+ 張京男

“五段式分析法”界定太空產(chǎn)業(yè)的商業(yè)屬性

+ 張京男

在探討商業(yè)航天時(shí)，衛(wèi)星以及衛(wèi)星服務(wù)是帶有商業(yè)屬性的。所謂商業(yè)屬性就是一種產(chǎn)品的商業(yè)化程度。商業(yè)化程度是多還是少、是輕還是重，應(yīng)當(dāng)如何界定？在這里提出一種“五段式分析法”，就是把航天活動(dòng)劃分稱五段，分別判定每段的商業(yè)屬性。

“五段式分析法”的概念

首先討論前兩段，太空活動(dòng)或者稱為空間活動(dòng)中，第一段就是火箭的制造，第二段則是火箭的發(fā)射。這兩段的邊界非常清晰。制造和發(fā)射往往是分成兩個(gè)階段的，在國外，這兩個(gè)階段是由不同的企業(yè)或者實(shí)體來完成的?；鸺闹圃彀òl(fā)動(dòng)機(jī)、制導(dǎo)導(dǎo)航、總裝等內(nèi)容，以及位于其上的各類集成設(shè)計(jì)。而發(fā)射服務(wù)往往由專業(yè)公司實(shí)施。例如歐洲的阿里安公司有九套火箭發(fā)射服務(wù)流程，覆蓋了重型、中型、輕型火箭都覆蓋了。在美國有聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司。

第三段是空間飛行器的研制。包括飛船、衛(wèi)星和探測器。空間飛行器入軌后的運(yùn)行控制是第四段。空間飛行器所提供的服務(wù)則是第五段。服務(wù)對象可能是商業(yè)、科研、民用或者軍用。

可以通過對這五段的分析，來判斷某一段是不是商業(yè)化的，從而界定整個(gè)航天活動(dòng)的商業(yè)程度。

美國的太空活動(dòng)分析

如果用五段法對2015年美國的太空活動(dòng)進(jìn)行分析。可以發(fā)現(xiàn)這是美國全年的太空發(fā)射活動(dòng)。可以發(fā)現(xiàn)發(fā)射服務(wù)段只有聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司和SpaceX公司兩家。聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司負(fù)責(zé)發(fā)射波音公司和洛馬公司研制的火箭，它們所發(fā)射的衛(wèi)星多數(shù)也是軍用衛(wèi)星，分別由洛馬和波音公司制造，由美國軍方運(yùn)營。因此在五段中，其前三段是商業(yè)化的，后兩段則不是。

SpaceX公司則是自己制造火箭、自己發(fā)射，為商業(yè)客戶服務(wù)。它所發(fā)射的衛(wèi)星包括歐洲衛(wèi)星公司、美國軌道通信公司等，由這些商業(yè)公司運(yùn)控在軌衛(wèi)星。SpaceX公司為國際空間站發(fā)射的飛船，其入軌后的運(yùn)營方是NASA，不具有商業(yè)色彩的。所以，美國全程商業(yè)化的航天企業(yè)只有SpaceX。

其他國家的太空活動(dòng)分析

從歐洲的全年發(fā)射情況來看，主力火箭阿里安5主要從事商業(yè)發(fā)射，例如Sky-Mexico衛(wèi)星。從制造到應(yīng)用都具有商業(yè)屬性。雖然歐洲也有一些軍方或者政府的衛(wèi)星，但總體來說，歐洲的商業(yè)活動(dòng)性質(zhì)是最強(qiáng)的，比美國要優(yōu)越一些。

日本的H-2系列火箭，由三菱重工聯(lián)合研制。三菱重工是商業(yè)公司，但所發(fā)射的航天器主要是軍用的對地監(jiān)控衛(wèi)星及日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)的政府載荷，包括向國際空間站的運(yùn)輸。因?yàn)榧幽么蟀l(fā)射Telstar 12V通信廣播衛(wèi)星是商業(yè)屬性的，所以日本的商業(yè)航天主要體現(xiàn)在火箭和衛(wèi)星的研制，商業(yè)應(yīng)用比較不足。

印度則完全不同，所有的火箭研制、發(fā)射都由政府部門來實(shí)施，完全沒有商業(yè)公司參與。印度唯一的航天機(jī)構(gòu)是印度太空研究組織。2015年印度為一些國家發(fā)射了空間飛行器，這些活動(dòng)屬于商業(yè)應(yīng)用。

俄羅斯的發(fā)射比較多、火箭種類比較多，運(yùn)營模式最復(fù)雜的，效果也是最不好的。俄羅斯航天運(yùn)載器的研制都屬于國家科研機(jī)構(gòu)，不具有商業(yè)色彩。發(fā)射運(yùn)營方面，俄羅斯與很多實(shí)體合作了成立一些發(fā)射公司，幾乎每一種火箭成立一個(gè)發(fā)射公司?？梢哉f，俄羅斯在發(fā)射服務(wù)段的商業(yè)化是最強(qiáng)的，其他段則非常少。不過從實(shí)際運(yùn)行看，火箭發(fā)射服務(wù)最好還是一個(gè)公司能夠發(fā)射多類火箭，這樣運(yùn)營成本比較低，假如一種火箭成立一個(gè)公司，經(jīng)營起來非常困難。俄羅斯本國研制的空間飛行器多數(shù)是軍用衛(wèi)星以及載人飛船、貨運(yùn)飛船，不屬于商業(yè)性質(zhì)。

另外，韓國的宇航研究院也屬于政府部門活動(dòng)，不是商業(yè)性質(zhì)。

結(jié) 論

最后可以得出結(jié)論。歐洲和美國的航天活動(dòng)商業(yè)化色彩較為濃厚，商業(yè)屬性比較強(qiáng)。主要是因?yàn)檫@兩個(gè)地區(qū)的商業(yè)化公司比較多，幾乎所有航天活動(dòng)都通過公司來運(yùn)作。而且美國的商業(yè)化程度主要得益于SpaceX的低成本火箭，傳統(tǒng)火箭基本上看不到商業(yè)化能力。

日本則正在向更高的商業(yè)化程度邁進(jìn)，JAXA最近幾年逐步把發(fā)射、運(yùn)行兩段工作交給三菱重工，以此簡化管理、降低運(yùn)營成本。

俄羅斯的商業(yè)活動(dòng)基本上由國家主導(dǎo)，結(jié)果有些公司倒閉了，有些公司艱難成長，只有“質(zhì)子”能勉強(qiáng)進(jìn)行商業(yè)化活動(dòng)。

印度主要由國家引導(dǎo)航天商業(yè)化，國家直接參與商業(yè)市場，商業(yè)運(yùn)作比較成功。但印度今后也要通過企業(yè)實(shí)施航天商業(yè)化，政府可能會(huì)漸漸退出。

五段式分析法設(shè)計(jì)出來之后，進(jìn)行了一定的驗(yàn)證和修改，只是對2015年進(jìn)行了分析，未來還可以進(jìn)一步完善有關(guān)工作，力求邏輯嚴(yán)謹(jǐn)、邊界清晰、容易定性，不用復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型就可以分析清楚。

“高分”推動(dòng)商業(yè)遙感衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展

根據(jù)國外有關(guān)咨詢公司的估算，目前全球高分辨率商業(yè)衛(wèi)星遙感市場的總價(jià)值超過300億美元，建設(shè)商業(yè)用高分辨率遙感衛(wèi)星系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)視，具有重大戰(zhàn)略意義。對我國來說，建設(shè)商業(yè)高分辨率遙感衛(wèi)星系統(tǒng)有幾個(gè)方面的意義：是實(shí)現(xiàn)軍民融合，寓軍于民的戰(zhàn)略有效途徑；是搶占國際新型遙感應(yīng)用市場的緊迫要求，是提升衛(wèi)星遙感國際競爭力的必由之路等。航天科技集團(tuán)計(jì)劃在2022年左右建立成一個(gè)“16+4+4+X”的商業(yè)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)，目前規(guī)劃有16顆的0.5米分辨率光學(xué)衛(wèi)星、4顆高端光學(xué)衛(wèi)星、4顆微波衛(wèi)星以及多顆視頻高光譜等微小衛(wèi)星。

國外高分辨率商業(yè)遙感的發(fā)展歷程

國外最早的高分辨率商業(yè)遙感衛(wèi)星是美國在1999年發(fā)射的“伊格諾斯”衛(wèi)星，使米級(jí)圖像得到了商業(yè)應(yīng)用。2012年數(shù)字全球公司收購地理眼公司后，與歐洲阿斯特里姆公司并稱為世界兩大遙感運(yùn)營商。國外高分商業(yè)遙感發(fā)展史帶給我們的啟示是，數(shù)據(jù)應(yīng)用不僅需要高的分辨率，還要求是更及時(shí)、更高頻次、更加有效的信息獲取。

具體來說，對衛(wèi)星機(jī)動(dòng)能力的要求進(jìn)一步提高，衛(wèi)星系統(tǒng)要具備動(dòng)態(tài)成像的能力。在信息綜合獲取方面，除了高空間、高時(shí)間分辨率之外，還要求高光譜分辨率和精確的幾何定位。

中國的高分專項(xiàng)

“高分”專項(xiàng)的應(yīng)用目標(biāo)是提供性能優(yōu)越的全球高分辨率對地觀測數(shù)據(jù)和信息，為促進(jìn)我國地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，加快實(shí)現(xiàn)我國獨(dú)立自主的數(shù)字城市、數(shù)字中國、數(shù)字地球，滿足國防安全、國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展等方面對地球觀測信息的需求。

目前高分一號(hào)、二號(hào)、四號(hào)、八號(hào)、九號(hào)已經(jīng)成功投入應(yīng)用，民用天基基礎(chǔ)設(shè)施系列到2025年簡稱，其中包括三大系列衛(wèi)星，包括物理觀測25顆、海洋觀測8顆、大氣觀測1顆。高分專項(xiàng)和空間基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃通過高性能的衛(wèi)星研制和部署，將逐步縮小我國與歐美發(fā)達(dá)國家之間的差距。北京空間機(jī)電研究所所在“高分”專項(xiàng)中承擔(dān)了高分一號(hào)、二號(hào)、四號(hào)等的研制。在各衛(wèi)星研制期間形成的產(chǎn)能可以實(shí)時(shí)應(yīng)用到后續(xù)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)中。

高分二號(hào)中國首顆分辨率優(yōu)于1米的民用衛(wèi)星，光譜分辨率達(dá)到0.8m和3.2m。從衛(wèi)星拍攝的圖像中，可以清晰地看到玉淵潭公園、上海港、伯爾頓港的圖像，以及洛杉磯機(jī)場、深圳跨海大橋的圖像。對于建筑物，可以分辨樓層數(shù)量。經(jīng)過在軌測試，高分二號(hào)在2014年2月交付用戶，功能正常、系統(tǒng)達(dá)到技術(shù)要求，衛(wèi)星數(shù)據(jù)符合1：1萬到1：2.5萬制圖精度要求。高分二號(hào)在突發(fā)事件和熱點(diǎn)問題方面也發(fā)揮了一個(gè)重要作用。

高四是我國首顆地球靜止軌道高分辨率光學(xué)成像遙感衛(wèi)星，也是目前世界上空間分辨率最高的地球靜止軌道光學(xué)成像遙感衛(wèi)星，可見光分辨率達(dá)50m，幅寬達(dá)到500km，紅外分辨率達(dá)400m，幅寬達(dá)400km。圖中可以看到對澳大利亞森林大火的監(jiān)測結(jié)果。以及對馬六甲海峽的全景監(jiān)視結(jié)果。從對浙江沿海的彩色監(jiān)視圖像看，可以實(shí)現(xiàn)對中大型船只的跟蹤，但目前還不能做到識(shí)別船只身份。

高分四號(hào)未來可以用于災(zāi)害的監(jiān)測，對于氣象短期預(yù)報(bào)，對熱點(diǎn)地區(qū)的高頻次監(jiān)測，包括森林資源調(diào)查、林火監(jiān)測等。

研制中的0.5米分辨率商業(yè)遙感衛(wèi)星

航天科技集團(tuán)公司正在研制的的0.5m分辨率商業(yè)遙感衛(wèi)星，目標(biāo)是瞄準(zhǔn)國際的先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)高精度、高敏捷、多模式，通過敏捷能力實(shí)現(xiàn)高覆蓋、多目標(biāo)、多模式、快應(yīng)用等能力，兼顧區(qū)域普查、詳查等常規(guī)任務(wù)，同時(shí)滿足對重點(diǎn)目標(biāo)的快速、精確成像，在突發(fā)事件、災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測等領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛應(yīng)用。敏捷衛(wèi)星最突出的特點(diǎn)就是有快速、機(jī)動(dòng)、敏捷的需求，從目前高分九號(hào)在軌測試的情況看，雖然與國際水平還有一定的差異，但衛(wèi)星單圈或當(dāng)天的有效信息獲取能力達(dá)到傳統(tǒng)衛(wèi)星的4～5倍。相機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮了輕量化，光機(jī)主體設(shè)計(jì)重量是170千克，而法國的Pleiades-HR達(dá)到210千克。

北京空間機(jī)電研究所目前正在研制高分辨率相機(jī)、多波束激光測距儀、激光成像雷達(dá)等設(shè)備。在海洋觀測方面正在研制新一代水溫水色儀、海洋帶成像儀等。目前產(chǎn)品的可見光分辨率達(dá)到0.8m，多光譜分辨率3.2m，長波紅外分辨率80m，短波紅外分辨率40m。