摘要:从业者们正在直面挑战,创造一个充满生机、冉冉向上的行业。
2024年11月30日22时25分,这是中国商业航天值得铭记的时刻。长征十二号运载火箭在海南商业航天发射场点火起飞,发射任务取得圆满成功。这是该型号火箭的首飞,也是我国首座商业航天发射场的首发。
这样激动人心的时刻,几年来接连不断。背后的创造者,既有实力雄厚的国家队,也有不少备受瞩目的新生力量。
就在今年,蓝箭航天自主研发的朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收验证火箭点火升空,首次实现国内商业航天公司十公里级垂直起降返回飞行试验;不久前,中科宇航力箭一号遥五运载火箭将15颗卫星顺利送入预定轨道,这是中国商业航天企业首次向国际用户提供发射服务……
随着大航天时代的来临,从业者们正在直面挑战,迎来一个充满生机、冉冉向上的行业。
新建商业航天发射场
我国已有四个航天发射场,这次为何要突出“商业”建造新的发射场?
先看一组数据,2023年,我国共实施了67次航天发射,位列世界第二,其中商业发射有26次,发射成功率达到了96%。今年,预计我国商业航天市场规模预计将超2.3万亿元。
我们正走向更加广阔的太空时代。渐趋密集的发射频次,催生出对基础设施的需求。国内现有的航天发射场,如酒泉卫星发射中心、太原卫星发射中心、西昌卫星发射中心、文昌航天发射场等,主要承担太空探索、国家科研等重大任务,商业航天往往会排在相对次要的位置,面临资源紧张等问题。
11月25日7时39分,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭,成功将四维高景二号03、04星发射升空,卫星顺利送入预定轨道,发射任务获得圆满成功。(新华社 汪江波 摄)
机会,落到了海南文昌。这里纬度低,距离赤道相对较近,有利于发射近地轨道和地球同步轨道航天器,且文昌周围是大面积海域,不经过人口稠密地区,便于未来发展火箭回收产业。
这个总投资40多亿元的商业发射场,一号、二号发射工位的规划能力是每年16发。有业内人士透露,在流程不断优化和技术不断进步的情况下,未来或许有望达到20发左右。
此次同步亮相的长征十二号运载火箭,同样来头不小。它由中国航天科技集团有限公司八院抓总研制,火箭全长约62米,采用二级构型设计,是我国首型4米级运载火箭,也是目前我国运载能力最大的单芯级运载火箭,近地轨道运载能力不少于12吨,700公里太阳同步轨道运载能力不少于6吨。
“长征十二号运载火箭实现我国在运载火箭领域的多个‘首次应用’,突破了包括健康诊断管理、牵制释放、液氧相容的冷氦增压、铝锂合金贮箱、全三平无人值守等一系列新技术攻关。”中国航天科技集团有限公司八院相关负责人介绍。
11月26日上午,长征十二号遥一运载火箭在海南商业航天发射场从技术区成功转运至发射区。(来源:中国航天科技集团微信公众号 海南商发)
作为长征家族新成员,它具有较强的灵活性,设计中融入了产品化思路,整流罩标配4.2米、5.2米直径,可根据不同任务进行多尺寸适配。另外,火箭采用“三平测发模式”,可进一步缩短火箭在技术区和发射区的工作时间,提高发射准备工作效率。“长征十二号运载火箭已经做好进入高密度发射状态的准备,将有效提高我国太阳同步轨道入轨能力和低轨星座组网能力。”
民间力量涌入
海南商业航天发射场在建设阶段时,已有多家国内商业航天企业开始排队等发射。
航天属于高投入、高门槛行业,以往更多的是国家队行为。但近年来这一传统格局正在改变,越来越多民间力量开始涉足航天。背后一大驱动力在于,商业航天重要组成部分——卫星的价值。
卫星应用广泛,主要覆盖通信、遥感和导航三大核心领域。随着应用的延伸,现有的卫星数量已经无法满足增长的需求。比如,6G网络构建需要卫星组网的助力,在海陆空交通运输、精准农业、智慧城市等方面,对导航卫星的需求也很大。
放眼全球商业航天市场,美国SpaceX无疑处于领先地位。2023年,公司旗下“猎鹰9号”和“重型猎鹰”可复用运载火箭共实施96次发射,全球占比43%;发射质量达1195吨,全球占比80%;发射的卫星数量为2514颗,全球占比87%。
今年10月,SpaceX的重型运载火箭“星舰”开启第五次试飞试验,巨型助推器在返回过程中被机械臂精准捕获,这一幕被外界赞叹“如魔法般不可思议”,意味着未来可以极大提升火箭翻新和重用的效率,为发射成本优化开辟新的路径。
相较于美国,我国商业航天发展起步较晚,但行业潜能正在加速释放。2014年,国家发改委等部门联合发布《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015—2025年)》,引导社会资本参与国家民用空间基础设施建设。
细分领域的国企和民企作为国家队的重要补充,以灵活的市场特性,带动更多创新突破。2019年7月,星际荣耀研发的双曲线一号遥一运载火箭成功发射并高精度入轨,成为中国第一家实现火箭入轨的民营公司;2023年7月,蓝箭航天的朱雀二号遥二液氧甲烷运载火箭发射成功,填补了国内液氧甲烷火箭的技术空白。
5月26日,工作人员在蓝箭航天(湖州)智能制造基地发动机装配区进行发动机质检工作。(新华社记者 张玉薇 摄)
“星舰”第五次试飞成功不久,朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试验箭发射成功,首次实现了国内商业航天公司十公里级垂直起降返回飞行试验,中国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得重大突破。
记者注意到,在本次发射中,长征十二号运载火箭头部有上海国盛集团的标志。作为国有资本运营平台公司,国盛之前已参与投资了中国商飞、中国航发商发等民用航空领域的“链主”企业,此次布局商业火箭,也符合逻辑。上海国盛集团表示,将借着长征十二号首飞成功发射的东风,进一步推进商业火箭的发展。
走向群星时代
2014年,SpaceX宣布了雄心勃勃的低轨互联网星座计划——星链,计划用4.2万颗卫星取代地面上的传统通信设施,建设一个全球覆盖、大容量、低时延的天基通信系统。在中国,“千帆星座“也在加速跑,预计到2030年底完成超1.5万颗卫星组网。
宇宙空间虽广阔无垠,近地轨道资源以及无线电频率资源仍然有限。根据规定,卫星运营商想要在空间中使用某段频率,都需要向国际电信联盟提出申请,这些宝贵的轨道和频段资源遵循“先登先占、先占永得”的原则,美国、中国、英国、加拿大、俄罗斯、德国、韩国等均规划了低轨卫星组网计划。
不过,申报不代表永久占有。按照国际电信联盟规定,如果没有在规定时间内完成发射数量要求,将被视为放弃轨道使用权。
发展的需要,既产生一定的压力,也推动上下游企业积极寻求突破。业内人士指出,目前国内产业链多集中于上游星箭研发和制造领域,中游下游的关注度不足。同时,卫星应用市场还没有打开,尤其是面向个人用户的应用没有打开,盈利模式仍需探索优化。
目前,政府层面正释放出更为积极的信号。商业航天作为新质生产力的代表,今年首次被纳入《政府工作报告》,多地也纷纷推出计划与政策支持相关产业发展。
在航空航天领域布局多年的上海,去年发布了《上海市促进商业航天发展打造空间信息产业高地行动计划(2023—2025年)》。作为上海闵行航天城的所在区,闵行计划打造总面积约3平方公里的商业航天产业园,力争到2026年,形成年产50发商业火箭、200颗商业卫星的批量化制造能力,在中大型商业火箭、液体火箭发动机、卫星平台及载荷、卫星应用终端领域实现一批技术突破。
可以预见,在从业者的共同努力下,进入群星时代,正迎来加速度。