對我國商業航天發射服務的思考和建議

文 | 曹夢 藍天翼 航天科工火箭技術有限公司 北京千域空天咨詢有限公司

《流浪地球》電影中，面對災難，人類作為命運共同體，使用先進的航天技術把地球打造成了一款巨型航天器，奔向新的家園。而航天技術只有進入到廣泛的商業應用階段才能充分發揮它推動人類文明發展的巨大潛力，發展航天產業，首先從商業開發近地空間開始。

傳統航天（衛星）工程分為運載火箭分系統、衛星分系統、發射場分系統、測控分系統、應用分系統（地面分系統），各工程分系統在工程大總體的牽引和工程兩總的指揮與協調下，成功完成復雜航天系統工程任務的執行。而近幾年國內商業航天領域獲得高速發展，大批商業航天企業涌現，并隨之出現了新的商業航天任務組織模式，即商業衛星發射服務以衛星方與運載方簽訂的商業發射服務合同為牽引，按照商業運作規則完成合同履約。在這種新的任務組織模式中，沒有傳統的工程總體和工程兩總來指揮、協調全部航天工程分系統，僅僅依靠發射服務合同對運載方和衛星方進行約束，運載方或者衛星方承擔商業航天工程總體的職能，而發射場和測控分系統卻仍在傳統航天任務組織模式下。筆者參與了幾次商業航天發射服務運作，在任務組織及計劃協調過程中，出現了許多以前不曾遇到的問題，因此想就這些問題從系統層面對商業航天發射服務進行一些交流和探討。

一、商業航天發射服務的頂層約束

1.航天活動的國家責任邏輯體系

根據1967年經聯合國大會通過并各成員國簽署生效的《外層空間條約》第6條規定，在外層空間的活動，不管是由政府機關或非政府社團開展，都由該政府機關或非政府社團所在的國家承擔國際責任。[1]

根據1972年通過的《空間物體損害賠償責任公約》第2條、第3條規定，發射國要對其外空物體對在地球地面，或給飛行中的飛機造成損害應付賠償的絕對責任。任一發射國的空間物體在地球表面以外的其他地方，對另一發射國的空間物體，或其所載人員或財產造成損害時，只有損害是因前者的過失或其負責人員的過失而造成的條件下，該國才對損害負有責任。[1]

由此建立了航天活動國家責任的邏輯體系，基于此，我國對航天發射實行了嚴格的行政審批制度，對發射許可從嚴管理。并且在發射許可申報前，火箭方和衛星方均需購買航天發射第三方責任保險，用于賠償萬一發生的空間物體損害，保險費約為賠償額度的0.1%，而賠償最低責任限額為3.3億人民幣（5000萬美元）。

2.發射許可審批尺度期待突破

2018年12月4日，太空探索技術公司（SpaceX）獵鷹9號火箭執行SpaceFlight公司的SSO-A任務，一箭64星，其中有一顆1U立方星來自Elysium Space公司，這顆星攜帶了100人的骨灰進入太空，長期在軌。

按照SSO-A任務總包方SpaceFlight公司網站上公開的報價，發射成本高達每千克5.9萬美元，遠遠高于國內每千克2～3萬美元的搭載發射成本。Elysium Space公司不惜花重金將這顆立方星發射入軌，以開展商業運營。雖然該衛星不提供任何針對地面應用的技術服務，但滿足了人類的精神訴求，開拓了商業航天新的應用模式。不過，若要在國內開展類似業務，面對航天活動國家責任的頂層邏輯體系，發射許可的審批尺度堅持問題和風險導向，這種既沒有離軌措施又沒有任何技術牽引的項目未必會被允許發射。

二、關于商業發射服務的思考和建議

“航天技術只有進入到廣泛的商業應用階段才能充分發揮它推動人類文明發展的巨大潛力，要把發展航天技術作為一個偉大產業來發展[2]。”而發射服務端則是整個商業航天產業的基礎和瓶頸。現階段，高昂的進入空間成本、每年有限的發射次數，都極大地限制了空間應用的進一步發展。進入空間的難度過大，導致衛星或其他有效載荷進入空間的機會太少，進而制約了人們對空間應用的想象力。所以，“高質量，低成本，快速響應”是整個航天產業對發射服務端的核心訴求。然而這些訴求，并不是運載方全力進行技術創新、提升自身服務質量就能實現的，在整個發射服務鏈條中，發射場和測控系統的配合，以及行政審批的進度，都對發射服務能否順利、按時進行有極大的影響。為此，我們提出了幾點思考和建議。

1.自上而下構建基于充分考慮客戶需求的新型商業航天任務組織模式和考核體系

商業客戶對發射服務最迫切的需求有兩個：一是想發射什么就能發射什么；二是想什么時候發射就什么時候發射。

對于前一個需求，即載荷能不能上天的問題，在前文所述的約束中已經介紹過，現階段在相關國際公約沒有突破的情況下，國家層面審批尺度不會有太大的變化，但明顯開始向更加開放和包容的方向發展。舉例來說，北京九天微星科技發展有限公司的瓢蟲一號衛星是一顆可以在軌道上提供自拍服務的衛星，這個想法很早便被提出，但一直很難得到執行，因為太空自拍這種純商業娛樂訴求的任務驅動一開始很難被認可，但通過航天領域商業氛圍的不斷加深，相關部門對商業航天的包容程度越來越高，這顆衛星最終順利通過行政審批得以發射進入太空，并在中央電視臺網絡春晚活動中露面，從商業層面為航天科普事業做出了不小的貢獻。

至于后一個需求，即客戶希望隨時能夠發射的問題，現階段航天發射主管部門會對航天發射任務組織協調，以完成國家任務為主要目標,兼顧商業任務。按照傳統航天管理模式的頂層考核體系，上級機關需要對航天任務主管部門和發射場系統、測控系統甚至是航天兩大集團公司從成功率和計劃執行率等維度進行考核。這種任務組織模式及考核體系在國家重大航天工程中起到了很強的推動作用，創造了中國航天60年的輝煌成就，但在現在的商業航天任務管理模式下，卻顯得不太適應，面對商業衛星客戶根據資本、市場、公共關系提出的盡快發射或者推遲發射的需求，無法做到快速響應。因此，構建自上而下、基于充分考慮客戶需求的新型商業航天任務組織模式和考核體系，十分必要。

當然，即便我們呼吁充分考慮客戶需求，在新型商業航天任務組織模式中，客戶也不可太“任性”。因為任何航天任務都是一個龐大的系統工程，需要各個工程分系統密切配合，無論是技術上還是計劃上，都應該有著嚴格的工程約束，各工程分系統本著“一切為了任務成功”的原則，平等地進行技術和計劃協調，而任何一方的更改均應該由商業航天工程總體牽頭，知會各個工程分系統，從而保證任務的順利推進。

2.推動發射服務全鏈條降成本及商業化

現階段，大多數衛星應用尚未形成有效、可持續的商業盈利模式，所以客戶對發射服務成本異常敏感，甚至是唯一敏感。而從運載火箭產品本身降成本來看，2018年我國航天發射次數雖然達到了史無前例的39次，但發射數量最多的長三甲系列運載火箭也僅有14次發射，運載火箭產品“小批量、定制化”的特征仍然十分明顯，如何實現系統地推動火箭產品成本降低同時加強質量管控，持續保證高可靠性，是所有體制內和民營火箭公司都在不斷探索的課題。

而發射服務全鏈條除了運載火箭，還需要發射場和測控的全力保障。在軍民融合大政策牽引和指導下，國家的發射場資源和測控資源已面向商業任務全面開放，這已經是一個了不起的進步和成就。但動用國家的發射場和測控資源保障發射服務，成本較高，且資源有限、計劃較難協調。另外，由于國家現有的發射場資源和測控資源較封閉，數據交互只能在封閉系統內進行，不利于商業公司遠程指揮控制構想的實現；保密要求較高，也不利于各種商業活動運作。

所以，不斷推進發射服務全鏈條商業化，是所有商業航天公司的不懈追求。現階段，絕大部分商業衛星測運控已基本實現由商業測控公司全程完成衛星在軌測運控管理；運載火箭在發射服務的商業化測控，也即將在2019年要執行的幾次民營火箭的發射中取得突破。期待國家全面推進發射場和測控資源的深度軍民融合，國家測控資源面向商業服務建立公開透明的收費標準，和商業測控公司平等競爭，國家發射場資源維持現有管理模式（發射場系統擔負著空域和落區協調等重任，加之航天活動的國家責任頂層邏輯體系，現在尚不具備向民間完全開放的條件），開放軍民融合發射工位或區域，允許社會資本參與共建，利益共享，并且期待更加靈活的商業航天任務計劃協調機制的建立。

三、結束語

商業航天呼喚“生意就是生意”，有業內人士認為，“商業航天應該是航天的心態，商業的手法；不應該是商業的心態，航天的手法”[3]。通過理順管理關系，理清商業模式，推動商業航天產業不斷發展，從而促進航天技術的不斷進步。在不斷加強自身核心能力建設的同時，充分利用商業航天的商業屬性，不斷拉近航天與大眾之間的距離，“讓航天觸手可及”，不斷創新商業模式，充分挖掘品牌價值，努力開發商業航天新的增量市場。