他山之石


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全球商业航天发展热潮下的理性思考

   浏览:3905    来源:赛迪智库,军民结合研究

一、商业航天内涵

(一)商业航天概念

在美国,商业航天是指航天活动的私营化和商业化以及私营商业企业参与的航天活动。包括三个方面:一是国家类航天工程项目商业化运行。即把私企能承担的国家重大航天工程项目(涵盖军事航天工程项目),都通过市场竞争机制交给私企运营;二是非政府航天工程项目商业化运行。即航天项目完全由私营企业自行发起、社会投资、自主经营、自担风险;三是航天应用领域商业化。即私营企业围绕卫星通信、卫星遥感、卫星导航等领域提供航天产品和服务的活动。在欧洲,商业航天是指按市场规则运行的所有航天活动。不同于美国,其对企业的所有制属性不做限制。①

本研究,商业航天是指按市场规则配置技术、资金、人才等资源要素,以盈利为目的、独立的非政府航天活动。包括卫星制造、发射服务、卫星运营及应用、地面设备制造与服务等多个领域。

(二)商业航天特点

商业航天除了具有航天产业所具有的高技术、高投入、高风险等基本特点外,还具有如下特点:

一是具有时代性。商业航天是航天技术水平发展到一定阶段和航天产业发展到一定规模的产物。在美国,商业航天的正式提出是在冷战后期。1982年的美国国家航天政策将航天活动分为军事航天和民用航天两大领域,而军事航天又分为非密和保密两类。1988年,根据航天发展形势需求,美国国家航天政策才首次将商业航天从军事航天和民用航天中独立出来,并予以正式承认。

二是具有盈利性。不同于军事航天和民用航天,商业航天并非由政府直接规划投资,而大都是由私 营企业投资。追求经济回报、以盈 利为目的才是商业航天企业参与商 业航天活动的本质和目的。

三是具有市场驱动性。商业航 天活动是市场驱动下的航天活动, 各项业务开展按照市场机制和市场 规律运行。如政府按照公开竞争原 则采购商业航天产品或服务。

四是具有约束性。商业航天虽 然按照市场机制运行,但是并不是 完全的自由经济,同时也必须受国 际规则、国家法律等的约束,要符 合国家安全和公共安全利益。如美 国商业航天对外合作必须服从国家 航天技术产品出口管控制度。


二、全球商业航天发展概况

(一)产业规模

近几年,全球航天产业规模持续增长,其中商业航天规模占比 接近3/4,已成为带动全球航天经 济发展的重要引擎。根据美国航天 基金会《2015年航天报告》统计, 2014年全球航天产业规模达到3300 亿美元,同比增长9%。其中,商业 航天板块收入超过2500亿美元,涵 盖了商业航天基建及支持产业(占 49%)和商业航天产品及服务产业 (占51%)两大类,前者主要包括 卫星制造、运载火箭发射、空间 站、发射基地及相关设备等,该类 别中卫星制造和运载火箭发射服 务贡献最大,占比超60%;后者主 要包括对地探测、卫星电视、卫星 通讯等,该类别中卫星电视贡献最 大,占比超75%。2014年全球在轨 卫星数量中,美、欧商用卫星数量 也都远超军用和民用卫星数量。

(二)区域发展

1、美国:全球商业航天发展的先行者和领跑者

早在上世纪60年代,美国便开始对航天工业投以巨资,打造美国航天强国地位,目前,美国已拥有全球航天众多尖端的技术产品和完备的产业链,培养了一大批经验丰富的航天工程人员,这些都是商业航天快速崛起的“丰沃土壤”。冷战后期,美国商业航天正式起步。经过几十年探索创新,商业航天领域已建立起健全的政策体系,形成了涵盖火箭发射、卫星制造、卫星数据处理等环节的一个完整产业链,产业发展在全球最为成熟。特别是自2011年美国航天飞机时代画上终止符以后,商业航天的发展兴起迅速填补了前者留下的空白,为美国扭转依赖俄罗斯飞船运送美宇航员往返国际空间站和地球的被动局面提供了战略支撑。

政策方面,美国商业航天立法体系和政策环境最为完善。发射领域,颁布了《空间商业发射法》、《商业空间法》、《发射服务购买法案》、《国家航天运输政策》、多版《美国国家航天政策》、《商业航天发射竞争力法》、《鼓励私营航空航天竞争力与创业法》等,规范、鼓励、促进私营企业参与商业航天发射活动;卫星通信领域,颁布了《通信卫星法案》、《轨道法案》等,以鼓励商业卫星通信产业发展;卫星导航领域,颁布了《全球定位系统政策》、《美国天基定位、导航和授时政策》等,为卫星导航系统建设及应用等活动提供政策指导和执行指南;卫星遥感领域,颁布了《陆地遥感商业化法》、《陆地遥感政策法案》、《商业遥感政策》等,逐步放宽了政府对高分辨率卫星遥感数据的管控权限,允许私营企业涉足高分辨率商业遥感卫星的发射和运营。

计划实施方面,NASA采取了一系列实质性的资助计划支持商业航天力量发展。一是实施太空行动协议(SAA),旨在鼓励创新,降低未来近地轨道和深空探测任务成本,逐步培育出一个具有竞争力的商业航天市场;二是实施商业载人航天与货物运输计划(C3P),旨在鼓励私营企业参与载人航天与货物运输竞争,向政府提供具有创新性、费用合理的国际空间站乘员运输和商业货物服务。在C3P计划下,NASA又先后实施了以验证商业货物运输系统为主的商业轨道运输服务(COTS)计划、以验证商业载人运输系统为主的商业载人航天开发(CCDev)计划和商业载人航天一体化能力(CCiCap)计划。在商业遥感领域,美国于2001年提出了“清晰视景”(ClearView)计划和“下一代观测”(NextView)计划,旨在支持商业公司研制高分辨率成像卫星,并向政府提供卫星影像、附加产品和服务,保障美国军事和民用需求;于2010年又实施了“增强观测”(EnhancedView)计划,主要支持研制和运行下一代高分辨率商业成像卫星。

产业链发展方面,各个环节已形成多家私营企业良性竞争的局面。火箭发射环节,诞生了SpaceX、OrbitalSciences两大“新贵”,均已成功完成多轮火箭发射,为美国航天局多次完成向国际空间站运货的任务,打破了波音、洛克希德•马丁等在美国太空发射领域的垄断;卫星制造领域,诞生了包括DigitalGlobe、Spire、PlanetLabs、PlanetaryResources、空中客车等在内的一系列公司;卫星图像数据处理领域,活跃着OrbitalInsight、SpaceKnow、SkyboxImaging等公司。

2.俄罗斯:昔日辉煌的商业航天发射市场正面临冲击

苏联作为世界上第一个把航天员送入太空的国家,曾研制了诸多“明星”运载火箭,如“联盟号”、“质子号”、“天顶号”等。苏联解体后,俄罗斯为解决资金不足问题,开始大举进入全球商业航天发射市场,并很快占据了市场的半壁江山,获得了丰厚利润。其中,尤以“质子号”火箭贡献最大。但是,当前仅就商业航天来说,俄罗斯整体发展并不如意。在今年5月俄罗斯工业和贸易部会议上,主管军工的俄罗斯副总理罗戈津坦言,在航天领域俄罗斯赶不上美国,指出:“我们如今在航天领域(的劳动生产率)仅为美国的1/9。我们所有雄心勃勃的项目都表明,我们应当将生产率提高150%。但即便我们提高了150%,终究还是赶不上他们。”

发射领域,俄罗斯主力中型火箭发射市场正面临多重挑战。虽然,目前俄罗斯在国际商业发射市场上仍占有不小份额,2015年在全球航天发射中,俄罗斯以29次(包括3次发射失败或部分失败)的发射次数独占鳌头,占全球发射次数的比重达到30%。但是,从火箭竞争能力和国际政治经济大环境来看,俄罗斯这种繁荣局面正受到挑战。据报道,美国SpaceX生产的“猎鹰9”火箭标准发射费用为5400—6200万美元,宣称是全球价格最低的发射费用,倒逼了俄罗斯主力中型火箭“质子号”发射价格从1亿美元降到7000万美元以内。同时,随着中、日、印等国竞相研制具有成本优势的新型运载火箭,并将造价1亿美元以下的运载火箭投入全球航天发射市场,俄罗斯在全球火箭发射领域的竞争压力更大,利润率也将会被进一步压缩。据悉,当前俄罗斯在商业航天发射市场上的实际利润率可能已经低于10%。此外,随着美国自主研制的货运飞船和载人飞船相继问世,以及RD-180替代型发动机的出现,俄罗斯这些领域的优势也面临挑战。再加上美欧在乌克兰危机后对俄罗斯的多方制裁,经济和政治的压力将进一步影响俄罗斯在全球商业发射订单的竞争优势。

卫星制造和运营领域,俄罗斯因电子技术基础相对薄弱,在卫星平台和卫星通信、航天设备制造等方面的能力与美国差距较大。这些领域恰恰是商用航天市场上利润率最高的部分,如通讯卫星的一个转发器年租赁费用高达1亿美元,再加上大概几亿美元的发射费用,一年内实现回本并盈利也实属正常;如果通讯卫星在轨使用10到15年,利润率将超过10倍。但是,当前国际卫星市场的这些领域主要被美欧等少数几家公司所垄断,这些公司未来为了谋求高额利润,必将会全力阻止新的竞争者加入。俄罗斯试图在全球卫星制造运营等领域与美国同台较量的难度也较大。

值得关注的是,今年4月俄罗斯国家航天集团公司对外公布,计划组建统一的商业发射服务运营商,统一协调俄罗斯火箭生产商的各型号产品在全球发射服务市场上的营销活动。此举在俄罗斯航天改革的大背景下,尤其是在近年全球发射服务市场强劲竞争者不断涌现的情况下,将有助于航天集团公司更为准确地与重要服务客户建立紧密关系,对不同客户针对性地施行更灵活的营销政策,确保俄罗斯在全球商业航天发射市场份额中的地位不被动摇。

3、欧洲:以英、法为代表的欧洲各国更加注重提升独立航天能力

众所周知,欧洲航天工业是一个各国分工协作的复杂联合体系,通过欧洲航天局(ESA)使相互竞争的各个国家形成统一的发展目标,同时在业务开展上又具有相对独立性和灵活性。欧洲航天工业在冷战后期美俄主导军事和民用航天的情况下,选择了商业航天之路,航天“商业化”曾一度成为欧盟最大特色。如德、法等国的航天局在发现航天技术产品和业务有望赢利的时候,便鼓励研究机构将这些业务转给航天公司进行商业性开发运营,进而逐步推向国内外市场。21世纪初,法国可谓是推行航天商业化最为成功的国家之一,特别是阿里安(Ariane)航天公司作为世界上第一家商业性的航天运输公司,曾在全球商业航天发射、卫星信号与数据服务等领域都占据了相当大的市场份额。2015年在全球航天发射中,ESA以12次的发射次数排名第四,位列俄罗斯、美国、中国之后。

欧洲航天领域发展既注重独立性也注重参与国际合作项目。欧洲商业航天最初发展大都局限于各类企业以竞争方式承接来自ESA、欧洲特定国家的政府项目。金融危机爆发后,在欧洲各国财政状况普遍紧张的现实条件下,为了更好地实现航天资源在全球的高效配置,欧洲选择了与美、俄、日等国在国际空间站等项目上开展密切合作。目前总体而言,欧洲商业航天的立法体系,以及航天私营企业的企业家精神、创新能力、国际竞争力等都明显弱于美国。对此,ESA在2016年预算中,总额增加了18.4%,达到52.5亿欧元,增加预算主要用于“伽利略”导航卫星系统和“哥白尼”对地观测两大欧洲联合旗舰项目的实施。2015年,欧洲发布了《欧洲航天政策》,进一步强调欧洲航天一体化发展,大力推进两大旗舰项目建设以及新一代运载火箭发展;ESA向空客赛峰集团授出“阿里安”-6火箭研制合同,并计划于2020年首飞,逐步替代现役“阿里安”-5大型火箭。值得注意的是,“阿里安”-6的预定目标要求比SpaceX的5400万美元发射费用更便宜。

以英、法为代表的欧洲各国更加注重自身独立航天能力的发展。2014年,英国政府发布了两项政策——《航天创新与发展战略(IGS)行动计划2014-2030》和《国家空间安全政策》(NSSP),进一步挖掘航天产业发展潜力。2015年底,发布了其首部《国家航天政策》,指出其未来目标是成为欧洲商业航天及有关空间领域技术的中心,并在世界航天领域中占据更大市场份额(即2030年前英国在全球航天市场中占10%的份额)。同年,还颁布了首个《国家太空环境与载人航天发展战略》,标志着英国向“兼顾太空环境与载人航天研究”领域拓展。法国总理瓦尔斯最近表示,法国与欧洲在空间探索、卫星及运载火箭等领域的领导力正受到严峻的国际竞争。为了应对全球日益激烈的商业航天市场,特别是美国商业航天企业快速抢占该市场的严峻形势,法国大力推进“阿里安-6”运载火箭和先进应用卫星的发展。法国政府于2015年专门颁布了《商业航天投资计划》,强调未来商业航天的投资重点将转向卫星,聚焦于新一代高分辨率光学对地观测、高/低轨先进通信卫星等方向,同时计划利用欧洲投资银行贷款开展融资,全面增强法国在全球商业航天市场中的“加速度和竞争力”;今年年初法国政府委派前航天部长评估SpaceX建立可重复使用火箭的可能性,为法国航天部门在未来几年的航天发展的方向选择和支持方式等方面提出建议,并研究法国航天部门如何在卫星星座领域更好地与Google、Facebook、亚马逊、苹果等美国互联网巨头展开合作。

4、日、印:积极扩大国际商业航天发射市场份额

21世纪之前,日本航天工业基本走的是政府投资、政府消费路线。这种发展方式导致一方面没有收益,另一方面由于卫星发射数量有限和任务单一等使得航天科研人才严重流失,生产工艺难以及时更新,大大限制了航天工业的发展步伐。21世纪以来,日本为做大做强航天工业,开始积极投身商业航天,持续推进航天政策改革,并将增加商业航天任务发射频率及扩展商业航天市场份额视为提升全球航天竞争力和区域领导地位的重要渠道,并计划在今后10年争取每年接到1个以上国外或商业公司的卫星发射订单。目前,日本在商业航天领域已取得了一系列阶段性成果。2012年,日本曾帮助韩国航空宇宙研究院发射了阿里郎3号遥感卫星。2015年,日本发布新版《航天基本计划》和《2024年航天发展路线图》修订案,进一步明确了航天工业能力发展目标。同年11月,日本自主研制的、代表日本液体运载火箭最高水平的H-2A火箭,将加拿大电信卫星公司的Telstar12V通信卫星成功送入地球同步转移轨道,这也是日本国产火箭H-2A首次执行商业航天发射任务并取得成功,对于日本进军全球商业航天发射市场具有里程碑意义。H-2A火箭发射成本在9000万美元左右,其在国际市场中的竞争力并不强。为此,日本着手研制H-3火箭,进一步降低发射成本,预计降至约4300万美元,届时其商业航天发射的国际竞争力将大为提升。在小型运载火箭领域,艾普西龙号火箭是日本固体运载火箭领域的典型代表,其在2013年9月成功实现首飞。

印度航天事业起步于20世纪60年代,经历了70年代的实验阶段、80年代的成熟运营阶段后,发展到今天运载火箭、月球探测、载人航天、火星探测、卫星应用和空间科学等航天各领域全面发展阶段,其在全球航天舞台中的地位不断提升。历来,印度航天发展都很重视商业化应用,包括为其他国家航天器提供商业发射服务以及各类卫星商业化应用。截至2014年底,印度已有500多家大中小型企业承担了印度航天项目的研制生产工作。在航天发射领域,印度为实现发射技术的本土化,曾推出了多个运载火箭项目,部分已开始为其他国家提供发射服务。其中,1980年,使用自行研制的SLV-3火箭成功将一颗“罗西尼”实验卫星送入预定轨道,使印度成为全球第七个具有独立发射卫星能力的国家;2005年,又使用PSLV-C6型极地卫星运载火箭同时将两颗人造地球卫星——CAR-TOSTAR-1和HAM-SAT送入预定轨道,标志着印度首次实现箭星全部国产的“一箭多星”发射任务;今年5月,印度成功发射了一艘用于技术验证的小型航天运载器,这是印度可重复使用飞行器自主研制计划的首次发射试验,对于未来印度“航天飞机”研制目标实现具有重要意义。据悉,印度此次发射的飞行器研制成本仅为1330万美元,该项目一旦成熟其商业潜力将十分可观。在深空探测领域,2013年11月印度发射了“曼加里安”号火星探测器,并于2014年9月成功进入火星轨道,标志着印度成为继美国、俄罗斯和欧洲之后第四个能发射火星探测器的国家,第一个实现火星探测的亚洲国家。2014年,GSLV-Mk3火箭搭载了“载人舱大气再入实验”飞船,开展实验性质浓厚的飞行试验,体现了其对探索宇宙的极大渴望。

(三)细分领域发展

1、商业卫星制造和发射

全球卫星制造领域,美国长期占据主导地位。据美国富创公司《2014年全球航天竞争力指数》显示,2004—2013年超过1/3的卫星由美国公司制造;欧洲和俄罗斯卫星制造数量各自约占全球的20%。

在全球商业航天发射领域,欧美公司占据主流位置。“商业发射”概念是美国奥巴马政府时期提出的,是美国国家航天战略调整下的必然选择。2010年,奥巴马政府废除“星座计划”,将发展方向指向深空探测,提出2030年左右登 陆小行星和火星的计划,故而NASA 的战略使命也随之转为深空探测, NASA为专注于此果断将技术成熟的 近地轨道发射活动移交给了私营企 业。目前,美国在火箭发射领域, 不仅拥有像波音这样的巨头公司, 还崛起了一批以SpaceX、OrbitalATK等为代表的私营企业,不仅提 供卫星发射服务,还开展火箭回收 试验,使得发射成本不断降低。当 前,国际商业发射市场中,“猎鹰 9”火箭无论在发射总价还是单位 质量的发射费用方面都是最低的。 降低发射成本已成为一种趋势,除 美国之外,各航天大国也都在通过 研制新型运载火箭来达到这一目 的,如俄罗斯的“凤凰”、欧空局 的“阿里安”-6、日本的H-3及印度的GSLV-Mk3等火箭,都注重可靠 性和经济性的提高。其中,H-3目 标是将单次成本降至4200万美元, “阿里安”-6的目标是降到5400万 美元以下,印度的GSLV-Mk3报价低 至3000万美元。在全球航天发射场 使用方面,2015年全球航天发射次 数最多的5大发射场分别是:拜科 努尔航天发射场、卡纳维拉尔角空 军基地、圭亚那航天中心、西昌卫 星发射中心、普列谢茨克航天发射 场。美国NASA在继续使用现有发射 场的同时,美国其他政府机构或公 司和其他国家也开始着手建造新的 航天发射中心,如美国某公司正在 得克萨斯州布朗斯维尔谋划建设新 的发射设施;俄罗斯继续建造西伯 利亚发射场,减少对哈萨克斯坦发 射场的依赖。

2、商业卫星运营服务

(1)商业卫星通信服务:新兴卫星互联网星座成为新的发展热点

全球在轨航天器中,通信卫星数量占比最大,约占一半,并率先实现了商业化发展。半个世纪以来,世界卫星通信产业已从以技术验证为主的探索时期,迈入通信卫星全面应用和快速扩张的新阶段,产业链条日趋完善。通信卫星制造领域,以美国、欧洲、俄罗斯、中国等20家左右的大中型系统集成商为主;卫星运营领域,主要被国际通信卫星公司、国际移动卫星公司等约40家的运营商分割,其所提供的转发器租赁和通信服务业务处于产业链核心环节;地面设备制造领域,企业数量较多,有卫讯、吉莱特、哈里斯等百余家公司提供地面支撑系统和应用服务;卫星服务领域,企业竞争最为激烈,有DirecTV和天狼星-XM等千余家公司提供各类解决方案及增值服务。卫星运营和通信服务业因商业价值最高,成为了卫星通信企业角力的“主战场”。


(2)商业卫星遥感服务:新兴国家进军商业航天的首选领域

遥感卫星商业化起步于上世纪80年代,但受政策、产业环境等多种因素制约,民用遥感卫星的商业化发展路途并不平坦。近几年,随着政府推动和运营模式的逐渐成熟,商业遥感服务正逐步迎来转机。据美国北方天空研究公司的数据显示,2014年全球商业遥感数据服务和增值产品的产值超过23亿美元,预计到2024年其市场规模将达到51亿美元。从区域分布来看,当前不同国家和地区的商业遥感发展极不平衡,以欧美为代表的发达国家和地区是市场主体,起步较早,政府支持力度较大,商业运营模式(以政府监管、企业运营、官助民办的商业模式为主)较为成熟,产业发展较快,产值合计占比已超过65%;亚太地区市场占比约20%,是最具潜力的市场,特别是随着日本、印度、中国等大力推动民用遥感卫星发展以及市场需求快速增长的大背景下,其市场占比可能出现一轮增长;非洲、拉美等地区的市场占比较小,但庞大的市场需求将促使这些国家将商业遥感市场作为进军商业航天的切入点。

从市场竞争来看,经过多轮市场洗礼,美国数字地球公司、法国空客国防与航天公司等优秀商业遥感公司脱颖而出,前者以卫星综合性能见长,市场规模占比约60%;后者强调产品多元化,市场占比约20%。此外,该领域还有意大利E-geos公司、以色列成像卫星公司、加拿大麦迪公司和黑桥公司等。近几年,以Skybox公司为代表的新兴商业遥感公司涌入市场,将为商业遥感市场带来了新的发展理念、模式和需求,同时也将对既有的市场格局造成新一轮冲击。

(3)商业卫星导航服务:多系统兼容、多领域融合应用成为发展趋势

目前,全球共有四大卫星导航系统,即美国的GPS(全球定位系统)、俄罗斯的GLONASS(格洛纳斯)、欧盟的Galileo(伽利略)及中国的BDS(北斗卫星导航系统)。其中,美欧俄凭借技术、人才和资本等优势,多年来占据着卫星导航应用产业的主导地位,并引领全球卫星导航应用产业的发展方向。从市场规模来看,欧美卫星导航应用市场逐渐走向成熟,全球卫星导航系统(GNSS)应用市场规模增速放缓。据欧洲全球导航卫星系统管理局(GSA)预测,全球GNSS下游核心市场收入将从2013-2019年间的8.3%放慢至2019-2023年间的4.6%。在全球GNSS细分市场中,位置服务(LBS)和道路两大应用市场占据GNSS应用市场主导地位,合计占比超过91%,驱动着智能手机、车载设备、位置感知应用和数据服务销量激增。从市场结构来看,全球GNSS产业链下游市场呈现“大型企业稀少、中小企业居多”的特点,市场竞争依然较为激烈,重组并购依然在持续。目前,全球拥有自主研制GNSS系统的国家和地区中,美国GPS的市场份额仍然最高。2012年,名列GNSS产业前五名的公司与GNSS相关的成交额占该领域全球总收入的34%,其中占比最大的公司拥有全球市场份额的12%。总体来看,当前全球卫星导航产业已呈现出三大发展趋势:单一GPS应用向多系统兼容应用转变,导航应用为主向导航与新一代信息通信技术融合应用转变,终端应用为主向产品与服务并重转变。未来,竞争与合作并存的国际格局以及产业融合发展仍将是卫星导航产业“总格调”。

3、太空旅游、太空采矿等新业务

随着航天科技的不断进步,太空旅游、太空采矿等不再是天方夜谭、遥不可及。虽然这些新领域尚未兴起,但是其意义不容置疑。让普通用户以可接受的价格享受到航天高科技带来的福利,历来是推动航天技术进步最为重要的动力。

太空旅游方面,已有不少商业公司涉足该领域,并付诸实践。美国太空冒险公司通过与俄罗斯航天署合作,在2001—2009年期间将6名游客送往空间站进行“几日游”,每人每张“船票”花费在2000—3500万美元不等。英国维珍银河公司从2005年起就推出太空旅游项目,其“太空船票”每张售价20多万美元,在历时十多年、投资5亿多美元之后,公司已卖出700多张票。虽然该公司曾于2014年发射“宇宙飞船二号”飞船并惨遭惨败,但是公司创始人布兰森对太空旅游的热情丝毫未消退,事故发生后退订客户也仅有20位。据悉,公司正在建造第二艘太空船,新一轮试飞也指日可待。新时期,越来越多的私营企业表示或已经开始发展太空旅游。如SpaceX创始人马斯克就曾表示,太空旅游是公司未来发展的关键,还宣称未来将把8万地球人送往火星定居。波音公司也宣布,将在2017年前研制完成能容纳7人的商用宇宙飞船CST-100星际飞机(Starliner),其不仅可将航天员送往国际空间站,而且也会将出售座位给民间旅客,表示商业航班有望在5年内把付费游客送上国际空间站。目前,Starliner已获得美国NASA商业载人飞行的资格认证。亚马逊总裁贝索斯投资的BlueOrigin公司,也将发展太空旅游作为其盈利模式。该公司使用一款新谢泼德火箭用于亚轨道太空旅游,已经获得成功,且该火箭也实现了数次火箭回收并再次投入发射。Bigelow公司为发展太空旅馆业务,也开发了充气式太空舱,并与国际空间站成功实现对接。美国Xcor航天公司研制出两座太空船“山猫”,也计划用于私人太空游,现已有一位游客花费7.5万美元购得第一张“船票”。太空旅行是一个危险的行业,但同时也是一块诱人的“大蛋糕”。据Xcor公司估算,太空旅游的潜在市场规模超过5亿美元。随着商业太空游成功案例的增加以及国际适航认证的逐步完善,未来将吸引更多的企业参与到竞争中来。

(四)行业发展趋势特点

1、政府大力扶持为商业航天快速发展提供了重要推力

实践证明,商业航天的快速发展离不开政府扶持,这是航天领域高技术、高投入、高风险的工业特点所决定的。欧美等航天强国均从组织管理、政策、资金、技术等各方面给予商业航天全方位支持。欧美都成立了航天商业化办公室,重点促进运载火箭等领域的技术转移转化,为Ariane、SpaceX等公司的快速壮大、提升国际市场竞争力提供组织保障和支撑。如前所述,美国围绕商业航天发射以及商业卫星通信、遥感、导航等领域都进行了立法,颁布了一系列配套政策措施,为商业航天发展营造良好的政策环境。同时,配合国家航天战略的调整,美国联邦政府有关机构推出了一揽子的商业航天支持资助计划,为SpaceX、OrbitalSciences等新兴企业的不断壮大提供了资金支持。除此之外,NASA、空军等还通过向私营航天企业授出合同、输出技术、派出人才、开放基础设施等方式,不遗余力地扶持商业航天发展。如NASA将“阿波罗”计划的部分技术开放,根据需要对SpaceX公司等参与空间活动进行技术指导,或者通过直派技术人员、转让专利等方式帮助新兴航天企业发展和验证关键技术;美国空军将范登堡空军基地的SLC-40发射场、夸贾林群岛的里根试验中心发射场提供给SpaceX公司用于“猎鹰”火箭发射。无独有偶,近几年世界主要航天国家也纷纷出台相关政策、资金支持计划等鼓励并推动商业航天的发展。如英国的《国家航天政策》和《英国航天智能政府计划》、法国的《商业航天投资计划》等。换个角度可以发现,美国商业航天发展之路与互联网的最初发展历程有着异曲同工之妙,都是政府对私营企业通过“扶上马送一程”实现商业航天业的有序竞争和快速发展。

2、快速崛起的新兴企业已成推动商业航天发展不可小觑的力量

在政府大力支持下,快速崛起了SpaceX、BlueOrigin、OrbitalATK、Bigelow等一批新兴航天企业,涵盖了火箭发射、卫星通信网络、卫星遥感图像、卫星数据服务、太空采矿、卫星运营服务等各个领域。经过多年发展,部分新兴私营企业逐步占据了商业航天产业链条的关键环节,成为了业界翘楚,在全球商业航天领域扮演着越来越重要的角色。如SpaceX这个商业航天领域的“独角兽”,已执行了18次发射任务,如今发射订单源源不断,目前已获得了来自美国军方、联邦政府机构以及全球其他国家的商业公司的58个发射合同。值得一提的是,SpaceX发射成功率和发射成本都不输传统航天企业,火箭可靠性已得到充分验证,且已连续多次成功实现了火箭回收,标志着其已拥有日趋成熟的火箭回收技术。2016年初,美国金牛座集团公司(TAURIGROUP)发布的《初创航天领域投资报告》指出,21世纪前5年,初创航天企业数量年均为3家;2010年后,初创航天企业数量增至年均8家。可见,越来越多的人开始关注该领域,并成立相应的企业。

3、互联网巨头和风险投资争相涌入商业航天市场

商业航天快速增长的背后除了政府这一推手外,还有社会资本这个重要推手。特别是对于一些初创企业,如果资金链断裂将会是致命的打击。SpaceX、SkyboxImaging等公司的成功向外界展现了商业航天盈利的可能性,吸引了谷歌、亚马逊、Facebook、苹果等一批互联网巨头和众多社会资本通过收购、创办企业、投资等方式涉足该领域。如Monsanto于2013年收购了ClimateCorporation,谷歌于2014年收购了SkyboxImaging,ViaSat公司于2009年收购了WildBlue等。近几年,投资界对商业航天领域的兴趣越来越浓厚。据美国《初创航天领域投资报告》显示,2000—2015年企业收购和风险投资的作用开始逐步凸显,资本的活跃度显著增强。从投资金额看,初创企业累计获得133亿美元投资,投资总额的2/3集中发生在过去5年,且大部分来源于风险投资。某初创航天企业的合伙人曾表示:“在三年前,大约仅有1%的创业基金会考虑投资航天企业,如今已有10%左右的基金对投资航天感兴趣”。2015年,初创航天企业获得的投资超过了过去15年的总和,其中,风险投资达到18亿美元,是过去15年总和的1.7倍。如Astrocale、OrbitalInsight、OmniEarth等公司获得了A轮融资,Mapbox、Spaceflight、Spire等公司获得了B轮融资。值得注意的是,2015年SpaceX从谷歌和富达基金公司获得了10亿美元的投资,OneWeb从维珍集团等多家国际领先公司获得5亿美元的A轮投资。从投资者的数量看,近十年增长明显,从2000—2005年间的年均7家投资者,到2006—2010年间的年均19家,又猛增到2011—2015年间的年均55家,近五年的投资者数量比第一个五年将近翻了8倍。可以看出,航天领域的“赚钱效应”已逐步得到市场认可和投资者青睐。

4、技术集成创新和新技术应用共助商业航天领域突破

技术创新对于商业航天的发展也至关重要,技术原始创新、集成创新及多项技术融合应用都是商业航天持续发展的重要推动力。SpaceX以“猎鹰9”火箭回收而闻名于世。实际上,“猎鹰9”单项技术创新并无过人之处,其惊艳之处在于其在技术继承的基础上实现了集成再创新,即通过将航天工业成熟的技术有效组合起来,使各部分性能得以发挥到极致。如其回收技术①采用了反推发动机式回收的方式,即借助发动机产生的反向推动力,利用姿态控制技术推动火箭从高空垂直返回。该回收方式在世界上并非首次使用,早在2014年我国发射嫦娥3号月球探测器时,就利用反推发动机使之实现安全落月。“猎鹰9”在飞行器的姿态控制方面使用了栅格翼技术,这也并非首例,俄罗斯SS-21战术弹道导弹和R77空空导弹、我国神舟系列飞船运载火箭逃逸器等都有所使用。“猎鹰9”使用的发动机也是美国“阿波罗”登月计划时采用的Merlin发动机,该项发动机技术在美国多种型号的火箭上均有使用,已非常成熟。另外,“猎鹰9”为了弥补单台发动机推力不足的问题,同时规避大推力发动机研制的技术挑战,采用了“推力不够数量来凑”的思路,火箭一级采用按特定结构并联的9台Merlin发动机。相类似,美国萤火虫空间系统公司的萤火虫阿尔法火箭一级采用了并联的12台小推力火箭发动机,美国-新西兰火箭实验室公司的电子运载火箭采用了并联的9台发动机。在集成创新之外,3D打印、大数据、云计算等一大批新兴技术的发展,也直接或间接地助推了商业航天的发展。如各大商业航天企业通过大量应用3D打印技术,不仅能使航天器零件快速成型,适应火箭研发阶段频繁变更要求,也可缩短生产流程降低成本。我国“浦江一号”在国内卫星的天线支架上就采用了钛合金材料的3D打印成型方案,使得过去4个月的生产周期减为3天。

5、商业运营模式创新不断将商业航天推向新的高度

任何高科技领域的商业化都不仅仅指技术本身的突破或变化,而是在经过长期扎实的技术积累、发展成熟后,进而建立起有效的商业运营模式和盈利模式,不断推向规模化并实现产业化的过程。新兴私营航天企业在产品生产制造、投资、服务等方面与传统航天企业发展思路存在很大不同,在项目管理、公司运营等方面有很多优势,在快速响应用户需求和成本控制等方面更为灵活,这是航天领域独有的特点和初创企业自身的商业本质共同决定的。如SpaceX公司为了在满足产品可靠性的前提下降低成本、缩短研发周期,创建了适合自身发展的一套“商业密码”,包括:扁平化的高效组织管理模式,以小型精英科研团队保证工作效率和质量;尽量购买成熟技术和产品,其零件大都采用全球货架式采购模式,避免了重复研发成本;注重产品的通用化、标准化,其火箭在动力系统、箭体设计、导航控制等部分都尽力做到通用;选择集中的办公空间,通过开放式工作环境降低人员交流成本,并实现设计与工艺无缝对接,提高生产效率;坚持关键系统自行设计生产,缩短供应链、以严格的纵向整合来降低开发成本;测试设备、发射工位自主管理,掌握主动权;研发可重复使用技术,提升产品的成品速度并降低成本等。SpaceX的商业化运营思路和贯彻始终的成本控制理念等做法已成为全球众多初创航天企业学习模仿的“蓝本”。除此之外,Skybox公司通过将微小卫星技术与云服务、大数据等新一代信息技术以及定制服务创新运营模式相结合,实现了低成本、高时空分辨率卫星图像应用的商业构想。在消费需求定位方面,与传统行体企业关注机构用户不同,初创航天企业更加关注个体消费者,如OneWeb、SpaceX等公司的互联网星座项目都是将个人消费者作为客户群。在盈利模式方面,与传统企业提供转发器租赁服务等简单盈利模式不同,初创航天企业采取了纵向一体化商业模式,即将各类卫星创造的数据与用户终端产品和服务进行捆绑销售,同时将针对不同用户的增值服务作为盈利重点。


三、我国发展商业航天具备 的优势和确需警惕的风险

(一)具备的条件和优势

在世界主要航天大国大力推进商业航天发展的浪潮下,我国亟需科学评估自身商业航天发展的现状,并做出科学决策。当前,我国商业航天发展具备如下条件和优势。

1、建立了完善的航天工业体系

我国航天事业有着60年积累,从无到有,从小到大,从弱到强,逐步构建起富有成效的航天系统工程管理体制和运行机制,建立系统配套的科研生产创新体系,培育了一支高素质的专业化人才队伍,形成了涵盖卫星制造、卫星发射服务、卫星运营、地面设备制造与服务的完整产业链,创造了以两弹一星、载人航天、探月工程等为代表的重大自主创新成果,在空间科学、空间技术创新及应用等领域实现了快速发展,并打造出了中国航天科技集团和中国航天科工集团这样的“国家队”。当前,我国发展商业航天发展已有强大的工业基础作为后盾。

2、拥有庞大的市场需求空间

随着我国航天科技的不断进步和经济社会的快速发展,各部门、各领域对航天商业化应用提出了更为广泛的需求。如卫星导航应用方面,交通运输、公共安全、防灾减灾、国土资源、农林水利、地理测绘、气象、环境保护、应急救援等行业领域提出了更为可靠、更高精度、跨界融合的创新服务需求。卫星遥感应用方面,国土、测绘、海洋、气象、地震、交通、公安、能源、农林牧、环境保护、城乡建设等领域提出了更为精细化、多样化、高时效性的观测需求;卫星通信广播电视应用方面,广电、文化教育、通信、交通、医疗、应急救灾等行业领域提出了更大容量、更广覆盖、更高安全的迫切需求。在发射领域,随着“一带一路”的深入推进实施,沿线地区对商业卫星发射的需求也为我国商业航天发展带来机遇。

3、初步形成一定的政策基础

近几年,我国国家和地方政府在航天商业化应用方面陆续出台了相关扶持政策。如发改委、财政部、国防科工局会同有关部门于2015年联合印发了《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》,提出了“支持民间资本投资卫星研制和系统建设”、“公益与商业兼顾类项目实行国家与社会投资相结合,商业类项目以社会投资为主”、“鼓励并支持有资质的企业投资建设规划内的卫星”等内容,为商业航天发展提供了政策引导。在卫星导航应用和卫星遥感应用等方面也出台了专项支持政策,如《国家卫星导航产业中长期发展规划》、《关于组织开展北斗卫星导航产业重大应用示范发展专项的通知》、《国家测绘地理信息局关于北斗卫星导航系统推广应用的若干意见》、《国务院关于促进新兴消费扩大内需的若干意见》等。

4、具备一定的探索实践经验

航天科技集团和航天科工集团先期在国际商业航天发射和卫星商业化应用方面已开展了诸多探索。仅2015年,我国航天就实施了两次国际商业发射和四次国内商业发射。除此之外,近两年国内一些新兴商业航天企业也相继脱颖而出,如翎客航天,专门从事航天系统产品研制及商业发射服务;四维商遥公司,重点为全球用户提供高时空分辨率、高光谱观测能力的对地观测的遥感数据服务。我国在商业卫星发射领域,也不断取得新突破,如“北京二号”民用商业遥感小卫星星座(DMC3)和“吉林一号”商业高分辨遥感卫星均发射升空,卫星遥感领域商业化、产业化发展破浪前行。今年,我国又成立了首家商业火箭公司——航天科工火箭技术有限公司;BAT等互联网巨头也纷纷向国内外商业航天企业伸出了合作的“橄榄枝”;中国航天企业“走出去”步伐也加快,积极同国际商业航天企业竞逐全球商业航天发射市场。

整体而言,我国卫星应用领域的商业化步伐有所加快,民营企业、高等院校、科研院所等进入商业航天领域的意愿日益强烈,发展商业航天的大气候正逐步形成,具备了发展商业航天的基本能力和必要条件。

(二)确需警惕的风险

虽然我国发展商业航天极为迫切,但是也不能急功近利,仍需要对所面临的挑战有清醒的认识。我国商业航天发展还存在一系列制约因素,如军工集团自成体系、自我配套的发展体制尚未打破,军民资源难以有效共享,政策制度体系不完善等。不论是政府还是企业界、投资界,也不论是传统企业还是初创企业、军工企业还是民营企业,在进军商业航天领域时,都要警惕如下风险。


四、启示和建议

(一)做好商业航天领域的顶层设计和规划引导

随着美、欧国家和地区等不断拓展国际商业航天市场,我国政府也必须有所作为,以免坐失良机。一是将商业航天发展与我国航天强国战略的实施紧密相连,及时做好商业航天的顶层设计,使我国商业航天与军事航天和民用航天实现良性互动和持久发展。二是做好规划引导。在编制《航天发展“十三五”规划》、《空间科学“十三五”规划》时,将商业航天发展也作为一个方面纳入其中。三是尊重科学规律,明确短中期发展重点和目标。鉴于我国实际市场需求情况,近期我国商业航天发展重点可能侧重航天商业化,如推动航天技术向民用领域转移转化;提升航天项目民营企业的配套率;促进导航卫星、遥感卫星、通信卫星的商业化应用等。待时机成熟后再向火箭发射、载人飞船等领域拓展,逐步扩大国际发射市场份额。四是着眼产业链的完整打造,在薄弱环节集中攻关。如针对我国航天领域军民两用技术创新及市场基础薄弱的问题,在关键技术、元器件、原材料等基础领域加大研发投入,提高技术成熟度和产品设计水平。

(二)鼓励体制内外的组织机构合作发展商业航天

商业航天仅有国有军工集团参与是不可能实现良性发展的,也需要一定数量的民营企业参与,在合作竞争中找准各自定位,实现有序发展。一是国家进行引导,鼓励军民协同推进商业航天发展。如尝试将商业卫星纳入国家政府采购范畴,使其与国家投资建设的卫星系统形成有益互补,并为新兴航天企业开展卫星研制、商业发射等业务创造条件并提供人才、设备设施等方面的支撑。对于涉及国家安全、国家利益的关键核心领域仍要坚持由国家掌握,向民间开放的只是核心领域之外的航天任务订单。二是军工集团要转变发展理念,主动打破现有航天产业封闭的体制。航天科技集团和航天科工集团作为我国航天产业的中坚力量,将是未来商业航天发展的“排头兵”,集团独善其身、封闭发展是不可能的,必须主动改革,打破自我封闭、自成体系的体制,与商业企业在卫星运营服务、卫星数据分析等领域开展合作,共同谋求新的利润增长点。军工集团未来更需要在运载火箭、科学卫星等制造发射方面有所作为。三是民营企业要立足自身优势,树立协同发展理念,通过与高校、研究院所、军工企业合作实现自我维持和良性发展。民营企业进军商业航天之前,首先要摸清市场需求和用户需求,以此为导向,找准自身在产业链条上的定位,然后根据发展需要寻求互补的优势合作单位,共同探索建立可行的、可盈利的、可持续性的商业模式。

(三)加快完善商业航天法律法规和政策制度

国外商业航天发展经验证明,政策支持对于商业航天发展具有至关重要的作用。我国目前航天领域立法整体欠缺。商业航天要想实现快速发展,政策法规完善已刻不容缓。一是《航天法》编制过程中要关注商业航天需求。《航天法》作为规范国内航天活动的专项法律,要充分发挥其规范指引作用,厘清政府和市场、不同监管部门之间等的权责边界,保障商业航天活动有序开展。二是立足实际,优先解决重点领域无法可依的问题。如在国际商业发射领域,我国因缺乏国内法明确指引,国际商业发射合同在遇到问题时只能选择外国法作为准据法,不利于参与国际竞争。同时国内社会资本在进入商业航天发射领域时也会存在疑虑。对此,国家需要尽快出台有关商业航天发射的政策。三是根据发展需要,出台一些过渡性促进政策。如针对私营企业难以独立建设发射基地和测试设备,国家应出台政策,允许符合一定条件的私营企业使用国家投资建设的设备设施,并科学建立一套计价体系;为了鼓励民间力量参与商业航天,各部门根据业务发展也需要出台相应的指导意见或暂行办法等。

(四)引导社会资本参与商业航天发展

相对于其他行业,航天领域投资具有周期长、资金需求大等特点,单靠政府投资效率并不高。吸引社会资本参与是国际上推动商业航天发展的一条有益经验,这也符合我国国家政策。一是设立国家商业航天产业投资基金。仿照国家集成电路产业投资基金的设立方式和运作方式,由政府联合两大军工集团等共同发起成立,并吸引投资机构、社会资本等参与,共同促进商业航天产业发展,并共享发展带来的红利。二是发挥社会资本对商业航天发展方向的引导作用。对有志于发展商业航天的社会资本作为自担风险的商业主体,为了保证投资决策科学化,一般都建有一套独立的风险估评办法。这些社会资本的参与将有助于摸清商业航天产业链,明确现实需求所在,找到最有发展潜力和盈利能力的切入方向和空白环节,引导商业航天理性发展。

(五)倡导勇于探索且专注持久的企业家精神

SpaceX、BlueOrigin等公司的成功经验也告诉我们,商业航天发展也需要企业家的探索热情和持之以恒的专注精神。如SpaceX的创建及发展源于马斯克火星移民的梦想;BlueOrigin发展太空游,也源于贝索斯的一个环保梦想,即把地球上对环境造成严重负担的化工厂、水泥厂、钢铁厂等重工业移到太空中,解决污染排放问题。我国也亟需这样的具有远大梦想并勇于去实现的企业家。对此,一是鼓励有远大航天梦想和开拓精神的企业家勇于去尝试,并持之以恒地坚持下去,通过不断实践将梦想变为现实。二是引导企业家和投资者理性看待成败,倡导专注精神。商业航天属于高风险行业,初入该领域的企业遇到挫折在所难免,当自身遇到或者外界出现的某些成功和失败案件时,企业家和投资者切勿过分解读,要善于把失败当作教训去反思,把成功当作经验去采纳吸收,沿着自己的梦想坚持前行。



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