华商观察|陕西发力千亿级商业航天产业 太空旅游还有多远？

近期，备受关注的商业航天产业再次吸引了全球的目光。在历经前面4次实验之后，SpaceX公司成功实现了“筷子夹火箭”，SpaceX对于航天产业的颠覆与革新探索，也让人看到了商业航天这一航天领域的新生力量的巨大价值和潜力。与此同时，作为新质生产力的典范，我国商业航天产业亦驶入“快车道”，正在变成各地争抢的新兴产业赛道，陕西也不例外。10月24日，陕西省发改委官网正式对外发布《陕西省培育千亿级商业航天产业创新集群行动计划》（下称：《行动计划》），旨在紧抓国家大力发展商业航天产业机遇，把陕西打造成为具有全球影响力的商业航天产业创新发展高地。华商报大风新闻记者注意到，行动计划提出，要突破重复使用火箭发动机等关键核心技术攻关，探索发展太空旅游。1面向未来的深空竞赛2014年出台的《国务院关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》明确鼓励民营资本进入航天领域，这是我国商业航天发展的开始。与传统由政府主导的航天活动不同，商业航天更加注重市场需求和经济效益，强调通过商业化运作来降低航天活动的成本，提高服务效率。具体来说，商业航天，包括了商业火箭、低轨互联网星座、遥感遥测、卫星导航、卫星通信等一系列高端新兴产业。太空经济时代正在来临，面向未来的深空竞赛中，曾有分析指出，航天领域的“国家队”，主要聚焦于高精尖方面，包括深空探索、登月计划等综合难度系数更高的目标，而火箭发射、卫星制造等相对成熟的技术内容，将探索商业化，补充“国家队”未覆盖的低轨领域，填补“国家队”无暇顾及的小卫星发射市场。2024年，商业航天作为“新增长引擎”首次被写入《政府工作报告》，目前北京、上海、海南、安徽等地已出台相关政策鼓励形成商业航天产业集群。随着《行动计划》发布，陕西也确定了壮大商业航天产业的路径和举措。《行动计划》显示，在航天科技领域，陕西可谓要资历有资历，要实力有实力，具体体现在两个方面：一是，陕西具有丰厚的航天产业基础和科技创新资源，是我国航天动力之乡、北斗创新发源地，先后承担了东方红卫星、嫦娥探月、载人航天、北斗导航等多项航天重大工程，为我国航天强国建设做出了巨大贡献；二是，陕西航天领域高校院所、重点企业、创新平台数量众多，拥有我国唯一以航天产业为特色的国家级经开区——西安国家民用航天产业基地，在运载动力、卫星有效载荷、测控导航、卫星通信等产业领域处于国内领先水平，为全省发展商业航天产业奠定了良好基础。围绕打造具有全球影响力的商业航天产业创新发展高地这一目标，陕西将分两步走：第一步，到2027年，全省商业航天产业创新能力显著增强，产业能级持续提升，产业规模不断壮大，全省商业航天产业创新发展体系初步形成。第二步，到2030年，全省商业航天产业创新发展体系进一步完善，在卫星和火箭制造、星座运营、卫星测运控、卫星应用等领域涌现一批行业领军企业，建成国内领先、世界一流商业航天产业创新发展高地。2“一体两翼”、“六大工程”“一体两翼”的空间布局和以“六大工程”构成的主要任务，这是支撑起陕西商业航天发展的四梁八柱。先看空间布局。根据《行动计划》，未来，陕西将呈现“一体两翼”发展格局，依托重点园区，充分发挥产业规模效应、资源集聚效应、创新协同效应，推进商业航天产业高质量发展。■一体：以西安航天基地为依托，打造陕西商业航天产业创新集群发展核心区。发挥航天四院、航天六院、航天五院西安分院、航天九院16所等科研院所以及重点企业创新资源优势，加强关键核心技术攻关和前沿应用技术开发，建设商业航天产业创新中心、共性技术研发中心、中试与试验中心、专业人才引育中心、产业孵化与金融中心、创新创业中心等。■两翼：以宝鸡高新区、铜川高新区为承载，打造陕西商业航天产业创新集群发展扩展区。宝鸡高新区重点发展航天液体动力制造、固体火箭发动机生产制造、液体火箭发动机综合试验等，充分挖掘商业航天动力应用新场景。铜川高新区重点发展火箭发动机总装总测、航天装备试验检测、卫星测运控备份、航天新材料及装备开发等，充分拓展商业航天服务新领域。可以说，西安、宝鸡、铜川，将成为陕西商业航天领域的“三大金刚”。西安和宝鸡在传统航天时代就是不可或缺的存在，有深厚的底蕴和基础。煤城铜川则是在近年转型发展中选择了商业航天这个新风口，从地下淘宝转向到太空掘金。2018年，“航天科技”成为与数字经济、高端装备制造、环保陶瓷、生物医药、文化旅游体育并列的6大产业之一。同年，中国（铜川）商业航天测控网工程启动，中国（铜川）商业航天测控基站建设开工，不久酒泉卫星发射中心成功发射“铜川一号”（TY4-02），这是我国首颗民营天文科学技术试验卫星，也是中国（铜川）商业航天测控网第一次实战任务检验。2019年12月，陕西省军民融合办公室批复铜川市建设陕西航天科技产业发展园区。2022年10月铜川日报刊登的《铜川：航空航天产业起势腾飞》一文写道：2018年4月以来，中国（铜川）商业航天城航天测控网、商业航天指挥中心、系统工程中心、陕西空天动力研究院产业基地等多个项目启动建设。围绕卫星制造、火箭研产、卫星测运控、卫星数据应用、星座建设等商业航天全产业链初见成效，已成为铜川全面转型高质量发展的崭新名片。如今正式成为陕西商业航天未来不可分割的一部分，铜川的商业航天之路将越走越宽。再看由“六大工程”构成的主要任务。根据《行动计划》，陕西将因时制宜发挥比较优势，重点实施空间基础设施建设、关键核心技术攻关及产业化、创新产品应用示范、产业创新能级提升、创新生态优化、专业园区建设等六大工程，加快实现产业链关键环节自主可控及重点产品推广应用，打造一批示范应用场景，形成新模式新业态，努力提升产业规模和经济效益。“六大工程”内容丰富，占据了《行动计划》绝大篇幅，这里就不一一展开。商业航天，是一个技术含量高、富含创新驱动的产业。某种意义上， 技术创新所达到的高度和突破方向，决定了商业航天产业发展的水平和能力，所以这里着重选取陕西要突破的哪些关键核心技术。■火箭发动机研制围绕火箭低成本、快响应、可复用发展需求，研制大推力固体和液体发动机、低成本可复用发动机，加快推进商业化应用。攻克液体火箭发动机深度推力调节、多次起动、故障诊断及健康评估等关键核心技术，研制先进循环液氧/煤油、液氧/甲烷发动机，提高运载效率。聚焦快速响应运载火箭主动力和中大型运载火箭固体助推动力发展需求，推动大推力整体式、分段式固体火箭发动机研制，为我国航天发射提供更多动力选择。■卫星载荷设计攻克通信感知融合波形设计、天地多域融合感知与传输、通信算力资源联合分配调度、异质终端节点感知接入、卫星高集成一体化、天基自主智能、轻质新型材料与轻量化卫星平台等关键核心技术，研制新型相控阵天线、大容量路由器、星间激光等关键载荷产品。加大人工智能、机器学习等新技术在卫星载荷设计中的应用，提升智能化设计水平。强化卫星有效载荷自主决策能力设计，提升执行任务灵活性、准确性、可靠性。■低成本整星研制攻克一体化设计、智能化AIT（总装集成测试）等整星集成技术，研制高比冲长寿命电推进、高可用高稳定激光通信终端、实时高精度导航增强组件、星载大口径相控阵天线等关键部组件，形成高通量通信卫星、高性能高光谱卫星、高精度导航卫星、高分辨率SAR（合成孔径雷达）卫星整星研制能力，提升卫星批量化、柔性化、智能化脉动生产水平，为大规模星座建设提供有力支撑。■低成本快速进入空间运载器研制发挥陕西在火箭总体、固体/液体动力、卫星载荷、电子控制等方面创新研发优势，整合资源，打造低成本运载火箭研制与生产基地，发展低成本多用途快速进入空间运载火箭，广泛应用于卫星载荷、观光旅游飞船、低空探测装置、试验研究平台等发射服务，推动火箭、动力、卫星载荷等系统联动发展，为国内商业航天发射和运营提供一体化、多类型、全流程服务。■终端产品产业化攻克终端设备直连卫星关键核心技术，推进卫星通信系统、关口站、地球站和配套通信平台等基础设施建设和资源共享，为无信号覆盖区、网络弱覆盖区和易中断区提供网络接入服务。攻克芯片、模组、板卡、天线、算法、操作系统定制等产品关键共性技术，增强产业链关键环节自主可控能力和水平。攻克场景智能识别、基于业务无感知高可靠无缝切换等关键技术，研制低成本、低功耗终端芯片及模组，满足6G空天地一体化系统性能需求。攻克微波遥感、高光谱遥感、SAR 图像处理等关键技术，提升高分辨率对地观测及应用能力。但凡商业，讲究个物美价廉，商业航天要蓬勃发展，必然离不开可重复发射的火箭，而火箭的可重复发射，首先是要有重复使用火箭发动机。今年4月，航天科技集团六院自主研制的130吨级可重复使用液氧煤油发动机圆满完成两次起动地面点火试验。至此，该台发动机累计完成15次重复试验，30次点火起动，累计试验时长突破3900秒，重复试验次数突破我国液体火箭主发动机试验次数纪录，为后续我国可重复使用运载火箭首飞奠定了基础。商业航天的发展，不仅为国家战略目标服务，也要让普通人能够更低成本地享受太空带来的便利和美好。未来，陕西将紧抓北斗导航、遥感卫星赋能各行业创新发展机遇，加快卫星应用与公共服务、行业发展、生产生活深度融合，打造一批可复制可推广的典型案例。值得一提的是，《行动计划》还特别提到，要探索商业航天未来应用新场景——鼓励商业航天企业参与载人航天，探月工程、深空探测等国家重大航天任务，积极开展新型空间动力、航天器在轨服务与维护等新技术验证以及工程化应用，探索地月空间、深空资源开发、空间碎片监测、空间环境治理等商业航天新业态，发展太空旅游、太空制造、太空医药、太空材料，不断拓展商业航天活动领域和太空经济发展模式。3商业航天未来会给人们带来什么？航天科普专家、西北工业大学博士生导师苟秉宸教授表示，商业航天会给我们带来超乎想象的美好未来。首先，航天科技是公认的“国之重器”，从事航天器研制生产的都是大型国企央企，航天任务都是国家重大科技工程，比如空间站、行星探测、北斗导航、载人登月等等。而和产业发展、和企业需求、和百姓生活相关的这部分航天项目，“国家队”无暇顾及。现在国家要放开商业航天，要大力发展民用航天和相关产业，将会成为中国航天事业非常有益的补充。“以后我们会看到、享受到更多的带有商业性质的卫星。比如，现在国产新能源车发展迅猛，大多使用北斗导航系统，随着智能驾驶技术的发展和对高精度导航的需求，有实力的新能源车企将会拥有自己的专有卫星。个别新能源车企已经发射入轨多枚卫星，成功组网并实现车星互联。商业航天将加速这一趋势，我国新能源车的安全性和智能化程度也相应地会越来越高，我们的生活方式会有质的飞跃，中国商业航天非常值得期待。”“以前我们总认为卫星发射是国家的事情。实际上，从国家到行业、到产业、到企业，都有航天应用的需求。将来，随着市场细分和商业模式的成熟，商业航天将承担起更多的卫星研制和发射任务。因为商业航天和市场需求密切相关，所以将来会有很多我们目前还看不到、想不到的奇思妙想之类的需求诞生，这会给未来的商业航天包括科技水平的发展提供很大的一个支撑，非常值得期待。”再者，商业航天的健康发展会对航天技术本身形成带动。“比如大家比较熟悉的美国太空探索公司即马斯克的SpaceX，因为其体制灵活、资金筹措便捷，所以它勇于试错、敢于失败，反倒打破常规，从火箭重复使用和降低商业成本入手，加速了航天技术的突破。而技术一旦突破，也会反哺航天战线的国家队。商业航天对中国来说不是新事物，这些年商业航天的发展势头喜人，捷报频传。这次陕西的新政策一出等于再烧一把火，可以刺激和鼓励商业航天更快速、更健康地去发展。”△苟秉宸教授苟秉宸教授表示，关于商业航天可能带来的变化，目前已经可以看到的还有两个方面：一个是互联网卫星。传统的移动互联网，都是以通讯基站作为技术支撑，由于受到地球曲率的影响，信号覆盖面积和通讯质量不尽人意，总是有死角存在；而在轨卫星居高临下，地面基站覆盖面积更大，效率更高。商业航天的发展会大幅降低卫星发射成本，低成本的太空组网将成为现实，一个个卫星就是一个个信号中继，这样一来太空互联网就可以无处不在，速度、精度和覆盖率都可会有很好地提升，成本更低，使用更加便利。目前只要通讯基站到不了的地方就不可能用手机信号，更没有网络信号。以前的卫星电话成本之所以很高，就是因为专用卫星数量稀少，频段和带宽都很珍贵。将来有了互联网卫星，像星链这种就可以提供互联网接入服务。国家也有类似计划，如果民用航天或商业航天也可以参与其中的话，有可能形成具有自己特色的商业模式，互为补充。另一个很重要的业务是太空旅游。在这方面，欧美国家商业航天动手比较早，已经有多家美国公司可以提供价格昂贵的近地轨道载人航天体验服务。我国的载人航天目前还只有国家队，能上太空的都是专业航天员。普通人能体验的商业载人航天公众关注度比较高，市场空间巨大，值得期待。陕西是航天动力之乡，航天六院的液体火箭发动机，航天四院的固体火箭发动机，在技术和产品上和商业航天公司都有一定程度的合作。“咱们的商业航天不是一张白纸，而是在中国航天的雄厚技术基础上开始起步的。随着航天技术的不断突破，卡脖子因素越来越少，商业航天将发挥系统优势，补充更多的商业体制、商业机制，因为它相对比较灵活。”△2024年1月11日，山东海阳海上发射场，引力一号固体火箭点火发射。苟秉宸/摄苟秉宸教授说，今年年初他在山东海阳现场观摩了东方空间技术公司“引力一号”火箭的海上发射，一箭三星，这是一次成功的商业航天发射活动，“其固体火箭发动机就是位于西安的航天四院提供的，这样的合作可以说是皆大欢喜。航天四院开辟了新的民用市场，合作公司赚取了发射费和广告费，全新的火箭构型得到了技术验证，很快又上了第二发。这个模式确实很好，有点像民营经济是国有经济的补充，而且更有活力，有更多的可能性。国家队重资投入，主要做长线；而商业航天体制灵活，主要做中短线，可以适应新技术的发展，能实现对市场的快速响应。”华商报大风新闻记者 杨鹏 马虎振