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从美国商业航天发展史来看银河未来的机会

2019-11-30 17:30:00     来源:钛媒体APP

在上一篇钛媒体CEO专栏《进入倒计时,银河航天首发星即将出场亮相|CEO专栏》中,我曾预告了首发星即将出厂,11月25日,这一预告已变成现实,尽管这个阶段性胜利放在历史长河中显得非常渺小,但却有着令人欢欣鼓舞的理由,因为它是全球首颗Q/V频段的低轨宽带卫星。


从美国商业航天发展史来看银河未来的机会


值此契机,我想通过复盘美国商业航天发展史,先容不同时代美国航天企业的研制模式特点,以及商业通信卫星的发展阶段,来分析银河航天未来的机会在哪儿?有哪些历史经验银河航天可以借鉴与学习,有哪些疑难点需要大家共同去面对和攻克?


回顾美国商业航天发展三阶段,还原其真实的一面


在复盘前,大家首先要厘清一个关键问题,即商业航天是什么?


答案是商业航天是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。紧扣这一定义,将有助于大家对商业航天发展史更充分的理解。


总的来说,我认为美国商业航天企业半个多世纪的发展,如若按照整体特征来划分的话,可以分为1.0、2.0、3.0三个时代。


商业航天1.0时代的模式特征是“国家任务+企业体制”,从开发、研制到试验,全流程以国家任务为中心,在企业内部展开复杂的系统工程。那时候,波音、洛马、休斯、雷神、诺格以及通用动力等军火巨头是时代的主角,是构建航天系统工程的先驱,研发了从火箭、航天飞机到卫星的各类航天产品。


这些巨头所打造的航天研制体系特点是“三高”——高可靠、高性能以及高成本。“三高“背后是:投资来自政府,管理项目靠NASA(美国国家航空航天局),商业企业负责研发制造。


航天飞机是1.0时代绕不开的主题,洛马、波音、轨道科学作为主要制造商共生产了5架航天飞机,这些航天飞机自身重量达78吨,最大载荷能力高达20-25吨,能够飞出大气层且无限飞行,是过去100年全球最伟大的科学梦想。然而,成本过高是其无法回避的问题,135次任务,花费超过2000亿美金,平均下来每次飞行花费近15亿美金,这大部分都来自于美国政府资金支撑。


现如今,美国早已决定终止航天飞机项目,可见即使在庞大国家体系的支撑下,航天飞机依然遇到了瓶颈,正如一开始我所提及的——商业航天终归要回归市场。


在商业航天1.0时代,商业通信卫星的发展也有着时代的烙印。从1965年太阳神通信卫星组织发射第一颗太阳神通信卫星开始,GEO卫星就发挥了卫星覆盖范围广的有利特点,成为商业通信卫星的绝对主力,典型GEO通信卫星(GEO为地球静止轨道)重量在5吨~6吨,单颗卫星花费金额高达5亿~6亿美金,有着商业航天1.0时代“高造价、高可靠、高成本“的主要特征,也需要“国家任务+企业体制”模式作为保障和支撑。


事实上,在1.0时代是技术驱动商业航天的发展,因为在技术起步期,技术能力在某种程度上直接决定国家任务的需求,从而驱动商业的发展,值得一提的是,在商业航天1.0时代中,有一个小转折点,也是突变。


即臭鼬工厂模式提供了一定的创新和敏捷开发能力,面向国家服务的航天系统工程能力也开始向商业机构输出,为美国商业航天2.0时代奠定了基础。


注:臭鼬工厂(英语:Skunk Works)是洛马企业核心研发部门,创立之初处在加利福尼亚州一个散发着恶臭的塑料工厂附近,员工们称之为“臭鼬工厂”。它以创新、灵活的模式,研制了洛马企业的许多着名航天产品,“臭鼬工厂”占据美国防部每年采购预算的重要位置,也使洛马成为世界级军火“巨头”。


无论波音还是洛马,彼时都是以承接国家任务为主,如何进行良好地商业运营?是一个现实问题。


在历经美国波音、洛马企业以及臭鼬工厂的模式迭代后,技术驱动产业发展正在转向商业驱动产业发展,上世纪八十年代末,通信巨头摩托罗拉开始基于自身对通信网络覆盖的需求,率先布局低轨窄带卫星星座,随即铱星企业(铱星系统是1987年摩托罗拉企业提出、1998年建成的低轨卫星移动通信星座,由66颗星组成,提供移动电话、寻唿和数据传输等业务)成立,美国迎来了商业航天2.0时代。


2.0时代在美国商业航天发展史上,充当着承上启下的角色。


这一时期,铱星、ORBCOMM、Instelsat、Inmarsat、Globalstar等本身不具备研发航天产品能力的企业,以商业运营的角色出现。


以铱星为例,摩托罗拉为了满足全球通讯覆盖的问题,打算建低轨通信卫星的星座,找到了当时全球军火巨头洛马企业,给出了巨额预算,1998年铱星星座建成时,时任美国副总统阿尔·戈尔还使用铱星移动电话拨出了第一个电话。


可见,商业航天2.0时代的模式特征是“商业运营+第一代航天系统工程”,也就是说这些企业利用外部的航天技术能力以及自身的商业运营能力来为客户提供服务,但本身并不掌握航天领域的关键技术,只是将航天当作一个黑盒子,意欲在黑盒子里训练出新的勐兽,但这很难成功,尽管洛马为铱星提供了先进技术,但是因为铱星本身不具备把技术转换成可以满足客户需求的能力,在烧掉巨额资金、历经11年的漫长建设后,也仅仅存活15个月,以负债破产告终。


可以看出在商业航天2.0时代,商业通信卫星主要以大规模低轨窄带通信星座的发展为主。


以铱星星座为代表的通信卫星星座系统,由于以移动通信为主要业务的定位错误、不掌握核心关键技术等问题最终走向破产,也宣示着该阶段走向尾声。但是2.0时代的通信卫星已经由1.0时代的几吨下降到重1吨以下,单颗卫星的成本也由数亿美金降低至7000-8000万美金,也是这个时代的进步。


在此之后,以SpaceX、Oneweb、Blue Origin为代表的企业正式开启了商业航天3.0时代。


商业航天3.0时代的模式特征是“新商业需求+第二代航天研制体系”,也就是说,这些企业有着新的商业需求,同时掌握第二代航天研制体系相关技术,形成“技术突破+量产+低成本”特点。在3.0时代,美国政府项目的刺激对行业的发展同样重要,其中最着名的是NASA空间站货运项目,随着航天飞机的退役,NASA对空间站货运的需求刺激产生了猎鹰9号和安塔瑞斯火箭,还有天鹅座、龙、追梦者和新航线飞船。


商业航天3.0时代,是商业需求驱动产业发展的时代。


在这个时代里,大家再一次嗅到了通信变革的味道。自2010年后,商业通信卫星发展进入新的阶段,为满足全球宽带互联网的需求,尤其是5G建设,对中低轨高通量卫星星座提出了迫切需求,亿万富翁开始投资近地巨型卫星星座,O3b星座是一个成功的典型中轨道高通量卫星星座,其低成本构建并成功商业化运行验证了中低轨高通量卫星星座的潜在发展前景。随后OneWeb星座、Starlink星座、虹云星座、鸿雁星座等相继提出,推动了由数百甚至上万颗卫星构成的巨型低轨宽带通信卫星星座的发展,成为卫星通信商业化的核心方向。


银河航天的机会在哪儿?又需要去面对和解决什么?


银河航天要毫不犹豫的借鉴和学习3.0时代的商业航天模式,这也说明了为什么银河航天有三类人——航天人员、互联网人员及通信领域人员,这三类人共生成一个新的有机生命体,在保证既能完成对新商业多业态探索的同时,也深耕着技术的护城河。


尽管5G时代已经来临,但全球仍有近40亿人尚未接入互联网,这是巨大的市场需求,银河航天的愿景就是通过“太空互联网”来解决40亿人不能上网的问题,但我也曾说过“这不是情怀,而是商业”,要实现商业上的成功,必须要有核心的技术作为支撑。


因而,银河航天的系统工程所要面对的是,解决从技术研制、工业生产再到商业落地的所有问题,这就需要构建“研制系统+工业系统+商业系统”三位一体的大系统,只有这个系统搭建坚实可靠,才能实现用技术支撑商业的成功。


可以毫不夸张的说,大家要真正对标的是SpaceX这类新的企业组织模式,SpaceX企业的研发模式以自研为主,这是与2.0时代的商业航天企业最大的区别,换句话说,3.0时代的企业将会掌握更多的自研核心技术。


1.0时代和2.0时代的航天企业,在产品的研发方面负责的环节都是1-2个,而3.0时代SpaceX则趋向于全产业链模式发展,这也是银河航天需要学习和对标的地方。


“低成本+高性能+量产”,这是第三代系统工程最终要实现的目标,这也与银河航天的愿景相一致。


实际上,我认为商业航天的发展可以用横纵轴进行表达——横轴是科技,纵轴是商业。


从回顾美国商业航天发展的3个时代,可以发现从1.0时代到3.0时代的发展,是由“横轴强、纵轴弱“到两者皆强的过程。比如,在3.0时代,One Web以及SpaceX的星座计划都是直接面向用户提供商业服务的,它们让商业机会这根纵轴变得更坚实,也为太空互联网正式打开一扇门。


回到银河航天自身的发展,经过500多个昼夜,大家已成功研发出全球首颗Q/V频段低轨宽带卫星,银河航天正在使技术这根轴变得逐渐坚实,接下来,在不断夯实技术轴的同时,大家还需要在商业方面实现更多突破,只有把两根轴都抓牢,才能站在时代风口上飞的更高、更远。

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