天最早可追溯到2014年。2023年底、2024年初的政策利好則讓商業(yè)航天人看到了行業(yè)爆發(fā)的曙光。
為抓住商業(yè)航天產業(yè)發(fā)展未來機遇，北京市經(jīng)信局航空航天產業(yè)處處長周斌在接受貝殼財經(jīng)記者采訪時表示，計劃在現(xiàn)有產業(yè)政策的基礎上，進一步完善有關支持政策，為商業(yè)航天企業(yè)提供支持，此項工作已經(jīng)在推進中。“未來，商業(yè)航天將呈現(xiàn)出發(fā)展?jié)摿Υ蟆⑹袌鲆?guī)模廣、增長速度快的特點，具有良好的、廣闊的發(fā)展機遇。”周斌說。
受訪的一位商業(yè)航天產業(yè)投資人向貝殼財經(jīng)記者坦言，錯過“大航海時代”的中國人一定不會再錯過“大航天時代”。
談及商業(yè)航天爆發(fā)的臨界點，楊峰告訴貝殼財經(jīng)記者，“當做到規(guī)?；⒔?jīng)濟性和普世性，同時應用足夠多的時候，商業(yè)航天自然就會迎來爆發(fā)。”他以衛(wèi)星行業(yè)為例說明其中的邏輯關系，“如果衛(wèi)星應用掙不到錢，不會有人買衛(wèi)星制造，也不會有人去買火箭和測運控。同理，火箭、衛(wèi)星、測控等企業(yè)也不會去買零部件。”
王宇翔則判斷，從2015年到2023年，過去的8年屬于中國商業(yè)航天1.0時代。在1.0時代，從火箭、衛(wèi)星、發(fā)射場到下游需求，都形成了很好的突破。但從長遠來看，離真正的商業(yè)化還有比較長的一段路要走，現(xiàn)在可能只是2.0時代的起點。對于所有人而言，事業(yè)大幕才剛剛開啟。
他建議，通過國資和社會資本共同出資，增強航天業(yè)的經(jīng)濟體量和產業(yè)規(guī)模。此外，他還建議通過給予訂單扶持，實現(xiàn)各級政府降本增效的同時，帶動整個產業(yè)鏈發(fā)展。
根據(jù)摩根士丹利預測，2040年全球太空經(jīng)濟的價值將達到1萬億美元，其中衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)將占市場增長份額的50%，最高至70%。此外，太空對更廣泛的經(jīng)濟和社會的價值具有7倍的乘數(shù)效應，預計將達到約7.9萬億美元，從而在2025年至2040年期間產生超過80萬億美元的累計影響。
來源：新京報
記者：白金蕾 韋英姿
閩公網(wǎng)安備
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