中國空間技術(shù)研究院西安分院 董 堅(jiān) 賀宇遠(yuǎn) 袁晶晶

一、前 言

傳統(tǒng)航天工業(yè)分為軍用航天、民用航天和商業(yè)航天。其中，軍用航天主要用于執(zhí)行軍事任務(wù)；民用航天主要執(zhí)行科學(xué)研究、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和工業(yè)生產(chǎn)中的民用任務(wù)；商業(yè)航天主要以盈利為目的，執(zhí)行商業(yè)合同任務(wù)，具有投資的社會化和市場化屬性。

當(dāng)前，在“太空+互聯(lián)網(wǎng)”跨界融合的帶動(dòng)下，民營資本紛紛涌入，全球航天產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展時(shí)期，特別是商業(yè)航天呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的新態(tài)勢，涌現(xiàn)出了美國太空探索（SpaceX）公司、美國行星實(shí)驗(yàn)室（Planet）公司，以及國內(nèi)的零壹空間科技集團(tuán)有限公司、藍(lán)箭航天空間科技股份有限公司、銀河航天（北京）科技有限公司等一批新興商業(yè)航天企業(yè)，他們通過顛覆性技術(shù)和服務(wù)逐步進(jìn)入商業(yè)航天領(lǐng)域[1—4]。

2015年以來，我國對商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)也進(jìn)行了長期規(guī)劃，并逐步推出了相關(guān)政策。例如，國務(wù)院頒布的《2016中國的航天》白皮書明確鼓勵(lì)、引導(dǎo)民間資本和社會力量有序地參與各項(xiàng)航天活動(dòng)[5]；國內(nèi)投資商業(yè)航天的機(jī)構(gòu)數(shù)目從2015年的24家增至2018年的90家。同時(shí)，民營航天企業(yè)進(jìn)入軍工配套研究和生產(chǎn)活動(dòng)的門檻不斷降低[6,7]，吸引了更多企業(yè)進(jìn)入此領(lǐng)域。

本文圍繞商業(yè)航天的主要應(yīng)用領(lǐng)域，分析我國商業(yè)航天軍民協(xié)同發(fā)展的現(xiàn)狀和面臨的一些主要問題，并討論商業(yè)航天領(lǐng)域軍民協(xié)同發(fā)展的趨勢。

二、全球商業(yè)航天發(fā)展情況與主要應(yīng)用

近年來，全球航天產(chǎn)業(yè)總收入一直保持增長態(tài)勢，商業(yè)航天作為航天產(chǎn)業(yè)活動(dòng)的主要組成部分，其重要性愈發(fā)顯著。按照統(tǒng)計(jì)規(guī)律，商業(yè)市場收入占航天經(jīng)濟(jì)總值的3/4。

據(jù)美國衛(wèi)星工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年的全球航天產(chǎn)業(yè)總收入約為3600億美元，其中衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)（含衛(wèi)星發(fā)射）達(dá)到了約2774億美元，占總收入的77%。從數(shù)據(jù)中可知，商業(yè)航天主要聚焦衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)。2009—2018年的全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)收入情況如圖1所示。

圖1 2009—2018年的全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)收入數(shù)據(jù)

（一）衛(wèi)星及地面設(shè)備制造

衛(wèi)星制造技術(shù)門檻不斷降低，特別是使用商用器件的微小衛(wèi)星成本更是減少到幾十萬元。2019年，全球共進(jìn)行了103次火箭發(fā)射，將492顆航天器送入太空，其中包含微小衛(wèi)星389顆，同比增長19%，創(chuàng)造了微小衛(wèi)星年發(fā)射量的歷史最高紀(jì)錄。2020年，“北斗”導(dǎo)航星座完成全球組網(wǎng)，將帶動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備出現(xiàn)新一輪的增長。

（二）衛(wèi)星發(fā)射

隨著各國對太空開發(fā)和利用的力度不斷加大，航天發(fā)射需求持續(xù)升溫，年發(fā)射頻度日漸密集，帶動(dòng)了全球航天發(fā)射市場規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，降低衛(wèi)星發(fā)射成本已成為一種趨勢。2015年，SpaceX公司的“獵鷹”9號火箭助推段成功返回發(fā)射基地，并在2017年再次將衛(wèi)星送入軌道，成為了繼航天飛機(jī)之后又一個(gè)可重復(fù)使用的航天器。這種快速迭代、精準(zhǔn)高效的“互聯(lián)網(wǎng)式”研發(fā)模式，迅速造就了SpaceX公司在商業(yè)航天發(fā)射市場的領(lǐng)先地位，SpaceX公司憑借低成本優(yōu)勢，獲得了全球國際商業(yè)發(fā)射市場的大量合同。2019年3月，俄羅斯航天國家集團(tuán)公司宣稱，將下調(diào)質(zhì)子-M火箭的發(fā)射費(fèi)用，其成本將與“獵鷹”9號火箭相當(dāng)，這足以證明國際商業(yè)發(fā)射市場的競爭變得愈發(fā)激烈。

（三）衛(wèi)星測控

隨著衛(wèi)星向著小型化與專業(yè)化方向發(fā)展，衛(wèi)星管理服務(wù)需求呈井噴態(tài)勢?，F(xiàn)有管理系統(tǒng)主要針對大型衛(wèi)星的技術(shù)體制，并不適用于微小衛(wèi)星與星座的多樣化應(yīng)用需求。隨著微小衛(wèi)星對新型商業(yè)衛(wèi)星管理中心的需求逐漸增加，衛(wèi)星管理服務(wù)迎來了巨大的商機(jī)。

（四）衛(wèi)星應(yīng)用

衛(wèi)星應(yīng)用服務(wù)是整個(gè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)最主要的驅(qū)動(dòng)力，約占總收入的1/3。衛(wèi)星應(yīng)用主要包括通信、遙感、導(dǎo)航三大領(lǐng)域。

1.通信

截至2019年3月，全球共有在軌正常工作衛(wèi)星2062 顆，其中通信衛(wèi)星778顆，占總在軌工作衛(wèi)星數(shù)量的37%。衛(wèi)星通信運(yùn)營與服務(wù)占據(jù)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的核心地位，是行業(yè)利潤最集聚的領(lǐng)域，也是發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域。衛(wèi)星通信服務(wù)主要包含固定通信業(yè)務(wù)、移動(dòng)通信業(yè)務(wù)和大眾消費(fèi)業(yè)務(wù)。歷年數(shù)據(jù)顯示，大眾消費(fèi)業(yè)務(wù)貢獻(xiàn)了最主要的業(yè)務(wù)收入，其中又以衛(wèi)星電視直播業(yè)務(wù)為主，約占大眾消費(fèi)業(yè)務(wù)總量的90%。

隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代數(shù)據(jù)流量的爆發(fā)，衛(wèi)星寬帶業(yè)務(wù)的需求不斷增長，特別是近年來提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)的低軌星座成為市場追逐的熱點(diǎn)，國內(nèi)外多家商業(yè)航天公司先后宣布了自己的星座計(jì)劃。例如，2019年5月，SpaceX公司先后發(fā)射了數(shù)百顆低軌移動(dòng)通信衛(wèi)星，構(gòu)建了“星鏈”通信星座，并成功開展部分業(yè)務(wù)運(yùn)營。

2.遙感

衛(wèi)星遙感主要指航天器通過光學(xué)、微波等傳感器手段探測和接收來自目標(biāo)物體的信息數(shù)據(jù)，并由此得到物體屬性與特征的技術(shù)。近年來，衛(wèi)星遙感在防災(zāi)減災(zāi)、環(huán)境監(jiān)測、城鄉(xiāng)規(guī)劃、資源勘探、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷深入。據(jù)美國北方天空研究公司的數(shù)據(jù)顯示，2024年全球商業(yè)遙感數(shù)據(jù)服務(wù)和增值產(chǎn)品的市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到51億美元。

隨著各國相繼出臺了有關(guān)遙感圖像的政策，放寬了可供商業(yè)出售的圖像分辨率限制，不斷推出商業(yè)遙感微小衛(wèi)星、星座計(jì)劃，衛(wèi)星遙感應(yīng)用市場的競爭將急速加劇，高空間分辨率、高實(shí)時(shí)性遙感圖像將成為市場遙感衛(wèi)星圖像的主體。

3.導(dǎo)航

衛(wèi)星導(dǎo)航是指采用導(dǎo)航衛(wèi)星對地面、海洋、空中和空間用戶進(jìn)行導(dǎo)航定位的技術(shù)。近年來，我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，尤其在2018年，衛(wèi)星導(dǎo)航相關(guān)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到了2118億元。其中，“北斗”導(dǎo)航對產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值的貢獻(xiàn)率占總產(chǎn)值的70%。

2020年，“北斗”導(dǎo)航星座順利完成組網(wǎng)，將逐步取代GPS導(dǎo)航的地位。預(yù)計(jì)到2020年后，“北斗”導(dǎo)航相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過4000億元，復(fù)合增長率將大于40%，“北斗”產(chǎn)品在我國的市場占有率有望提升至60%以上。

三、我國商業(yè)航天領(lǐng)域軍民協(xié)同發(fā)展現(xiàn)狀

（一）軍民協(xié)同發(fā)展生態(tài)環(huán)境不斷優(yōu)化

首先，相關(guān)政策規(guī)劃不斷出臺。國家先后出臺了《關(guān)于經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)融合發(fā)展的意見》 《關(guān)于推動(dòng)國防科技工業(yè)深度發(fā)展的意見》等多個(gè)指導(dǎo)性文件，提出了軍民深度協(xié)同發(fā)展的實(shí)施細(xì)則。

其次，針對航天產(chǎn)業(yè)軍民協(xié)同發(fā)展理論性問題的研究不斷深入。例如，中國航天標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)品保證研究院開展了標(biāo)準(zhǔn)化工作方面的研究，中國航天科工集團(tuán)有限公司等單位進(jìn)行了協(xié)同發(fā)展中知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化和科技成果推廣等工作的探索與實(shí)踐工作，相關(guān)法律法規(guī)建設(shè)問題和融合機(jī)制也得到了廣泛研究[8—11]。

最后，在國家政策牽引下，地方政府聯(lián)合科研院所、高校、社會資本共同參與“產(chǎn)學(xué)研”一體化平臺的建設(shè)，積極投身軍民協(xié)同發(fā)展浪潮。以上海國家民用航天產(chǎn)業(yè)基地、西安民用航天產(chǎn)業(yè)基地、重慶兩江新區(qū)航空航天產(chǎn)業(yè)園區(qū)為代表的軍民協(xié)同型基地、示范園區(qū)蓬勃發(fā)展，特別是武漢市建立了全國首個(gè)國家級商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)基地，并有多個(gè)重大項(xiàng)目在此落地實(shí)施。

（二）軍民協(xié)同發(fā)展深度不斷拓展

隨著航天產(chǎn)業(yè)軍民協(xié)同發(fā)展的不斷深入，民營資本已經(jīng)從向傳統(tǒng)軍品研制單位提供技術(shù)或產(chǎn)品的單位逐步成長為部分軍品任務(wù)聯(lián)合研制單位。特別是近年來，在火箭制造及發(fā)射服務(wù)，衛(wèi)星制造、運(yùn)營及服務(wù)等領(lǐng)域，涌現(xiàn)出藍(lán)箭科技、零壹空間、銀河航天等一批新興商業(yè)航天企業(yè)，并完成了相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的研制工作，成為我國商業(yè)航天領(lǐng)域的重要補(bǔ)充力量。

（三）軍民協(xié)同發(fā)展要求不斷提高

2020年，受新冠疫情的影響，商業(yè)航天領(lǐng)域也受到了較大的沖擊。受經(jīng)濟(jì)下滑引起的融資困難影響，美國等國家已經(jīng)出現(xiàn)商業(yè)航天公司“破產(chǎn)潮”的跡象，特別是一些尚需要依靠外部融資的商業(yè)航天公司，均陷入了不同程度的困境。2020年3月，美國One Web公司宣告破產(chǎn)；美國國際通信衛(wèi)星公司（Intelsat）正在尋求貸款支持。

隨著經(jīng)濟(jì)形勢的變化，商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的市場準(zhǔn)入門檻將不斷提高，最終只能留下少數(shù)幾家龍頭企業(yè)。我國的民營商業(yè)航天公司同樣面臨巨大的挑戰(zhàn)，一方面需要具備充足的資本投入，以支撐其領(lǐng)先的技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢；另一方面需要充分與傳統(tǒng)的軍工研制單位進(jìn)行深度合作，謀求差異化發(fā)展，以獲得政府和軍方的各項(xiàng)支持。

四、商業(yè)航天領(lǐng)域軍民深度協(xié)同發(fā)展的難題

我國軍民協(xié)同發(fā)展盡管取得了顯著的成績，但目前仍處于發(fā)展初期階段，存在動(dòng)力不足、頂層設(shè)計(jì)不夠、體制機(jī)制建設(shè)不健全等阻礙軍民協(xié)同深度發(fā)展的現(xiàn)實(shí)問題。目前，商業(yè)航天領(lǐng)域軍民協(xié)同深度發(fā)展面臨的制約因素主要有以下3個(gè)方面。

（一）競爭機(jī)制不夠健全

對具體實(shí)施規(guī)劃研究不足，創(chuàng)新“雙軌制”現(xiàn)象突出，導(dǎo)致創(chuàng)新項(xiàng)目重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象嚴(yán)重，資源出現(xiàn)了極大的浪費(fèi)。以我國低軌移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星星座建設(shè)為例，中國航天科技集團(tuán)有限公司提出了“鴻雁星座”計(jì)劃，中國航天科工集團(tuán)有限公司提出了“虹云工程”計(jì)劃，以銀河航天為代表的民營航天企業(yè)也紛紛提出了各自的星座計(jì)劃。雖然多家企業(yè)相互競爭有利于降低用戶單位的采購成本，但也導(dǎo)致了資源的重復(fù)配置與浪費(fèi)。為此，我國需要統(tǒng)籌考慮重大項(xiàng)目建設(shè)計(jì)劃，引導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新主體深刻認(rèn)識到“部門利益”和“本位主義”所帶來的封閉性與狹隘性，引導(dǎo)各創(chuàng)新主體單位有序開展業(yè)務(wù)，營造良性競爭環(huán)境。

（二）市場形勢變化迅速

可以預(yù)見，2020年，在新冠疫情的持續(xù)影響下，無論軍工企業(yè)還是民營企業(yè)都將面臨嚴(yán)峻的市場形勢，商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)也將受到巨大沖擊，特別是過去幾年中，依賴資本投入紛紛成立的民營企業(yè)，大部分尚無明確盈利能力。隨著國家“新基建”政策的實(shí)施，“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”等新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為重要投資方向之一，將帶動(dòng)部分航天項(xiàng)目獲得市場支持和關(guān)注。

（三）發(fā)展質(zhì)量不高

近年來，商業(yè)航天軍民協(xié)同發(fā)展熱度持續(xù)升溫，但是發(fā)展的程度參差不齊。一些企業(yè)存在盲目投資、重復(fù)建設(shè)、低水平運(yùn)行的情況，部分協(xié)同發(fā)展項(xiàng)目既不符合市場引領(lǐng)，也不符合技術(shù)創(chuàng)新要求，不能在實(shí)質(zhì)上提高軍民協(xié)同深度。同時(shí)，一些參與軍民協(xié)同創(chuàng)新的企業(yè)，僅僅停留在提供產(chǎn)品或技術(shù)服務(wù)的層面，沒有給行業(yè)的技術(shù)改革創(chuàng)新發(fā)展帶來實(shí)質(zhì)性的改變。我國需要在此方面提高軍民協(xié)同發(fā)展要求，支持融合創(chuàng)新發(fā)展項(xiàng)目，鼓勵(lì)從產(chǎn)品協(xié)同、技術(shù)協(xié)同向機(jī)制互補(bǔ)、體制創(chuàng)新發(fā)展。

五、商業(yè)航天領(lǐng)域軍民協(xié)同發(fā)展展望

（一）微小衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域是重點(diǎn)方向

商業(yè)航天投資的重點(diǎn)仍將是衛(wèi)星應(yīng)用服務(wù)領(lǐng)域，主要包括通信廣播衛(wèi)星、互聯(lián)網(wǎng)星座、資源遙感衛(wèi)星、氣象遙感衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星等。特別是微小衛(wèi)星及星座的不斷發(fā)展，將為商業(yè)航天領(lǐng)域帶來深刻的變革。

微小衛(wèi)星在降低系統(tǒng)成本、增強(qiáng)抗毀能力、應(yīng)急補(bǔ)充增強(qiáng)和快速組網(wǎng)服役等方面優(yōu)勢突出，能夠?qū)鹘y(tǒng)大型衛(wèi)星系統(tǒng)功能分解到由許多顆小衛(wèi)星組網(wǎng)形成的體系中，將推動(dòng)衛(wèi)星體系的巨大變革。世界各航天大國已在互聯(lián)網(wǎng)通信、成像偵察、環(huán)境監(jiān)視、數(shù)據(jù)中繼等領(lǐng)域開展微小衛(wèi)星技術(shù)驗(yàn)證。

相對傳統(tǒng)大型衛(wèi)星研制及應(yīng)用開發(fā)的高門檻，微小衛(wèi)星開發(fā)及應(yīng)用的資金投入小、技術(shù)要求低、可靠性要求相對不高，是新興民營公司進(jìn)軍商業(yè)航天的首選方式，也是軍民協(xié)同發(fā)展的重點(diǎn)方向。

（二）擴(kuò)大衛(wèi)星發(fā)射領(lǐng)域市場份額

目前，美國在全球商業(yè)發(fā)射市場所占份額已達(dá)30%以上，以美國SpaceX公司為代表的高科技公司通過技術(shù)創(chuàng)新，大幅降低了火箭發(fā)射服務(wù)費(fèi)用。而我國“長征”系列運(yùn)載火箭主要服務(wù)于國內(nèi)的發(fā)射市場，在國際市場并不具備優(yōu)勢；在火箭運(yùn)載效率、發(fā)動(dòng)機(jī)性能、結(jié)構(gòu)系數(shù)等性能指標(biāo)方面，與國外同類運(yùn)載火箭相比，優(yōu)勢也不明顯。

因此，運(yùn)載火箭作為航天領(lǐng)域的重要運(yùn)輸工具，可通過軍民協(xié)同創(chuàng)新對其開展技術(shù)改革，進(jìn)一步降低發(fā)射服務(wù)價(jià)格，以增加我國在全球發(fā)射市場的份額。

（三）衛(wèi)星配套領(lǐng)域提供創(chuàng)新支撐

我國已發(fā)射的在軌工作衛(wèi)星覆蓋了通信、導(dǎo)航、海洋、氣象、遙感等種類，但與國外衛(wèi)星技術(shù)相比，差距仍然較大。例如，衛(wèi)星壽命短、供電能力弱、同等性能的成本較高、制造集成度較低等。衛(wèi)星性能的差距表面上看是性能參數(shù)不同，實(shí)際上反映了系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、芯片、材料及工業(yè)基礎(chǔ)等水平。因此，民營公司可以發(fā)揮其投資靈活、技術(shù)更新周期短、市場競爭力強(qiáng)和創(chuàng)新活力高等優(yōu)勢，在衛(wèi)星制造領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新、工藝改進(jìn)、材料開發(fā)等方面提供支撐。

（四）資源配置領(lǐng)域協(xié)調(diào)互利

航天活動(dòng)是一項(xiàng)投資大、見效周期長的產(chǎn)業(yè)，前期需要投入巨大的人力及物力資源。在新的基礎(chǔ)建設(shè)、資源配置投資中，也可以由軍民雙方按一定比例共同出資承擔(dān)建設(shè)任務(wù)，共享建設(shè)成果。商業(yè)航天軍民協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施對減少資源消耗、降低投資運(yùn)營成本、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要的意義。