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中国“太空经济”的民营尝试: 天仪研究院突破应用场景

    时间:2016年12月26日    浏览次数: 收藏
导读:2016年11月10日早晨,一颗重约8kg的长方体小盒子搭乘长征十一号火箭成功进入低空轨道。按照预定的计划,小盒子将为地面的科学家进行太空环

2016年11月10日早晨,一颗重约8kg的长方体“小盒子”搭乘长征十一号火箭成功进入低空轨道。按照预定的计划,“小盒子”将为地面的科学家进行太空环境的实验验证。

这个“小盒子”,实际上是一颗名叫“潇湘一号”的科学实验卫星,来自湖南长沙的民营企业天仪研究院。从公开报道看,这是国内成功发射的“民企造”卫星。从注册成立到成功发射第一颗卫星,制造商天仪研究院仅仅历时一年半,其发展速度可谓坐上“火箭”。

天仪研究院所折射的,是中国航天史的历史节点。在即将过去的2016年,中国商业航天领域迎来“多点开花”的萌芽时刻——一边是国家背景的“航天系”先后设立商业火箭公司,进行商业化布局;另一边则是民营背景的上市企业、创业团队纷纷投身商业航天。

这一波商业航天热潮的背后有着多重推动因素:一方面,国际国内航天技术的进步,促使更低成本的卫星制造、航天运营成为可能;另一方面,政策的推波助澜和全球庞大的市场需求,使得社会资本、创业团队对商业航天纷至沓来。

以往由国家力量把持的航天领域,是否迎来了“民间队”的春天?

商业化的机会

一颗人造卫星从制造到成功发射,要花多长时间?

天仪研究院的答案超越许多人的常识:从2015年5月份注册成立到2016年11月成功发射,历时约为一年半。

“能够做到这么快发射,是因为团队在制作过程采用了技术进步的成果。”天仪研究院首席技术官任维佳说。

任维佳所提到的“成果”,首先是国际标准化立方星的引进。与人们印象中的球体人造卫星不同,“潇湘一号”的造星像是一个长方体的小盒子,尺寸为长345毫米、宽250毫米、高132毫米,重约8公斤。在满足应用需求和系统可靠性的前提下,设计中采用大量商用器件取代昂贵的航天专用器件。这颗卫星分为6个“U 单元”,1个U 拥有一种独立功能,如能源动力模块、天地通讯模块,一个 U 本身就像一块平板。而随着技术的进步,这样的 U 单元在国际上已经能采购得到。天仪研究院研制的过程,事实上就是按照卫星所需要的功能将不同的 U 组合在一起,让来自不同制造商的“U 单元”和元器件能相互兼容和对话。

“整个过程有点像小孩子搭积木。”任维佳对21世纪经济报道记者打比方说。

“搭积木”,加上只有8公斤的重量,使得研制成本降低,而“五脏俱全”的结构又保障了卫星运行的可靠性。与同等性能的传统大型卫星相比,“搭积木”的立方星在成本上能省一个甚至两个量级。

这是天仪研究院之于中国航天史的样本意义:“潇湘一号”在可靠性和成本的平衡,被业内视为卫星商业化最基本的逻辑。

在上世纪90年代末,手机尚未广泛普及,通讯巨头摩托罗拉就曾推出一个宏伟的“铱星计划”,向太空中发射60多颗卫星,以组成一个低空轨道的卫星通讯网络。但未曾想到的是,造价一路飙升,最终达到了50亿美金。由于成本高企,该计划商用不到两年就宣告破产,也使得摩托罗拉元气大伤。

高成本的风险,正在被避免。从国外来看,引导全球性商业化潮流的美国太空探索公司(Space X)破局的关键,正是可循环利用、低成本的火箭发射;而从国内来看,无论是“国家队”的两大商业火箭公司,还是对外宣称2017年有卫星发射计划的民营企业,其主打的也是成本优势。

在任维佳看来,以往航天技术研发主要由“国家队”把持,往往是因为研发成本壁垒高;而随着成本门槛的下降,将推动越来越多的社会资本有能力入局。

从政策面来看,社会资本入场商业航天,也正在被鼓励。2014年11月,国务院60号文明确“鼓励民间资本研制、发射和运营商业遥感卫星”; 2016年3月,中央政治局召开会议,明确将“军民融合”上升为国家战略;2016年5月,国家发改委强调“撬动社会资本”的《关于实施制造业升级改造重大工程包》,重点工程之一即为“商业航天产品发展工程”。

按业内的说法,在中国,微小卫星已涌现两波浪潮。第一波浪潮出现在2000年前后,但由于造价高企无法广泛应用,最终未能持续下去;而2014年开始,随着造价的大幅降低,第二波浪潮悄然而至。

“我感觉中国商业航天的春天要来了。”身处潮流之中的任维佳说。

应用场景多点突破

目前来看,航天技术的应用离不开三大热点领域:通信、遥感、导航。自许多民营企业纷纷公布卫星发射计划以来,业内也有声音担忧前述三大领域会出现激烈乃至恶性竞争。

已经有卫星上天的天仪研究院,采取了“避其锋芒”的做法,选取另一个少人问津的领域:科学实验和技术验证,简单来说就是把需要在太空做的实验放在卫星里,将其送上天。

把科学实验送到太空,这是一块多大的市场?美国航天基金会发布的《航天报告》显示,2015年,全球航天经济总量达3353亿美元,其中商业航天活动占比76%,总计2460亿美元。而商业航天领域每投入1美元,可带来7至14美元的回报。据此推算,全球航天产业每年可带动产生数万亿美元的收入。而根据CEO杨峰和任维佳的测算,他们面向的科学试验市场,至少占航天经济的10%,产值要在300亿美元左右。

任维佳表示,如果能让科研项目在前期就获得实验机会,即便发生问题,也能让科研项目迅速掉头调整方向,不会造成庞大浪费。

这样的想法,让天仪研究院已经获得了不少科研院所的订单。在已经上天的“潇湘一号”中,搭载着四个科研项目,包括导航信号增强试验、空间软件无线电试验、新型星载计算机验证试验和高精度光学稳像技术试验。目前,该卫星经过调试,已经进入正式实验运作阶段。这也就是说,“潇湘一号”至少在帮助四个科研团队做“太空实验”。

据21世纪经济报道记者了解,依靠科研实验和技术认证服务,正在创业初期的天仪研究院已经实现盈利。

在科学实验的基础上,天仪研究院还在计划开拓更多的应用场景。按照计划,天仪研究院的第二颗商用卫星即将在2017年1月初在欧洲的发射场升空。这颗与欧洲机构合作的卫星,天文爱好者可以通过租赁时段运用卫星的高分辨率望远镜,观测地球各处的奇观。

这是天仪研究院背后,中国航天史发生的另一个重要变化。在传统的通讯、遥感、导航之外,航天商业化的应用场景正在多点突破,除了科研实验应用外,“国家队”的商业火箭公司正在计划太空旅行,而光启高等理工研究院则计划用临近空间的气球,进行智慧城市数据的监测。

“航天商业化项目早期需要烧钱,但它绝不是烧钱就能做起来的事情。需要更多注重商业模式的合理性,需要对行业有敬畏之心。” 任维佳告诉21世纪经济报道记者。

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