浅析美国航天商业化的发展

●　文　| 解放军国际关系学院　　高建

浅析美国航天商业化的发展

●文| 解放军国际关系学院高建

商业企业加盟航天产业使航天商业化成为世界航天产业发展的必然趋势。美国作为航天实力最强的国家，航天商业化起步最早、水平最高、程度最深、进展最快。一批实力雄厚，竞争力强的商业航天企业迅速崛起，为世界航天业注入新活力的同时亦带来了新挑战，把握世界航天商业化发展的战略机遇期，分析借鉴美国航天商业化的发展模式，对促进我国航天商业化发展，提升航天综合实力具有重要意义与价值。

航天商业化是指私营企业或商业企业加盟航天业，与航天企业联合促进航天产业高速发展。航天产业的高技术及高利润使商业企业和私营企业妄图借助航天业提升知名度、增强品牌竞争力、获取巨额利润。近年来，通过独立或联合研发相关航天产品，部分商业企业和私人企业加盟航天产业。伴随着世界航天产业的蓬勃发展，一批实力雄厚、竞争力强的商业企业快速崛起。同时，经济全球化使企业间合作成主流发展趋势。航天产业亦难独善其身，与商业企业进行合作已成必然之势。航天商业化有利于引入创新、降低研发成本、打破体制坚冰、增强航天实力，推动航天产业实现革命性发展。美国作为航天商业化起步最早、水平最高、程度最深、进展最快的国家，其航天商业化的发展模式对我国航天商业化的发展具有重要的意义与价值。

一、美国航天商业化的发展历程

美国作为世界上航天商业化起步最早、发展最迅速的国家，其商业航天公司的数量、规模、实力毫无疑问是世界之最。然而，其航天商业化的发展亦非一帆风顺。

美国商业航天企业在发展初期即得到了政府的庇护，在研发和发射上都恪守市场竞争的原则，由美国政府主导的NASA亦一贯坚持航天器制造的商业化。其实NASA是航天商业化的“领头羊”，美国的卫星、火箭、探测器甚至航天飞机，几乎均为私营企业制造。在美国民用航天的起步阶段，私营企业就活跃其中，当下，美国航天业虽由政府控制，但商业企业已作为一直不可忽视的重要力量，有不少学者甚至鼓吹民用航天的彻底商业化。在1958年NASA成立前，美国太空研究主要立足军用。但美国政府的指导思想一开始就很明确，即与企业界合作进行航天技术的研发。绝大多数航天装备，都是通过政府与商业企业签订制造合同，由商业公司负责生产。事实上，NASA是美国私营航天企业产品与服务的最大客户，众多的商业企业因此不断壮大。美国民用航天事业的商业化步伐在20世纪90年代大大加快。“冷战”结束后，美国国家战略重点发生转移，加之政府面临财政紧缩，导致NASA的预算在90年代中期逐步下降。在克林顿政府的支持下，NASA把航天商业化作为工作重点，将其视为降低成本、提高效率、控制预算的重要手段。1996年，由波音公司和洛克希德·马丁公司联合组建的“联合太空联盟”成立，标志着美国航天商业化取得重大进展，具有里程碑意义。由此，美国航天商业化的下一个目标则是把航天飞机项目彻底商业化。在此后的十几年时间里，NASA联合商业企业在航天领域取得众多成果的同时亦遭遇了不少挫折。2003年2月1日，由商业企业参与的美国“哥伦比亚”号航天飞机项目在重返地球时解体，机上7名宇航员全部遇难［1］。此后，NASA在航天商业化问题上变得更加谨慎起来。但随着2011年美国航天飞机的全面退役，美国的商业企业迎来了第二次重大发展机遇［2］。过去半个多世纪中，世界主要的航天大国在航天事业的发展上均遭遇了众多困境。航天商业化为解决这些困境提供了新途径。

二、美国航天商业化的发展现状

经过半个多世纪的发展，目前，美国商业航天企业已经初具规模，并且取得了丰硕成果。目前，空间探索技术公司（SpaceX）、蓝色起源公司（Blue Origin）、比格罗（Bigelow）公司、内华达山脉（SpaceDev）公司以及维珍银河（Virgin Galactic）公司等作为美国商业航天企业的代表，积极与美国国家航空航天局（NASA）开展合作，涵盖航天产业的各个领域，在运载火箭、货运飞船以及载人运输飞船等领域处于世界领先水平，取得了实质性进展。其中SpaceX最具实力，其研制的猎鹰9号火箭已完成多次发射任务，“龙”飞船已成功向国际空间站运送货物。2012年5月22日，SpaceX向国际空间站发射了首艘商业飞船——“龙”飞船［3］。2015年2月11日，SpaceX研制的猎鹰9号火箭搭载“深空气候观测天文台”卫星成功发射升空。［4］2015年12月21日，SpaceX公司的猎鹰9号一级火箭实现了陆上成功回收［5］，创造了人类航天史上的伟大奇迹。此外，NASA已经允许猎鹰9号运送中等风险的航天器载荷，并且国际空间站大部分贵重货物都将由该型火箭实施运送。与此同时，其他商业公司亦在积极研发新型载人、货运飞船。轨道科学公司研制的“天鹅座”（Cygnus）货运飞船，内华达山脉公司正在研制“追梦者”（Dream Chaser）空间飞机以及波音公司正在研制的乘员航天“运输-100”载人飞船等正逐步填补美国载人航天器的空白。毫无疑问距离上述航天器正式投入使用还有很长的发展道路，但其必将极大地加速美国航天商业化的进程，推动世界航天商业化迎来又一轮发展高潮。未来，美国商业航天公司将致力于研发可重复使用的航天器及大推力、高效的运载火箭以降低研制和发射成本。同时，新的航天商业市场也在逐步崛起。太空广告、太空旅游业的发展一直被美国航天商业企业看好。可口可乐、百事可乐和IBM等行业巨头均已成功地将自己的产品送入了太空。

三、美国航天商业化的特点

商业企业和私营企业加盟航天业降低了研制和发射成本，加快了技术创新，提高了任务效率。官企携手使政府能够以合作的方式，通过投资分配来引导航天业发展方向，培育市场的同时全面吸引企业参与，也使工业界的灵活性和创新性等长处得到充分发挥。同时，由于商业企业航天基础相对薄弱、资金相对不足以及技术不成熟等问题使研制过程难度较大，风险亦相应提高。以上特点在美国航天商业化过程中得到了充分体现。

1.航天商业化降低航天成本

商业企业在发展模式上与传统航天业相比有其独特优势。商业航天企业能够快速响应不同用户需求，灵活进行批量制造，由于全面简化了研发、生产、运营等各个环节，实现了前所未有的低成本。之前，美国宇航局和美国空军联合研制的可重复使用的航天飞机，发射成本却比一次性运载火箭还要高［6］。而以猎鹰9号火箭为例，其标准发射费用为0.54亿美元，是美国同类运载火箭发射费用的1/3；重型猎鹰9号火箭的发射报价约1亿美元，同级别的德尔塔4型火箭则高达3.5亿美元［7］。新的运载工具使航天发射的成本得到了大幅下降。同时，随着越来越多的商业企业进入航天产业，将在促进航天商业化的同时引起良性竞争，必将进一步全方位降低航天成本。

2.带来巨大的经济效益

航天产业属于典型的技术密集型和资本密集型产业，高投入、高风险，同时也具有高效益［8］。美国已将商业航天视为21世纪经济发展的引擎之一［9］。因此，美国政府不惜巨资投入航天产业。2004年，全球航天工业总投资508亿美元，美国占355亿美元，远高于欧盟的6亿美元［10］。巨额投资获得巨大收益。同样在2004年，美国商业航天产业直接经济影响超过166亿美元、间接经济影响超过463亿美元、衍生经济影响超过350亿美元。在各行业中，商业航天产业至少对另外19个国民经济行业产生了带动作用［11］。从1999年到2004年，商业航天对美国经济贡献增长近60%，对收入的贡献增长了52%，创造就业岗位增长了11%［12］。近年来，随着美国不断加大对航天领域的资金投入以及航天商业化进程的不断推进，其对国民经济的促进作用将更加明显，对其他行业的带动作用将更加突出。美国无疑将成为航天商业化的最大受益者。

3.航天商业化带动技术创新

商业企业在航天领域的技术积累不如传统航天产业，但其在相关领域有局部的技术优势。航天产业是一个高度综合性的产业，NASA雄厚的技术为基础融合商业企业相关技术优势带动了航天技术创新。SpaceX公司研发的猎鹰9号运载火箭，在NASA成熟技术的基础上，融合自身技术优势，简化了研发流程、缩短了研发周期，实现了“1+1 ＞2”的效果。在火箭的回收过程中，SpaceX大胆使用了“火箭基地船”着陆平台，其难度不亚于在“狂风中让扫帚立于手掌之上”［13］。在此情况下，火箭回收完整率将是最高的，重复使用率也必然是最高的。商业企业的新思维、新理念与新模式为传统航天企业带入了创新性；后者的研发思维发生了很大改变，开始追求创新性与灵活性的有机统一。

4.促进传统航天产业的变革

商业企业新的思维模式、管理理念以及相关领域的技术优势对传统航天产业的研发理念和运营模式提出了严峻的挑战。随着商业企业深入传统航天领域，必将改变传统航天产业的发展模式，促生变革。加之越来越多的商业航天企业自身实力不断增强，具备独自研发航天产品的能力，如SpaceX公司研制的猎鹰9号运载火箭和“龙”货运飞船在世界范围内都具有领先水平，对传统航天产业构成了竞争，将进一步促进传统航天产业的升级换代。对于美国而言，在催生航天产业升级的同时，将传统航天领域交于商业航天企业，NASA将有更多的经历投入到全新的航天领域，如深空探索等，使美国在世界航天竞争领域永保领先地位。因此，航天商业化对美国意义重大，关系到未来美国航天产业的兴衰。可以预料，美国未来将进一步推动本国航天商业化的进程。

5.航天商业化产生高安全风险

航天领域一直是高技术、高投入、高风险领域。近年来，在商业航天企业取得巨大成就的同时，亦暴露出了风险问题。2014年10月28日，携带美国天鹅座（Cygnus）宇宙飞船的安塔瑞斯（Antares）号运载火箭在弗吉尼亚州瓦勒普斯岛发射升空时爆炸，箭船尽毁并严重的破坏了地面设施［14］。2014年10月31日，英国维珍银河公司的太空船2号商业载人飞船在测试飞行时发生严重事故，在美国加利福尼亚州坠毁，并造成了人员伤亡。［15］两次重大事故给快速发展中的商业航天蒙上了阴影，世界商业航天发展遭受了重大打击。事故说明商业企业存在航天基础相对薄弱及技术不成熟等问题，这也导致了商业航天在安全可靠性方面存在严重不足，表明商业航天的可靠性亟待进一步提高。

因此，将商业航天企业的低成本、创新性与传统航天的安全性有机结合，寻求两者间的平衡，已经成为目前制约航天商业化发展的主要问题，未来急需得到解决，但航天商业化的趋势仍将是不可逆转的。

四、美国航天商业化的快速崛起之道

美国航天商业化快速崛起的背后有值得借鉴原因。

一是制定相关法律法规，政策上大力支持商业航天产业。美国政府一直十分重视本国商业航天企业的发展，近年来，随着航天商业化趋势不断加深，美国政府不断加大支持商业航天发展的力度，从政策、技术、资金、人员多方面予以支持。首先是制定相关的法律法规，大力支持商业航天企业的发展。2015年5月，美国参、众两院分别通过《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》等议案，为商业航天发展营造了良好的政策环境。此外，美国还制定了《航天现代投资法》、《商业航天法》、《商业航天发射法》等一系列相应的配套政策［16］，进一步放宽了对商业航天企业的限制。从20世纪60年代开始，美国政府相继制定并颁布的一系列空间法律，如1962年《通信卫星法》，1984年《商业空间发射法》，1996年《电信法》，1998年《商业空间法》，2000年《轨道法》等［17］，鼓励、支持商业企业加盟航天业，规范相关商业航天产业的发展，建立健全相关的保障体系，为美国航天商业化发展提供了有力的政策支持，开拓了航天商业化市场。在此情形下，一批新兴的商业航天企业迅速崛起，成为商业航天企业的领跑者，为美国航天商业化奠定了坚实基础，确立了领先地位。

二是与商业企业积极展开合作，资金上全面支持商业航天产业。近年来，美国政府制定了一系列支持商业航天发展的具体方案及相应的合作计划。2015年2月3日，NASA公布了2016年186亿美元的预算要求，比2015年高出5亿美元，其中商业航天领域预算大幅增加［18］。SpaceX公司作为世界航天商业公司中的典型代表，具备了相当雄厚的实力，亦成为NASA和美国政府主要合作和支持的对象之一。SpaceX早前已经获得了NASA总价值16亿美元的给国际空间站的12次运送合同［19］。目前，NASA已经批准SpaceX可以执行大多数航天任务，此举将源源不断的为SpaceX提供资金支持，提高SpaceX公司的实力与商业竞争力。在载人航天领域，2014年9月17日，NASA宣布，已选择波音和SpaceX公司研发宇航员前往国际空间站的新型太空船，总价值62亿美元。［20］除SpaceX公司外，2015年，轨道科学公司成功发射“天鹅座”飞船，连续两次为国际空间站成功运送货物，并将于2016年年底前执行至少8次总价值19亿美元的运送任务。［21］同时，美国主要的商业航天公司与NASA在航天领域都有不同程度合作，欧洲宇航局亦积极与美国商业航天公司开展相关领域合作。这些大规模的合作项目为美国商业航天企业提供了源源不断的资金支持，刺激了商业航天产业的快速崛起。

三是对商业企业进行技术转让，技术上帮助商业航天产业。2011年航天飞机全面退役后，美国一直依靠俄罗斯飞船与国际空间站进行人员往返，成本高昂且对俄依赖度高，NASA急需一款载人飞船已解燃眉之急。商业航天企业为美国填补这一空白提供了可能。因此，NASA利用自身技术、人才优势，通过直接派遣相关人员、技术转让以及帮助研发等方式支持商业航天发展。SpaceX公司数次以低廉价格得到相关技术并获得无偿的技术指导。SpaceX自2002年成立以来，短短十几年间取得如此成就，与NASA在技术上的大力支持密不可分。同时，NASA局长查理·博尔登表示将低轨道运输交给民营市场，NASA将专注于更远大的目标——将人类送上火星［22］。未来NASA将集中精力发展深空探测，特别是载人登陆火星的任务，为尽快实现这一目标，NASA需要商业航天企业的帮助与合作，因此对其进行大力扶持，符合NASA长期发展目标，未来几年内NASA势必进一步加大对商业航天企业的扶持力度，加快航天商业化的进程，尽快满足NASA以及美国载人航天事业的需要。

［1］人民网：“2003年2月1日 哥伦比亚号航天飞机爆炸 ”［EB/OL］，http：//scitech.people.com.cn/ GB/25509/50685/50687/3533791.html

［2］谭顺谋.航天飞机退役了我们怎么办——美国航天飞机工程师何处去［J］.航空世界，2013，22（12）.

［3］新华网：“美国龙飞船发射成功开启民间航天时代” ［EB/ OL］，http：//news.xinhuanet.com/world/2012-05/23/ c_123176252.html

［4］人民网：“美国‘猎鹰9号’火箭成功发射搭载‘深空气候观测天文台’” ［EB/OL］，http：//gz.people.com.cn/ n/2015/o212/c344113-23886043.html.

［5］人民网：“美国太空探索技术公司SpaceX首次成功回收‘猎鹰9号’火箭” ［EB/OL］，http：//fj.people.com.cn/ n/2015/1222/c350393-27376028.html

［6］张雪松.艾伦·马斯克的终极梦想一一可重复使用运载火箭［J］.太空探索，2014，22（7）.

［7］吴勤，张梦湉.美国商业航天快速崛起之道—以SpaceX公司、轨道科学公司等为例解析其发展新思维、新理念、新模式［J］.中国航天报，2015，3（3）.

［8］李高，张小光.放松管制对美国商业航天发展的影响及启示［J］.卫星应用，2015，61（1）.

［9］新华网：“新闻分析：美国载人航天进入商业时代” ［EB/ OL］，http：//news.xinhuanet.com/world/2014-09/17/ c_1112520975.htm

［10］王宏伟.美国航天工业发展对经济增长的贡献［J］.国防科技工业，2006，54（8）.

［11］陈杰.美国商业航天产业对国民经济的影响分析［J］.中国航天，2007，21（7）.

［12］周笑非.美国航天工业对经济的贡献以及对中国航天工业的启示［J］.现代商贸工业，2007，21（5）.

［13］新华网：“猎鹰9号，走起！” ［EB/OL］，http：//news. xinhuanet.com/tech/2015-01/09/c_127371890.htm

［14］人民网：“美国运载火箭发射后爆炸 天鹅座飞船受损 ” ［EB/OL］，http：//sn.people.com.cn/n/2014/1029/ c358036-22751635.html

［15］人民网：“英国维珍银河公司商业飞船‘太空船2号’坠毁”［EB/OL］，http：//bj.people.com.cn/n/2014/1102/c82839-22784477.html

［16］吴勤，张梦湉.美国商业航天快速崛起之道—以SpaceX公司、轨道科学公司等为例解析其发展新思维、新理念、新模式［J］.中国航天报，2015，2（3）.

［17］薄守省.中国航天活动之法律构架［J］.北京理工大学学报，2012，104（3）.

［18］人民网：“NASA公布2016年186亿美元预算：商业航天大幅增加” ［EB/OL］，http：//world.people.com.cn/ n/2015/0204/c157278-26506253.html

［19］人民网：“飞船失事难阻民间航天路” ［EB/OL］，http：// scitech.people.com.cn/n/2014/1114/c1007-26021446.html

［20］人民网：“美国航天局联手波音及SpaceX两公司共建太空船” ［EB/OL］，http：//news.xinhuanet.com/yzyd/ mil/20140917/c_1112519814.htm

［21］人民网：“飞船失事难阻民间航天路” ［EB/OL］，http：// scitech.people.com.cn/n/2014/1114/c1007-26021446.html

［22］环球网：“SpaceX波音获NASA七十亿大单 将送人上太空 ” ［EB/OL］， http：//tech.huanqiu.com/ discovery/2014-09/5140610.html