當鞋盒大小的衛星沖上太空

葉雨晨

高恩宇的微信頭像是一粒漂浮在宇宙中的水滴，這是劉慈欣所著的科幻小說《三體》里的致命武器。他喜歡穿一件藏藍色的飛行員夾克，這件衣服設計的特別之處在于，胸口處有一枚尼龍粘扣，可以隨意粘貼不同的徽章。這也是他每回去酒泉發射場觀看衛星發射時的戰服，徽章會隨著每次發射衛星的代號不同而變換—為每一次太空任務專門設計制作任務徽章是航天人的傳統。

2017年8月，他創建了衛星公司微納星空。這是一家從事微納衛星系統研發制造，自主研發微納衛星平臺和核心組件的航天科創公司。2018年，微納星空成功完成了3星交付發射，并于同年12月獲得近億元的戰略投 資。在創業之前，高恩宇在中國航天系統從事火箭、衛星的總體設計。

微納星空的辦公室位于北京西北郊的中國航發大廈，這里距離中國航天的“神經中樞”北京航天城只有一站公交車的距離。微納星空擁有3間聯通的實驗室，在最里面一間需要無塵操作的實驗室正中，擺放著一顆正在總裝測試的衛星，星上軟件測試也在同步展開。

上天之前，每一顆衛星通常需要24小時不間斷地在實驗室運轉小半年的時間，以便抓住瞬間閃現的軟件故障進行修復。之后還要再經過一組模擬火箭發射和太空環境的硬件系統測試，才可能最終完成衛星研制，運送到發射場，裝載在火箭上發射。在到達指定軌道后，這顆衛星每天將有兩次機會飛躍中國國境，這時候還需要通過遍布全國各地的測控站傳回衛星信息，以監測衛星的穩定性，并傳回數據用于科學研究。

自蘇聯和美國于60年前開始將火箭送上軌道以來，人類和太空之間的關系正在以無法預見的方式發生變化，而人造衛星是目前發射數量最多、用途最廣、發展最快的航天器。

不同于以往人們對于衛星的認知—正常衛星大約有一輛公交車那么大，重量大約有3200公斤—微納星空的衛星體積僅一個鞋盒大小，重量在10公斤左右，被稱為“微納衛星”。過去幾年，美國衛星公司Planet Labs已經將鞋盒大小的數百顆衛星發送到繞地軌道上，并命名為“鴿子衛星”（Dove），每顆衛星都搭載了經過編程的高倍望遠鏡和攝像頭。它們被送入軌道，組成龐大的衛星群，用來觀測地球的不同區域。

衛星制造公司通過生產、銷售衛星實現盈利，衛星運營公司借助衛星群送回的地面影像圖和數據開發出了更多的商業模式，比如對沖基金拿來觀察大型商超門前的停車位，以評估購物旺季的客流量；農場主會用來評估農作物的健康狀況，預估理想收割時間；間諜們用來監控軍事擴張和跟蹤活動。

多虧了現代軟件、人工智能技術、電子工業和材料的進步，以及一代雄心勃勃、立志打破常規的企業家，以衛星為核心，貫穿衛星發射、衛星制造、衛星運營的產業鏈已經開始在中國形成。2018年，中國商業太空領域出現了兩百多家衛星公司、火箭公司、載人飛行公司。與此同時，原有的老玩家也紛紛獲得新融資，并且兌現了講過的故事，2017年中國發射的商業衛星數量只有8顆，到了2018年已經發射了40多顆。

確切來說，這輪衛星發射熱潮得益于國家的政策紅利。2014年《國務院關于創新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》發布，在軍民融合政策的影響下，2015年出現了第一批民營航天公司。曾經資本因為投入周期長、資產重對這個行業望而卻步，但在大洋彼岸，一場衛星小型化的浪潮早就在舊金山灣區和加州山景城之間發生。Planet Labs、OneWeb等創業公司因為微小衛星研制周期短、研制成本和發射成本低、發射方式靈活等諸多優點，打破了過去幾十年傳統航天業的固有商業模式，也讓中國的投資人開始對這個行業有了興趣。

“傳統的衛星造價也要超過幾億美元了，但對于我們這些衛星應用公司來說，是否能在軌運行十年并不重要。我們希望衛星既便宜，又可以標準化，如果10顆小衛星通過組網可以實現，對我們來說就足夠了。”張弓說。他曾經是美國國家航空航天局（NASA）的科學家，負責氣象和遙感數據處理，現在是創業公司佳格天地的CEO。這家公司通過購買和合作兩種渠道獲得空間遙感衛星的數據，用以實現對農作物耕種面積的預測、適宜區規劃、自然災害和病蟲害的預測預警等，進而通過農作物的估產延伸至農業保險費用厘定、農業貸款評估等金融服務。

對于一家初創的民營衛星公司來說，從小衛星做起意味著更低的成本和更快的研發周期。

衛星本質上是一個計算機，通過星務、電源、測控和數傳、結構、熱控和姿軌控六大系統，來感知當前的方位、溫度、太陽的位置，調整自身的工作方式，就像一輛漂浮在太空中的自動駕駛汽車。想要產品化必須像Planet Labs一樣搭建出屬于自己的衛星平臺，把衛星制造從體制里的定制化生產改造成工業化生產。

2017年年底，微納星空拿到了第一顆衛星的訂單，這是一顆以科研為目的的10公斤級衛星。衛星的研發總共花費了10個月，首先需要通過電性星驗證幾個單機零件是否匹配，把軟件跑通；之后再做一套初始樣件，對這臺與上天的衛星差不多的設備做“過實驗”（overtesting，過度實驗），在溫度、速度、重力作用等極限狀態中測試；最后才能進入正樣階段，制造真正要上天的產品。

2017年全球衛星產業收入結構

天儀研究院部分使用工業級材料取代軍工材料，比如星箭分離器的現成器件要60萬元—實際上就是一個鐵盒子、一個彈簧，外加一個開關。經過幾百次實驗之后，天儀把星箭分離器造了出來，大大降低了成本。“依靠現有的工業進步，很多材料經過加工、改造，完全可以滿足需求，原有的供應鏈體系拓寬了。”楊峰說。

衛星成本中還有一大部分是發射成本。如今微小衛星的國際發射價格基本上在每公斤3萬至5萬美元。即便是在發射服務性價比極高的中國，發射成本也在1.5萬至2萬美元之間。在衛星的成本中，發射成本甚至能占到1/3至3/4。

如果能將發射價格降下來，發射頻率提上去，簡化發射流程，僅微小衛星的發射市場就可能是達到千億級規模。這也是位于產業鏈上游的商業火箭公司看中的機會。藍箭航天將在2020年年底首飛的朱雀2號就至少可以將發射成本降低一半。

藍箭航天的總裁張龍在39歲時決定加入藍箭航天成為一位創業者，此前他的工作單位是航天科技集團公司下屬的中國長城工業集團，主要工作內容是將中國制造的火箭賣給白俄羅斯、巴基斯坦等航空力量不足的國家。他是除合伙人之外藍箭航天的第一名員工，當時公司在北京西奧中心的辦公室只有100平方米，桌椅都是他親手組裝的。現在藍箭航天已經是全球第三家（另外兩家是SpaceX和Blue Origin）擁有液氧甲烷火箭發動機技術的火箭制造商。

在火箭的研發過程中，最難的是發動機，行業內的普遍說法是“沒有十個億、三五年，根本聽不到響”。但多年以來，發動機和飛行控制等重要系統在中國只有體制內的個別院所能夠生產，購買價格昂貴，并且這些院所重點保障國家項目，因此交貨周期無法保證，想要降低火箭成本并控制研發周期只能自己生產。

發動機的最大難點不是技術，而是用作燃料的火炸藥只能通過采購獲得，供應鏈又非常封閉，想要搞到這種原料的難度不亞于當年馬斯克去俄羅斯買導彈，現在更是幾乎不再對外銷售了。

正是因為這個原因，藍箭航天最終選擇了做液體火箭。“2017年，團隊又因為做液煤火箭還是液氧甲烷、做多少量級的發動機爭論了一番。”張龍說。中國在液煤火箭發動機的研發上已經有所積累，但是僅有少數企業生產航天用煤油，甲烷則隨處可見，且價格是煤油的1/3，出于成本考慮，藍箭航天最終選擇做液氧甲烷火箭。“在噸位選擇上，未來最有商業價值的衛星在500公斤到1噸之間，而且都是組網發射。按著這個趨勢，我們認為火箭的運載能力在500公里太陽同步軌道、1.5到2噸是最合適的。另外國際上這種類型的火箭競爭偏弱，只有印度和意大利的兩個型號和國內的兩款火箭。”張龍解釋。

在商業市場上技術永遠只是一方面，對于中國的創業者來說，政策法規和準入才是最大的門檻。NASA的航天專家經過長達半個多世紀的技術積累，已經逐漸退出了低軌道這個環境的探索，國家轉向深空探索、月球背面等看不到直接產出的領域投資，低軌道完全放開，政府不再做相應的項目和計劃，并且通過政府來引導企業開發這個方向，NASA用大量的資金來支持SpaceX和OneWeb。在中國，雖然軍民合一已經上升為國策，但是具體的操作辦法只有在實際的執行過程當中才能逐步變得更清晰明朗。

酒泉衛星發射中心是中國創建最早、規模最大的衛星發射中心，在這片毫無生氣的戈壁灘上已經完成了第101次發射任務，其中有一次是屬于藍箭航天的，但拿下這張民營火箭發射許可證并不容 易。

本土衛星熱潮來臨

2015年藍箭航天剛成立時，張龍和CEO張昌武去見投資人，被問到最多的3個問題是：火箭能不能造出來？國家讓不讓發射？發射場可不可以用？2018年3月，成立3年的藍箭航天終于取得了保密資質可以申請發射許可，為了保證第一發火箭在10月27日如期發射，張龍在2017年年底就建立了工作組，先后拜訪了國家國防科技工業局、主管發射時間表的軍委裝備發展部、主管發射場進場許可的戰略支援部隊等部門，用了3個多月的時間才跑清楚流程，之后的材料又修改了無數 遍。

差不多同時，楊峰也面臨著同樣的問題。“當時火箭哪怕有空位也不愿意給民營公司發衛星。當時的申請表還是針對國家體系的，里面的型號名稱、經費來源、主管單位這些內容我們都不知道怎么填。”

另一方面，對于衛星應用公司來說，只有形成足夠大的星網才有應用價值。

佳格天地的核心技術之一就是擁有自主知識產權的圖像解析和數據分析算法，通過土地紋理、地壟方向、光合有效輻射，自動用不同顏色標注出客戶的土地位置、土地面積、土地等級，可以看到該區域目前以及過去幾年的耕種情況，查閱農作物在過去幾個月的長勢情況以及當前成熟度，預測最佳收獲周期等。“這就存在一個問題，假設你只有一兩顆衛星，你做出來的東西就很難標準化。現在國內的衛星市場還沒有任何一家能夠達到這種標準化的程度。”張弓說。

如果以天儀研究院一顆衛星100萬至300萬元的制造成本計算，想要實現星網需要龐大的資金支持。目前，獲得1.5億元B輪融資的天儀研究院、獲得過億元A+輪融資的九天微星、獲得近億元A輪融資的微納星空已經算是行業內第一梯隊的公司了，但與國外動輒幾十億美元的融資比起來還是太少。

在外人看來，天儀研究院擅長市場營銷。不管是帶著工程師團隊錄制《天天向上》等熱門綜藝，以平均每月至少兩次的頻率公開亮相并發聲；用心經營自己的微信公眾號、微博—它在知乎擁有5000名粉絲，回答點贊數接近2萬；還是設計生產精美的太空周邊產品，天儀研究院都是所有衛星制造商中最會講故事的公司，但楊峰覺得自己是為了融資迫不得已才走到臺前的。

“以前我們一直看重的是具體的成績，但是現在發現不對，這樣純苦哈哈地干活不對，要虛實結合。”楊峰說。

2018年年初，楊峰在尋求新一輪融資的過程中見了不少投資人，他們的反饋是，“你們做了很多事情，但是故事不夠性感。”投資人想聽的不是一個科學家艱苦創業的故事，而是像肯尼迪說人類要登月的時候，那種激勵一代人去實現夢想的故事。馬斯克之所以出名，是因為他不僅講了一個性感的故事，最終還實現了。投資人的耐心有限。“融到C輪的時候，開始要求你商業模型要跑通，要有收入，有利潤。但是我們這個行業現在遠沒到這樣一個階段，大家都在吹泡泡，但泡泡遲早是要破的，我們講故事的階段已經過去。C輪死可能是未來兩年我們必須要面對的一個問題。”主營業務是研制固態火箭的零壹空間CEO舒暢說。

“對整個行業來說資金都是最主要的問題，這是一個資金消耗量大、短期內很難產生內容的行業，衛星已經算是這個產業鏈中回收最快的環節。從投資機構的角度看，商業航天經歷了無人問津到被人追捧，2018年下半年大家已經恢復理性。因為技術壁壘和資金壁壘，再要出現新的公司已經比較困難，未來的資源會越來越往頭部的幾家聚攏。”中科創星的董事總經理張輝說，他投資了微納星空、九天微星等衛星產業鏈上的公司。

2018年春節檔，電影《流浪地球》成為最終贏家，拿下45億元的票房，雖然這樣的硬科幻電影本身并不能對高度嚴謹的太空事業產生什么直接幫助，但會在一定程度上增強民眾對太空事業重要性的認識。

一個好的現象是，楊峰現在去挖人的時候不用再做自我介紹了。