中国大型深空探测和载人航天工程项目规划 另外,我国空间站其实还有后发优势,随着ISS在2024年之后逐渐退役,“天宫号”将会是全球唯一的空间站,ISS的一些商业运营经验,也有很多可借鉴之处。 “最贵”的实验室 太空空间站的建设,对于一个国家无疑具有重大的战略意义,不仅会直接带动整个航天科技产业链相关的科学技术进步,还将为有朝一日人类能移民外太空积累科学基础。更现实的意义,还在于可以利用稀缺的空间资源进行太空探索和前沿科学研究。 2020年《自然》杂志统计,宇航员在ISS上进行了大约3000次科学实验,主要集中在生物及生物技术、技术开发、教育活动、人类研究、物理科学、地球和空间科学这六大领域。 图 | 国际空间站开展科学实验统计 空间站上的大多数科学实验旨在研究物体在微重力下的不同运作方式,如火焰燃烧的方式或小鼠细胞的发育方式,以了解这些经验是否可以应用于地球上的新技术或药物研发。其他实验则利用空间站在低地轨道上的位置,观测地球或太空。 NASA 也统计过从1999年到2020年10月份,与ISS相关的期刊论文等共有2850篇,涉及到5000多位科学家,而且这些发表期刊论文平均年增长率为17%。 图 | ISS自成立至2020年的学术出版文献和引用情况 “天宫号”构建完成后,相信也会在相应的科研领域取得更多技术突破。作为太空科研的基础设施,空间站可以说是世界上“最昂贵”的实验室,不仅建造起来动辄上百亿美元,每年的运营成本也居高不下,ISS为了降低运营成本,在构造上选择了多国合作,在运营上也尽量商业化。 图 | 中国空间站内的实验柜 公开数据显示,ISS第一个10年的建造阶段,各国累积投入高达1551亿美元,其中美国1311亿美元(直接投入724亿美元,航天飞机费用587亿美元),俄罗斯120亿美元,欧空局50亿美元,日本50亿美元,加拿大20亿美元。“天宫号”空间站造价超600亿人民币,也是一笔不菲的投入。 ISS计划在2024年后成为商业空间站,但大多还在前期探索,主要有5类商业化的尝试:1) 吸引商业公司合作开展医学、生物、材料领域的研究;2) 吸引商业公司为国际空间站开发硬件设施,如外太空研究平台、气闸舱、遥感相机等;3) 作为星载设备的试验田;4) 开发太空旅游;5) 构建商业空间站。 图 | ISS国际空间站商业项目的分类及对应事例 目前我国空间站也有了初步的合作方式,第一批的合作项目已经有了结果,来自17个国家、23个实体的9个项目成功入选。 图 | 联合国/中国围绕中国空间站应用开展空间科学实验 - 第一批入选项目清单 只要能证明空间技术有利可图,市场经济就可以为航天提供更大的推进力。 “太空经济”和“新航天时代” 目前只有俄罗斯、美国、中国实现了载人航天的目标,而要飞往星辰大海,这看起来还只是“一小步”,但围绕太空的商业机会却藏在这个时代的每一个角落,“太空经济”概念日益深入人心。 “太空经济”意味着全球航天活动进入一个崭新的阶段,“新航天时代”呼之欲出。与传统军事航天、政府航天相比,新航天的辐射面、带动面已经深入到国民经济的各行各业,投入和参与主体也由原来较为单一的政府和科研院所扩展到各类用户单位、市场化公司、高校,甚至民间团体和个人。 新航天开辟新场景,孵化新产业,孕育新技术——而按市场化方式配置要素、具有商业盈利模式的商业航天,则构成太空经济的全新主体。发展商业航天的意义在于:通过市场化竞争降低航天活动成本,推动航天技术服务于社会和国民经济的各行各业。 《2020卫星产业状况报告》显示,2019年全球整体太空经济增至3660亿美元,较2018年增长了1.7%;其中全球卫星产业总收入约为2710亿美元,占全球航天产业收入的74%。 商业航天让美国尝到了巨大甜头,将社会化资本逐步引入航天领域,并向SpaceX这样的商业化公司转移研发成本,不仅实现了大幅度的降本增效,还突破了原有的预算限制,把NASA从经费泥淖中解救出来。 然而,把一项烧钱的活动变成一个赚钱的产业,并不是美国的独醒和独创,中国也进行了大量的航天商业化探索。 中国商业航天时代启幕 回到国内,除了国家队的实力有目共睹,中国商业航天时代的大幕也早已拉开。得益于国家政策的支持与引导,资本、技术、人才纷纷涌入,中国商业航天领域近年来发展迅速,我们能看到的商业领域应用也越来越多,“薇娅卖火箭”、“B站发卫星”这些出圈的事件背后,资本在对商业航天领域逐渐加码。 从卫星的设计研制,到火箭的研制发射,到卫星在轨运营与商业化应用,商业航天产业链的各个核心环节,国内都有相关企业的主营业务在萌芽和生长。这意味着国内逐渐构建起商业航天的全产业链,正在形成一套自循环的生态系统。 图 | 中国商业航天产业链构成,哈工创投根据公开资料绘制 图 | 中国商业航天产业链图谱,哈工创投根据公开资料绘制 在火箭环节,运载火箭是一项高精尖的硬核技术,从发动机试车成功到实现首飞,需要一步步细致的技术验证。同时,火箭试错的成本非常高,因此商业航天企业必须在地面花费大量的时间去不断验证,才能进行太空发射。2019年,零壹空间、星际荣耀等中国民营火箭第一梯队公司共进行了两次入轨发射,实现了中国民营运载火箭的突破。此外,星河动力、星途探索等第二梯队公司也在紧锣密鼓地开展着自研火箭各项试验。 在卫星环节,智星空间、长光卫星、国电高科、国星宇航、微纳星空、欧比特、千乘探索、银河航天等公司,都各有专注地开始了自己的卫星研发和星座建设。据「哈工创投」不完全统计,国内民营企业和国有企业发布的卫星星座计划多达20余项。根据目前收集到的已公开的星座计划,到2025年前中国将发射接近3000颗商业卫星。 图 | 中国已公开的星座计划(截至2020年底),哈工创投根据公开资料整理 备注:虹云工程和鸿雁星座或将根据国家民用空间基础设施发展规划进行调整 在卫星应用环节,摄影测量与遥感专家、中国科学院院士李德仁谈到,如今中国已经进入到商业航天经济时代,“未来至少有5个万亿产业和航天经济有关”,其中就包括“城市信息模型平台建设”、“城市运营大脑建设”、“机器人、自动驾驶相关应用”、“全天信息实施智能服务系统”。