发展民营商业航天意义重大

2021年05月07日

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（图片来源：pixabay）

航天事业可分为公共航天、商业航天、军事航天三大部分。其中商业航天是指按市场规则配置技术、资金、人才等资源要素，以盈利为目的、独立的非政府航天活动。它包括卫星制造、发射服务、卫星运营及应用、地面设备制造与服务、太空旅游、太空资源开发等多个领域。商业航天具有市场驱动性，但同时必须受国际规则、国家法律的约束，其发展必须符合保障国家安全和公共安全的要求。

一、美国商业航天发展现状及特征

随着冷战结束和航天技术逐步成熟，全球航天事业从太空竞赛和太空军事化向全面推动经济社会发展和军民结合转型。大国普遍选择利用商业化推动国家航天能力和航天产业的发展，太空已经成为国家安全和经济增长的重要战略领域。航天大国在国际航天市场的竞争日益加剧，在世界范围内形成了利用航天技术抢占未来发展先机的热潮。

美国走在世界商业航天的前列。美商业航天于20世纪80年代逐渐起步，迫切的国家安全需求推动其开始蓬勃发展。美国大力发展商业火箭，涌现出美国轨道科学公司（Orbital Sciences）、美国蓝色起源太空公司（Blue Origin）、美国太空探索技术公司（SpaceX）等新兴商业航天企业。美国颁布《商业航天发射法案》等多项法案来支持并规范商业航天发展，完善的空间立法为商业航天活动提供了法律保障。美国国家航空航天局（NASA）、美国国家地理空间情报局（NGA）、美国军方等提出的商业合作计划、技术转让计划，也从资金、技术和发射场资源等方面给商业航天提供了大力支持。

其中，SpaceX公司由埃隆·马斯克（Elon Musk）于2002年创立，主要业务为火箭发动机、飞船和火箭的研制、生产、发射服务，载人航天服务以及卫星制造、卫星运营服务等。SpaceX自成立以来的最大创新之处在于实现火箭的可回收与可复用，极大降低了人类进入太空的成本。在商业发射方面，其发射费用已下降至全球同类运载火箭发射费用的三分之一以下。在卫星运营方面，其于2015年推出“星链”（Starlink）卫星星座群计划，抢占稀缺的全球卫星频谱和轨道资源，拟通过42,000颗小卫星构建覆盖全球的宽带卫星通信网络。截至2020年10月底，SpaceX共完成第15批星链组网发射（每批发射为一箭60星），已开始初步提供卫星宽带互联网服务。在载人航天方面，其于2020年5月进行了首次载人飞行任务，验证了“龙”飞船（SpaceX Dragon）载人航天的可行性；其于2020年11月进行首次商业载人飞行发射，标志着美国正式进入了商业航天载人时代。

军商合作是全球商业航天发展的一大特征，商业航天的快速发展在军事上的应用空间巨大。举例来说，美国SpaceX的“星链”卫星星座群的卫星通信与传输、卫星成像、遥感、导航定位等能力，暗藏着巨大的军事应用潜力。首先，“星链”卫星群将强化美军非对称侦察监视。得益于该卫星体系庞大的体量和先进的光学观测载荷，“星链”卫星群可以帮助美军对全球实现全天候不间断的监控分析，成为具有高分布性、高抗毁性、高灵活性的侦察监视预警系统。其次，“星链”卫星群的组网将进一步提升美军全球导航定位系统的打击精度和抗敌干扰能力，增强其远程精确打击优势。再次，“星链”卫星群将显著增强美军宽带通信能力。“星链”系统可实现全球无死角的高速卫星互联网波束覆盖，将大幅增强美军的作战通信能力。2020年5月20日，美国陆军与SpaceX签署了合作研究与发展协议（CRADA），将在未来三年测试使用“星链”的宽带服务用于美军军事网络数据传输。最后，“星链”卫星群将提升美军天基目标探测及打击能力。“星链”卫星拥有发射全向波束的能力，可对航天器进行遥测、跟踪和控制，进而转变成为运载火箭、导弹的高精度计算、模拟、预测系统，为后续的拦截工作提供信息支撑。同时，“星链”卫星具有自动变轨和规避能力，大量的在轨卫星也为洲际弹道导弹弹头的碰撞式直接拦截提供了可能。

（图片来源：NASA）

二、商业航天的重要意义

商业航天在推动经济发展、促进航天产业军民融合、抢占太空战略资源等方面具有重大意义。

（一）商业航天是经济发展的重要推动力

随着火箭成本的下降和卫星技术的发展，目前全球正经历着“轨道革命”，人类对航天活动的需求大大增加。一方面，随着前沿技术在卫星领域不断拓展新的应用，卫星的发射需求快速提升。如卫星遥感技术与云计算、大数据、人工智能、虚拟现实等前沿技术的结合，为商业遥感卫星带来了大量需求；且随着智能手机等技术及各类应用蓬勃发展，对覆盖广泛、经济适用的互联网的需求使得卫星互联网再次受到广泛关注，全球星座计划百花齐放。另一方面，飞速发展的小卫星技术及低成本火箭技术，极大地降低了进入太空和利用太空活动的门槛。在“轨道革命”的背景下，航天活动逐渐进入面向大众服务的新时代。商业航天力图满足人民不断增加的太空活动的需求，并带动其他行业的发展，将对国家经济起到强有力的推动作用，太空经济也成为我国未来经济发展中日益重要的组成部分。

（二）商业航天是军民融合深度发展的突破口

随着太空军事化进程不断加快，世界各军事强国已普遍将航天力量视为与核力量同样重要的战略手段。各国军方和政府越来越多地通过商业行为“购买服务”，航天领域的军商合作进一步加深，商业航天已成为军民融合深度发展的突破口。例如，美国政府从国家顶层明确了军商分工和相互协调关系，军方采取了直接补贴、出资建设系统、采购商业服务等经济手段，充分利用商业航天资源满足军事能力需求。美国军商融合大致分为两个方向：一是寄宿载荷，即在商业卫星上搭载军用多重有效载荷，达到降低成本、分散军用载荷、提高抗毁性的效果，这已成为美军实施“弹性与分散式太空系统体系结构”的重要途径。二是军商合作进行太空监视，跟踪轨道目标并提供情报，帮助军方获得太空态势感知能力。商业卫星已成为美军天基信息支援的重要力量，在全球军商深度融合的背景下，发展中国商业航天，实现“寓军于民”，对于军民融合、国家安全意义重大。

（三）商业航天是抢占稀缺太空资源的重要手段

通信频率和运行轨道是卫星运行中必不可少且极其稀缺的资源。新发射的卫星必须规避已有卫星的通信频率和飞行轨道，否则就会产生通信干扰，甚至发生卫星相撞的严重事故。近年来，爆炸式增长和扩张的人造卫星数量和建设规模，使太空频率和轨道资源的竞争达到了前所未有的激烈程度，一场围绕频率和轨道资源展开的太空“圈地运动”已悄然展开。除了地球同步轨道，其他地球轨道上的轨道时隙和无线电频率都采用“先到先得”的方式获取，掌握了先进航天能力的大国因此具有天然的国际机制优势。在有关国家政府的支持下，许多国际航天企业都倾向于夸大卫星发射数量需求，以率先申请到更多的频谱资源，挤压竞争对手的活动空间，并抬高其所控制频谱的售价。频轨资源争夺导致发达国家与发展中国家的太空能力差距愈发增大。争夺关键的频轨资源对于国家天基基础设施的建设有着重要的战略意义。在新一轮太空资源竞赛中，商业航天灵活、高效的优势将对布局国际空间频轨资源发挥不可忽视的作用。推动商业航天的快速发展，无疑是中国抢占这一重要战略资源的有效手段。

三、商业航天发展离不开民营企业

商业航天与公共航天、军事航天相比，在创新机制、灵活反应和降低成本等方面对市场参与者提出了更高的要求。商业航天实现跨越式发展需要国有企业和民营企业的共同参与，将“集中力量办大事”和“大众创新”的活力结合起来，使各参与主体在合作竞争中找准各自定位，实现有序发展。

（一）加大民营企业参与有助于促进自主创新发展

商业航天的发展离不开全产业链的自主创新，包括创新技术方案、创新发射模式、创新动力模式、创新研制与配套模式、创新服务内容模式等。只有做到充分开放市场，打破垄断，才能最大程度地催生自主创新。

我国国有航天企业在技术创新方面相对保守，创新失败带来的压力往往压抑了创新的持续进行。同时，在航天科技成果转化中，涉及一系列制度安排和多个环节，大量航天科技成果转化路径不甚通畅，转化率较低。另外，传统的科研体系相对封闭，缺失合理的价值链和利益分配，商业模式创新动力不足。

鉴于以上问题，建立起一个繁荣的国有企业和民营企业共同发展的产业生态对商业航天的发展尤为重要。民营航天企业市场化程度更高，可充分发挥机制灵活的优势，在技术研发模式、面向大众的商业模式等方面进行自主创新。例如，在集成化、通用化、模块化等方面，民营企业更容易做到方案简化和集成设计。同时，民营企业在技术转化方面的路径更为通畅，对航天技术在其他领域的应用更有转化动力，可促进军民融合并带动其他相关产业的发展。另外，未来商业航天即将进入面向大众服务的新阶段，民营航天公司在面向市场提供创新性的商业模式方面，相比国有企业具有比较明显的优势。

（二）加大民营企业参与有助于提升社会资源利用效率

商业航天具有市场化程度高的特征，保证可靠性前提下的更低成本和更快响应是赢得市场竞争的关键。民营企业在商业航天领域的参与将形成行业“鲶鱼效应”，促使社会资源利用效率进一步提升。

商业航天与传统航天在成本管控方面有着本质区别。我国国有航天企业运载火箭的研制成本除与火箭总体方案有关外，还与火箭计价模式、均摊费用、试验费用、质量管理等额外费用有关，成本控制能力有限。在全球商业发射价格逐年下降的新业态下，其价格竞争优势不强。民营航天企业引入的市场竞争机制将促使行业资金效率的进一步提升。在竞争压力下，航天企业将通过开展可重复使用商业火箭的研制、推广3D打印与智能制造、进行模块化设计与量化生产等多种途径不断精简管理体制，升级生产模式，以降低探索发射的成本。此外，民营企业与传统航天企业“总体—分系统—单机”的模式不同，普遍采用面向单机的集成产品设计、面向社会的集成供应链、去任务化的总装集成测试等先进管理手段，并以此缩短客户响应周期，提升市场反应能力。

四、中国民营商业航天未来可期

随着国内外卫星星座建设的不断加速，全球卫星轨道及频谱资源竞争愈加激烈，针对稀缺资源提前布局显得尤为重要。为在这场全球“轨道革命”中保持领先地位，需要推动商业航天快速发展，尤其要鼓励民营航天企业发展。中国民营商业航天目前仍处于起步、探索阶段，与美国等国家的民营航天公司还有着不小的差距，但未来在政策的引导和支持下，民营航天将充分发挥高效、灵活的优势，以更强的创新精神快速崛起，逐渐成为国家航天体系不可缺少的组成部分。届时，民营企业将形成与国家航天差异化发展的态势，在小卫星、微小卫星的发射领域成为国家发射活动的有力补充，在低成本发射服务、灵活的商业模式等方面更好地满足不断增加的市场需求，从而与传统航天力量形成优势互补，共同实现中国商业航天的跨越式发展。