□ 常呈 陳立 任悅鳴 楊拾
商業航天“老字號”的新動作
□ 常呈 陳立 任悅鳴 楊拾
近年來,世界航天加速發展。除了各主要航天國家外,擁有航天抱負的各國政府也在不遺余力地支持本國發展自己的航天技術;隨著私營資本進入航天領域并取得成功,越來越多的人開始關注商業航天。
最為關鍵的是,各國科研人員已經在商用器件(COTS)宇航應用、增材制造(3D打印)、高通量通信衛星(HTS)和運載火箭復用等關鍵技術方面相繼取得突破。這些都為商業航天的提速發展注入了活力,新參與者、新用戶和新服務模式不斷涌現。
一直以來,發射服務被視作商業航天的基石,但還有巨大的發展空間可以拓展。據美國衛星產業協會報告,2015年,全球發射服務總產值僅占全部宇航產業總產值的1.6%;據歐洲咨詢公司統計,2016年只占1%不到。
發射服務是宇航工業里最核心的技術產業之一,但盈利能力低,進入退出門檻高,一旦失敗影響巨大。除此之外,發射服務自身的技術風險、出口控制風險、安全風險、發射場協調風險、成本控制風險以及小衛星項目的市場風險等,都可能影響商業發射服務業務的可持續發展。

▲ 我國整星出口示意圖
對于中國航天而言,長征系列運載火箭的長期發射實踐以及中國長城工業集團有限公司成熟的商業發射服務運作經驗,已經為中國航天科技集團公司商業發射服務產業積累了最重要的核心競爭力。由中國航天科技集團公司研制的長征系列運載火箭可以滿足國內外不同用戶的需求,其可靠性、產研能力等均得到了國際宇航界、客戶及合作伙伴的廣泛認可。截至目前,各型號長征火箭已累計為國內外客戶提供商業發射60次,其中搭載發射服務14次,在國際商業航天市場享有很高聲譽。
目前,世界小衛星數量呈爆發式增長。有數據統計,未來10年全球將發射3600顆小衛星,市場價值(制造和發射)高達220億美元,其中超過八成來自美歐市場。未來10年,國內100~500公斤商業衛星約1000顆,經典的搭載發射和一箭多星發射將成為這些小衛星的主要發射方式。這些小衛星有些來自于傳統航天企業,也有相當一部分來自于初創衛星公司。由于初創衛星公司大都對行業規則相對生疏,需要經驗豐富的優質配套服務。因此,未來“一站式”發射服務將更具吸引力。案。
未來一段時間,整星出口和搭載發射將有力促進長征火箭繼續參與國際商業航天市場競爭。為此,航天科技集團所屬一院和八院分別研制了長征十一號和長征六號新一代運載火箭。
去年10月,一院所屬中國長征火箭有限公司成立。該公司是中國航天科技集團公司全新打造的航天運輸及商業火箭發射平臺,業務涵蓋航天發射服務、空間資源利用和亞軌道飛行體驗等三大板塊。
中國長征火箭公司負責人表示,將提供火箭及發射、商業航天保險、衛星地面測控系統建設、地面站建設等多方面服務,并通過合資公司等多種靈活模式在通信、遙感、導航等方面開展多種商業運營,最終實現天地一體化。通過星箭接口標準化、火箭提前備產及批產技術應用等手段,中國長征火箭公司可大幅壓縮發射成本及履約周期。在未來的3~5年里,該公司將把服務周期降至最短180天,商業發射的服務價格比傳統發射服務價格降低30%。
目前,中國長征火箭公司已具備能力根據不同用戶的使用要求,在衛星發射、在軌交付與使用、地面測控與網絡建設、衛星商業運營與管理等全流程提供一體化服務。可根據不同用戶的使用要求,提供太空星網和包含太空順風車、太空班車、太空專車在內的“三車計劃”等四種類型的發射服務。太空星網是指根據星座組網客戶的需求,為用戶設計最經濟高效的發射方案;太空順風車可利用現有長征系列火箭發射時的剩余運力,提供載荷搭載服務;太空班車是指在每年相對固定的時間里,以成本價提供一發定點發射服務;太空專車可依據客戶指定的軌道及時間要求,提供從100公斤到1000公斤的專屬、快速發射服務。屆時,“三車”計劃將成為業內首個全維度發射服務解決方案。

▲ 21世紀以來,很多新興航天企業吸引了風險投資支持
同時,該公司提出“航天發射+”服務模式,嫁接多元客戶的不同需求,在空間資源利用和太空旅游等方面為廣大消費者提供個性化產品與服務,預計未來5~10年,將完成亞軌道重復使用飛行器的研制并積極開展亞軌道旅游業務,實現亞軌道太空邊緣觀光、失重飛行體驗洲際太空旅游等業務。
此外,八院研制的多型長征火箭也收獲了包括民營商業衛星、科學實驗衛星、高校衛星發射在內的不少市場訂單,可靠性高、適應性強、定制服務、價格合理,以及“從簽約至發射小于3個月”的快速響應能力等,為客戶所青睞。

▲ 專門設有航天項目國家預算的國家數量
作為我國航天商業化的排頭兵,長城公司上世紀80年代成立后,在上世紀末的一波低軌星座發射熱潮中,聯合兄弟單位參與了多個星座的發射服務投標,中標并成功用長征二號丙運載火箭完成了12顆銥星的發射。
為進一步提升商業航天發展水平,中國航天科技集團公司于2016年珠海航展期間提出著重推進商業航天六大工程。這六大工程包括長征快車、東方紅高通量衛星、鴻雁星座、全球衛星接收+互聯網應用中心、夔龍系統和太空工場。
其中,為滿足國內外各類客戶對價格、響應效率和服務便捷性的綜合要求,特別是面向爆發式增長的小衛星計劃,長城公司一次性定制了7款48枚長征系列運載火箭,可服務于星座組網、專享發射、搭載發射和集簇發射這4種主流需求模式,覆蓋高、中、低各類軌道,配套各種標準接口和全套測發控服務,“長征快車”具備了適應各類發射任務的能力。
3個月前,在長城公司舉辦的長征商業發射用戶大會上,中國長征火箭未來一年的商業搭載發射機會悉數公布,涵蓋太陽同步軌道、地球同步軌道、近地軌道等不同需求。這些搭載發射的合同執行細則、需遵守的法律法規、發射進場許可信息,以及一院、八院提供的商業發射服務解決方案都可以查到,這讓長征火箭的用戶及各界人士怦然心動。

▲ 中國航天火箭型譜

▲在第三屆中國(國際)商業航天高峰論壇上,航天科技集團四維商業遙感衛星公司展出的高景一號衛星影像備受關注,圖為衛星拍攝的武漢CBD中央商務區影像。
航天科技集團已面向市場推出了極具競爭力的運載火箭和商業衛星平臺等新產品和新服務,并以用戶大會這種形式,向客戶“敞開懷抱”。此舉被業界視為中國商業航天快速發展的信號。和過去用戶大會國際化色彩較濃不同,國內用戶成為本次大會座上賓。大家共商長征火箭商業發射之路,助力中國商業航天發展。
在國有、民營資本力量群雄逐鹿的當下,長城公司又站到了國內商業航天舞臺的中央。“我們要把在國際市場上積累的豐富經驗用到國內,惠及國內商業航天用戶。”長城公司副總裁付志恒說。
如今,作為商業航天的先鋒、國際合作的橋梁,長城公司正在通過“交鑰匙”式的“一攬子工程”,面向全球提供整星出口、發射服務、電信港建設、技術轉讓與培訓、商遙數據出口、地面站建設、導航全球應用服務等商業航天全方位解決方案。
與此同時,長城公司正積極推進鴻雁星座、夔龍系統、全球建站和自主測控能力等系統建設,將逐步構建覆蓋全球的衛星運營與應用網絡,提供全天候、全時段通信、高精度定位、數據接收與分發、在軌管理與備份測控等服務,打造具有國際競爭力的新型服務模式。
通過多年的積極努力,長城公司在小衛星搭載發射服務方面也取得了良好效果,通過靈活的搭載發射構型滿足各類客戶需求。后續,長城公司將繼續加大市場開發力度,通過發射實踐積累經驗、優化方案,持續向世界發出中國航天的聲音。
據第三屆中國(國際)商業航天高峰論壇上的消息,針對國際商業用戶的需求,中國航天科技集團公司正在開發海上發射技術。
有人疑惑中國已經有了海南發射場,為何還要繼續向低緯走?這是因為雖然中國航天的第4個發射場——中國文昌航天發射場已經比較靠近赤道了,但是它的緯度還是在19度。有一些衛星發射的任務是需要傾角最好能到5度甚至更小,所以即使是在海南發射,它對運載的要求也比較大。
換句話說,只能是大馬拉一個小車,這是很不劃算的,所以技術人員也在考慮把航天科技集團合適的小火箭機動靈活地拉到更靠近赤道的地方,來實現這種發射,滿足這樣的衛星發射需求。
其實,對于海上發射,我國目前已有明確計劃。海上發射在技術上并不困難,海上發射平臺可由萬噸級的普通貨船加以改造,火箭則采用對發射設施依賴較少、目前技術較成熟的固體火箭。
據介紹,長征火箭今年將進行海上發射的關鍵技術試驗,預計2018年就可以面向國際商業用戶提供這種發射方式。屆時,長征火箭可將500公斤的衛星送到軌道傾角為0到10度、高度為500公里的軌道。★
責任編輯:吳琳