中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院

祝 彬 郝雅楠 關(guān)曉紅 研 潔

近年來，全球商業(yè)航天快速發(fā)展，有力推動了航天技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新，其在航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的地位和作用日益凸顯。本文系統(tǒng)研究了全球商業(yè)航天的政策環(huán)境、經(jīng)濟規(guī)模、主要特點、投資情況等方面內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上，歸納出我國商業(yè)航天發(fā)展的相關(guān)啟示。

一 全球商業(yè)航天政策環(huán)境

當(dāng)前，大力發(fā)展商業(yè)航天是世界各國政府的基本共識，隨著商業(yè)航天政策環(huán)境的不斷優(yōu)化，政策紅利逐步釋放。

美國政府順應(yīng)商業(yè)航天發(fā)展態(tài)勢，不斷優(yōu)化商業(yè)航天管理體制機制，制定了《2號航天政策指令》《3號航天政策指令》等一系列有利于商業(yè)航天發(fā)展的政策，將簡化太空資源商業(yè)化利用的監(jiān)管程序，精簡商業(yè)航天公司參與航天活動的審批流程，有效促進政府部門與商業(yè)公司之間的合作，有力促進發(fā)射服務(wù)、衛(wèi)星通信、衛(wèi)星遙感、空間站運輸?shù)阮I(lǐng)域取得突破性進展。

俄羅斯也開始在強化商業(yè)航天政策支持力度上發(fā)力，在“2030年發(fā)展戰(zhàn)略”中將“航天商業(yè)化”作為重要戰(zhàn)略舉措。一方面，大力鞏固傳統(tǒng)商業(yè)發(fā)射優(yōu)勢；另一方面，積極拓展其在衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務(wù)、載人飛行等領(lǐng)域的商業(yè)航天發(fā)展，為俄羅斯航天發(fā)展注入強勁動力。

歐洲各國積極布局商業(yè)航天，著力為航天企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更多有利條件。例如，法國國家航天研究中心設(shè)立1億美元的投資基金支持航天產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新；英國政府發(fā)布《產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》，并向航天業(yè)投資超過1.5億英鎊，吸引世界各地航天初創(chuàng)企業(yè)落戶英國。

日本、印度等國家也提出了支持商業(yè)航天發(fā)展的政策。例如，日本首相安倍晉三宣布設(shè)立近10億美元的基金支持航天初創(chuàng)企業(yè)，同時提出要建立大學(xué)、私營企業(yè)參與太空探索活動的機制，鼓勵利用商業(yè)航天力量推動航天發(fā)展。

二 全球商業(yè)航天經(jīng)濟規(guī)模

航天產(chǎn)業(yè)通常分為政府航天投入和商業(yè)航天兩部分。2018年，世界航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟規(guī)模達到4147.5億美元，同比增長8.1%，繼續(xù)保持快速增長態(tài)勢。2009—2018年，世界航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟規(guī)模穩(wěn)步提升，從2382.5億美元穩(wěn)步增長至4147.5億美元，復(fù)合增長率達6.4%，遠高于全球經(jīng)濟增速。圖1為2009—2018年全球航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟規(guī)模走勢。

以2018年為例，政府航天投入總額為858.9億美元，占航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟規(guī)模的比重為20.7%；商業(yè)航天經(jīng)濟規(guī)模為3288.6億美元，占航天產(chǎn)業(yè)的比重為79.3%。2009—2018年，商業(yè)航天收入持續(xù)增加，從1706.4億美元逐步增長至3288.6億美元，年均復(fù)合增長率為7.6%，高于航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟增幅，體現(xiàn)了商業(yè)航天在整個航天產(chǎn)業(yè)中的重要性不斷增加。圖2為2009—2018年世界商業(yè)航天經(jīng)濟規(guī)模走勢。

商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈上游包括商業(yè)衛(wèi)星制造及商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)，產(chǎn)業(yè)鏈下游則包括衛(wèi)星廣播與通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、商業(yè)遙感、地面設(shè)備。以2018年為例，前者占商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈的2.06%，后者占商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈的97.71%。2014—2018年以來，上游產(chǎn)業(yè)在商業(yè)航天中的占比基本穩(wěn)定，維持在2%～3.2%之間。圖3與圖4分別為2018年全球商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)濟規(guī)模情況及2014—2018年全球商業(yè)航天上游產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟規(guī)模占比走勢情況。

圖1 2009—2018年全球航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟規(guī)模走勢

圖2 2009—2018年世界商業(yè)航天經(jīng)濟規(guī)模走勢

圖3 2018年全球商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)濟規(guī)模

圖4 2014—2018年全球商業(yè)航天上游產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟規(guī)模占比走勢

三 全球商業(yè)航天的新特點

（一）火箭、衛(wèi)星等航天產(chǎn)品研制生產(chǎn)優(yōu)化升級提速

1.火箭研制方面

火箭研制呈現(xiàn)出可復(fù)用、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化等新特點。

（1）可復(fù)用：繼美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）成功實現(xiàn)火箭發(fā)動機復(fù)用并提供更優(yōu)惠的復(fù)用火箭發(fā)射服務(wù)價格后，航天企業(yè)對可復(fù)用火箭技術(shù)更有信心。SpaceX公司宣稱可復(fù)用的“獵鷹”9火箭發(fā)射價格降低約30%，即從6200萬美元降至4000萬～4500萬美元。美國藍源公司也稱其可復(fù)用技術(shù)可將其發(fā)射服務(wù)價格降低30%。

（2）數(shù)字化：即在火箭研發(fā)、制造與發(fā)射過程中融入數(shù)字化技術(shù)。目前，SpaceX公司建立了數(shù)字化協(xié)同設(shè)計平臺。通過數(shù)字化協(xié)同設(shè)計、仿真分析、虛擬裝配與制造等技術(shù)手段，極大地提高了設(shè)計與制造效率，減少了設(shè)計更改和工程返工頻次，大幅度縮短了研制周期，顯著降低了研制成本。

（3）標(biāo)準(zhǔn)化和通用化：即通過火箭部組件的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，用批量生產(chǎn)代替定制生產(chǎn)，從而降低制造成本。例如，“獵鷹”9和“獵鷹”重型火箭都使用同型號梅林發(fā)動機，火箭二級發(fā)動機也是一級發(fā)動機的真空改進版本。藍源公司的亞軌道飛行器“新謝潑德”飛行器和“新格倫”火箭上面級也均采用BE-3發(fā)動機。

2.衛(wèi)星研制方面

衛(wèi)星研制呈現(xiàn)出一體化、規(guī)模化、星座化、大容量等新特點。

（1）一體化：傳統(tǒng)的衛(wèi)星研制將設(shè)計和制造生產(chǎn)分離，設(shè)計方案是否能夠在制造過程中有效實現(xiàn)，存在一定的不確定性。在重成本、重效益的思想牽引下，商業(yè)衛(wèi)星公司不斷強化設(shè)計與制造環(huán)節(jié)一體化理念，即在設(shè)計過程中充分考慮制造環(huán)節(jié)的要求和可實現(xiàn)性，設(shè)計方案在制造過程中不斷迭代完善成為新趨勢。

（2）規(guī)?；涸谛⌒l(wèi)星星座項目興起的背景下，美國麥克薩技術(shù)公司（Maxar）、歐洲泰雷茲·阿萊尼亞空間公司（Thales Alenia Space）積極爭取小衛(wèi)星星座項目，并量身打造與傳統(tǒng)衛(wèi)星完全不同的研制生產(chǎn)線。歐洲空中客車公司在承接美國一網(wǎng)公司（ONEWEB）大批量衛(wèi)星研制訂單后，新建了生產(chǎn)線和供應(yīng)鏈，改變了以往一顆衛(wèi)星研制歷時數(shù)年，且要經(jīng)過初樣、試樣的程序，衛(wèi)星產(chǎn)量有望提升到每天出廠3顆。

（3）星座化：目前，全球多個 巨型低軌通信、遙感衛(wèi)星星座計劃即將開啟密集空間部署階段，但其應(yīng)用場景仍處于開發(fā)階段，行業(yè)用戶和大眾消費領(lǐng)域的商業(yè)模式尚不明朗。在此背景下，美國軍方率先認(rèn)可商業(yè)低軌巨型星座的軍事價值。2019年初，美國國防部新組建的航天發(fā)展局從實施低地軌道巨型星座計劃的企業(yè)中開展了采購服務(wù)。

（4）大容量：美國、歐洲大力推進高通量衛(wèi)星、移動寬帶星座的發(fā)展，寬帶衛(wèi)星服務(wù)能力已超過每秒百吉比特，移動寬帶衛(wèi)星陸續(xù)入軌，世界開啟移動星座互聯(lián)時代。

（二）衛(wèi)星通信廣播增長動能逐步轉(zhuǎn)化，發(fā)展?jié)摿σ廊痪薮?/h3>

一方面，衛(wèi)星電視直播業(yè)務(wù)增速放緩，市場增長瓶頸日益明顯。在地面有線電視和互聯(lián)網(wǎng)電視的沖擊下，國際通信衛(wèi)星公司、歐洲衛(wèi)星公司和歐洲衛(wèi)星通信公司已調(diào)整業(yè)務(wù)形態(tài)，在鞏固衛(wèi)星直播到戶業(yè)務(wù)的同時，將融合地面通信服務(wù)能力，提供多渠道的視頻服務(wù)。

另一方面，寬帶互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新興業(yè)務(wù)增長潛力巨大，推動衛(wèi)星通信板塊持續(xù)增長。隨著高通量、超高通量衛(wèi)星的發(fā)展，衛(wèi)星通信將變得更加質(zhì)優(yōu)價廉。目前，Ka波段高通量衛(wèi)星技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)大幅減少了衛(wèi)星通信與地面通信的成本差距。預(yù)計2020年后，下一代超高通量衛(wèi)星有望向多用戶提供在質(zhì)量和價格方面均可與地面超高速網(wǎng)絡(luò)媲美的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

（三）技術(shù)與應(yīng)用跨界融合，推動衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用創(chuàng)新

目前，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用主要分為道路交通服務(wù)、位置信息服務(wù)和其他服務(wù)3個方面，前兩者占據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)核心應(yīng)用規(guī)模的90%以上，分別為50.0%和43.4%。

衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與通信、遙感等衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，以及大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)交叉融合發(fā)展，促進了時空信息服務(wù)創(chuàng)新，將帶來新的經(jīng)濟增長點。融合了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、增強現(xiàn)實、智慧城市和智慧物流等技術(shù)后，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)將成為當(dāng)今時空信息來源中成本最低和性能最優(yōu)的方案。

（四）對地觀測業(yè)務(wù)仍主要由政府主導(dǎo)，服務(wù)模式不斷豐富

未來，國防和政府需求仍然是遙感數(shù)據(jù)和分析的最大客戶和關(guān)鍵驅(qū)動因素。例如，全球最大的商業(yè)遙感公司美國數(shù)字地球公司(DigitalGlobe)的主要收入依然來自美國政府，幾乎所有領(lǐng)先的星座公司都看好國防和政府市場。圖5為美國數(shù)字地球公司的遙感圖像。

在技術(shù)和市場競爭的不斷推動下，對地觀測業(yè)務(wù)的服務(wù)模式也將從提供圖像向提供圖像分析服務(wù)及數(shù)字咨詢服務(wù)轉(zhuǎn)變。近年來，衛(wèi)星圖像數(shù)量顯著增加，利用人工智能、云計算和物聯(lián)網(wǎng)的多源數(shù)據(jù)分析具有巨大的潛力，將顛覆傳統(tǒng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)模式，推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型并創(chuàng)造巨大價值。

此外，衛(wèi)星遙感服務(wù)市場也將逐漸多元化。非圖像遙感業(yè)務(wù)不斷拓展，例如，近期美國斯派爾公司（Spire）、美國地理光學(xué)公司（GEOoptics）發(fā)布的公告中都提到了開展無線電掩星、溫室氣體監(jiān)測、紅外線業(yè)務(wù)，都試圖通過新的方法探索更廣闊的世界。

四 全球商業(yè)航天投資情況

近年來，投資機構(gòu)對商業(yè)航天總體持樂觀態(tài)度，投資規(guī)模不斷增長。在資本推動下，商業(yè)航天蓬勃發(fā)展，初創(chuàng)航天企業(yè)加速涌現(xiàn)。

從吸引的投資金額來看，2000—2018年，初創(chuàng)航天企業(yè)累計吸引投資約為217.83億美元。其中，2013—2018年吸引投資金額為137.74億美元，是2007—2012年的2.3倍，是2000—2006年的6.8倍，說明商業(yè)航天對資本的吸引力不斷增強。

圖5 美國數(shù)字地球公司的遙感圖像

從初創(chuàng)航天企業(yè)數(shù)量來看，2000—2018年，依靠天使投資和風(fēng)險投資起步的初創(chuàng)航天企業(yè)達到220多 家。其 中，2000—2006年，年均新增企業(yè)為4家；2013—2018年，年均新增企業(yè)增至21家。

五 對我國商業(yè)航天發(fā)展的幾點啟示

（一）商業(yè)航天發(fā)展意義重大，將有力推動航天強國建設(shè)

商業(yè)航天的發(fā)展催生了一批技術(shù)創(chuàng)新能力強大的新興航天企業(yè)。其中的典型代表包括美國的SpaceX、藍色起源等公司。我國航天事業(yè)發(fā)展也需要大量的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展模式創(chuàng)新，集成傳統(tǒng)航天企業(yè)集團和新興商業(yè)航天公司力量，將更好地推動航天強國建設(shè)。

（二）我國商業(yè)航天蓬勃發(fā)展，正在加速融入大眾生活

經(jīng)過多年的發(fā)展，我國商業(yè)航天已經(jīng)處在了“政策在放開、資本在流入”的黃金時期，商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈逐步開放，制造、發(fā)射、運營應(yīng)用、測控等各領(lǐng)域的商業(yè)公司發(fā)展迅速，商業(yè)機構(gòu)、地方政府逐漸成為衛(wèi)星用戶主體，包括互聯(lián)網(wǎng)巨頭在內(nèi)的一批公司紛紛推出“互聯(lián)網(wǎng)+航天”計劃，不斷衍生出新的服務(wù)內(nèi)容和商業(yè)模式，正在推動我國商業(yè)航天邁向大眾消費時代。

（三）我國商業(yè)航天發(fā)展仍有差距，尚需各方力量共同努力推動

我國商業(yè)航天盡管發(fā)展迅速，但相比美歐等國家的商業(yè)航天發(fā)展仍存在不足。

一是商業(yè)航天政策法規(guī)有待完善。美歐等國家的航天政策法規(guī)對商業(yè)航天的引導(dǎo)、規(guī)范及扶持較為明確，無論是生產(chǎn)制造、商業(yè)發(fā)射、衛(wèi)星運營服務(wù)等傳統(tǒng)領(lǐng)域，還是亞軌道旅游、外空資源開采等新興領(lǐng)域，都能使商業(yè)航天公司開展相應(yīng)業(yè)務(wù)有法可依、有途可循，這些政策法規(guī)為商業(yè)航天發(fā)展奠定了良好的制度基礎(chǔ)。相比之下，我國的航天政策法規(guī)仍有待完善。

二是我國商業(yè)航天融資環(huán)境有待優(yōu)化。國外商業(yè)航天的快速發(fā)展得益于其完善的資本市場，國家層面資金的大力支持（一些國家為商業(yè)航天初創(chuàng)企業(yè)設(shè)立了專門的風(fēng)險基金），以及相對開放的外資引入政策，融資環(huán)境相對寬松。國內(nèi)商業(yè)航天企業(yè)存在風(fēng)險和價值評估困難等問題，融資環(huán)境有待進一步完善。

三是我國商業(yè)航天技術(shù)基礎(chǔ)有待夯實。美國政府對商業(yè)航天公司在技術(shù)方面給予了很大支持，經(jīng)過多年發(fā)展，以SpaceX公司為代表的國外商業(yè)航天公司也培育了較強的技術(shù)實力。相比之下，我國商業(yè)航天公司的技術(shù)基礎(chǔ)較為薄弱，尤其在火箭等高技術(shù)門檻領(lǐng)域尚有一定差距。

因此，我國商業(yè)航天的發(fā)展既需要政府不斷完善航天政策法規(guī)體系，優(yōu)化商業(yè)航天投融資環(huán)境，為商業(yè)航天發(fā)展?fàn)I造更加規(guī)范有序的環(huán)境；又需要傳統(tǒng)航天企業(yè)集團、商業(yè)航天公司、投資機構(gòu)等共同探索合作機制，做到優(yōu)勢互補、協(xié)同發(fā)力，共同推動我國商業(yè)航天發(fā)展邁向新高度。