宋瑋

2021年2月,“天問一號”順利進入火星軌道,預計最快將于4月著陸。
過去一年中國航天捷報頻傳:“北斗三號”組網成功,“嫦娥五號”“天問一號”以及多顆衛星及火箭發射成功。2020年,中國火箭發射次數居世界第二位,入軌航天器數(84枚)排在第三位,僅次于美國和俄羅斯。
同年,美國44次火箭發射中,布局星鏈計劃的SpaceX貢獻了26次發射,馬斯克撐起了美國航天發射半邊天。今年1月24日SpaceX一箭143星發射成功,打破了印度4年前一次性發射104顆衛星的記錄,而且將不超過440磅的衛星的平均發射價格,攤薄到了極低的100萬美元。
航天技術是一國科技水平、工業水平、軍事實力和綜合國力的重要體現。如果說太空部隊建設是加強對太空這一關鍵作戰領域的爭奪,更像20世紀美蘇之間的太空軍備競賽,那么21世紀的大國太空競爭就體現為更多的私營企業參與商業航天和太空探索領域。
從美蘇太空競賽開始,航天一直是大國之間科技競爭和軍備競賽的核心領域。從1957年到1991年,美國和蘇聯在人造衛星、載人航天和深空探測三大賽道展開了激烈競爭。
1957年10月,蘇聯團隊在謝爾蓋·科羅廖夫的帶領下,將第一顆地球人造衛星“斯普特尼克1號”送入太空,隨后十年蘇聯航天領先于美國。
重壓之下,美國國會迅速通過了《美國國家航空暨太空法案》,美國國家航空航天局(NASA)登上歷史舞臺,馮·布勞恩團隊開發出了朱庇特C型火箭,并在1958年1月將人類第二顆人造衛星“探險者1號”送入太空,緊追蘇聯。
但從1959年至1976年,蘇聯發射24個“月球號”探測器,其中18個完成探月任務,經歷了飛越、硬著陸、環繞、軟著陸和取樣返回等探測階段,可謂非常超前。蘇聯更在1961年4月使用第一個載人航天器“東方1號”,將加加林送入太空。
自1961年肯尼迪擔任總統后,美國知恥而后勇,逐漸趕上對手。1967年,馮·布勞恩設計出了強力推進器“土星5號”,并在兩年后將“阿波羅11號”送入太空,而宇航員阿姆斯特朗成為踏上月球表面的第一人。美國在太空競賽中反超蘇聯。
1975年,蘇聯的“聯盟19號”和美國的“阿波羅18號”實現了太空對接。從某種意義上講,美蘇太空競賽勝負已分,但兩國在后續的16年中仍對航天發展不遺余力。
美國將重點轉移至航天飛機,開啟了暴風雪計劃和Energia計劃。從1976年起,蘇聯總計實施了64次探月任務,創造了多項世界第一,但直至蘇聯解體,其載人登月項目仍沒有取得成功。
在美蘇太空競賽的主賽道之外,中國航天于1956年2月正式起步,率先取得突破的是人造衛星領域,而載人航天和深空探測到近30年才真正鋪開。
新中國航天史上第一個里程碑是1970年“東方紅1號”人造地球衛星發射成功。50年后的2020年6月,北斗衛星導航系統第55顆衛星發射成功,標志著自1994年開始預研的“北斗三號”全球衛星導航系統“星座”全面完成部署。
在載人航天賽道上,中國于1992年確立了“三步走”發展戰略,分別為載人飛船階段、空間實驗室階段和空間站階段。
從1999年“神舟一號”無人實驗飛船升空,到2003年“神舟五號”將我國首位航天員楊利偉送入太空,標志著中國成為俄羅斯和美國之后的第三個將人類送上太空的國家。2005年“神舟六號”完成多人多天飛行試驗任務,我國載人航天工程用了6年走完第一步。
從1976年起,蘇聯總計實施了64次探月任務,創造了多項世界第一,但直至蘇聯解體,其載人登月項目仍沒有取得成功。
第二步,我國相繼順利完成了“天宮一號”“天宮二號”兩個空間實驗室和神七、神八、神九、神十、神十一載人飛船發射等重大節點性工程。2017年中國首艘貨運飛船“天舟一號”成功對接“天宮二號”,我國空間實驗室任務收官之戰圓滿完成。
繼空間實驗室之后,中國的空間站計劃正在穩步推進。2020年5月,“長征五號B”運載火箭成功將新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙送入太空軌道。這是中國空間站在軌建造階段的第一次飛行任務。
按計劃,中國空間站將在2022年前后建成,運行在高度340至450公里的近地軌道,在軌飛行可達10年以上。
在探月工程方面,中國堅定執行“繞、落、回”的三步走戰略規劃。2007年,“嫦娥一號”發射入軌,有效探測16個月,實現繞月探測;2013年和2019年,“嫦娥三號”和“嫦娥四號”相繼在月球正面和背面著陸,實現落月探測;2020年11月,“嫦娥五號”發射成功,采集了1731克月球樣本,成功實現了采樣返回探測,為“探月三步”畫上了圓滿句號。
未來嫦娥工程還將繼續推進:“嫦娥六號”計劃2023年在月球的南極進行采樣返回;“嫦娥七號”將在月球南極對月球地形地貌、物質成分、空間環境等展開一次綜合探測;“嫦娥八號”除繼續科學探測試驗外,還將進行關鍵技術的月面試驗。
此外,中國還進一步開展深空探測,不僅發射了第一個火星探測器,而且我國第一顆綜合性太陽探測衛星—先進天基太陽天文臺,計劃于2022年上半年發射升空,將標志我國進入“探日”時代。
自2017年特朗普上臺以來,美國認為中俄兩國在太空軍力方面發展迅速,給美國帶來的威脅越來越大。2018年3月,特朗普政府制定并實施了《國家太空戰略》;2019年12月特朗普正式宣布組建美軍第六大軍種—太空軍。
此外,特朗普政府也一改奧巴馬時代著重探索火星的戰略,將重返月球定為美國太空探索的優先計劃。發射探月器、在月球上建造永久空間站、2024年之前再次送宇航員登月等一系列計劃,緊鑼密鼓地出臺。
隨著拜登當選美國總統,再加上中國成為“探月精英俱樂部”成員,美國未來四年對中國的太空雄心采取何種態度,值得高度關注。美國太空軍司令雷蒙德稱,由于俄羅斯和中國試圖將太空武器化,十分重視盟友關系的拜登政府,或許會聯合盟友加強與中俄太空競爭。在此背景下,拜登政府若不把中國作為太空合作伙伴,而是當作競爭對手甚至是假想敵,中美之間在太空領域從科技競爭發展到軍事競爭將是大勢所趨。
目前,拜登擔任總統后仍未對太空軍的未來釋放明確信號。一方面,拜登團隊中的許多人都批評了太空軍的創建,拜登可能會將其移交給空軍;另一方面,拜登已經表示將削減國防預算,或將對太空軍帶來消極影響。
隨著美國重返月球計劃和中國“嫦娥五號”成功采取月壤,俄羅斯也按捺不住曾經的航天雄心。2020年年底,俄羅斯國家航天集團總裁羅戈津表示,俄羅斯將在2028年實現首次載人環月飛行,2030年實現載人登月。
理性地看,中國的航天技術整體實力仍落后于美國和俄羅斯,但中國正在有條不紊地快速發展,未來中美俄之間的太空博弈必然會愈發激烈。
美國穩定領先的航天實力,得益于其充分釋放市場力量的公私合作航天模式。雖然20世紀60年代美國確立了“太空優先”的國家意志,但20年后就開始采取立法支持、政策鼓勵、項目引導等舉措,積極扶持民用和商業航天發展,促進航天發展的正循環。
在衛星領域,衛星通信目前主要被用在海事、航空、野外等地面信號無法覆蓋的特殊場景。20世紀80年代,當時移動巨頭摩托羅拉耗資34億美元推行“銥星計劃”,尋求擺脫地面基站的限制,但效果不及預期而宣告破產。
自2015年SpaceX公司CEO馬斯克提出發射1.2萬顆衛星覆蓋全球的星鏈計劃以來,全球掀起了商業衛星和低軌星座建設熱潮。亞馬遜、三星、波音等科技巨頭也相繼披露星座計劃。目前已經發布的全球通信衛星星座計劃超過25個,計劃發射衛星數量超過2萬顆。
2021年1月20日,SpaceX成功完成今年“星鏈”計劃首次發射,標志著該公司向太空發射衛星總數已超過1000顆。
中國還進一步開展深空探測,不僅發射了第一個火星探測器,而且我國第一顆綜合性太陽探測衛星—先進天基太陽天文臺,計劃于2022年上半年發射升空,將標志我國進入“探日”時代。
雖然目前“星鏈”計劃的影響仍較小,但未來商業變革空間巨大:一方面,可以與特斯拉相結合,通過“電動車+衛星互聯網”的垂直整合,為智能出行行業帶來下一波革命浪潮;另一方面,把握政府、海事、飛機等行業專網從語音到寬帶數據的升級機會,取代銥星成為全球最大的衛星專網運營商。
此外,“星鏈”還能為各國邊遠地區提供寬帶接入,成為現有光纖和有線電視接入的有效補充。
在火箭領域,隨著火箭回收和一箭多星技術的出現,大規模衛星發射的成本得以下降,美國載人航天經歷了一輪歷史“交接棒”—商業航天公司SpaceX取代了國家機構NASA,令美國重新找回了載人航天的優勢,NASA則變成了甲方。
2020年5月,NASA宇航員羅伯特·本肯和道格拉斯·赫爾利乘坐SpaceX研制的載人龍飛船,被“獵鷹9號”火箭順利送入國際空間站。這是人類歷史上首次由私營商業公司將宇航員送入太空。
與美國相比,作為一個后發國家,中國短短幾十年來實現了從“兩彈一星”到載人航天工程、登月工程的巨大飛躍,這更多地得益于國家意志和舉國體制。但隨著市場經濟不斷深化,中國航天也逐漸從“單一靠國家投入”向“政府、市場雙輪驅動”的模式切換。2014年11月,政策明確鼓勵民營企業進入衛星市場;2015年5月,中國將“軍民融合發展”上升到國家戰略層面,之后有越來越多的民營企業參與商業航天的市場,中國航天由此開啟政府與市場的公私合營之路。
但市場化并非一片坦途,中國航天短期內很難擺脫政府主導,人才向民營企業流動的機制也不夠順暢。歸根結底,這是中國仍處于軍民分割的“二元體制結構”的真實寫照。未來,如何推動大政府與大市場之間的重構,根據航天產業鏈各環節的特點,切實和真正地分領域、分階段、分層次推進航天商業化,是中國商業航空所面臨的巨大挑戰。
中美商業航空競爭不是單純的技術競賽,而是比誰在大國航天戰略頂層設計上更有深謀遠慮,更善于明確和動態調整競爭與合作的邊界,建立動態均衡點。公私合營的航天發展機制改革,或將決定未來中美商業航天競賽的制高點。