卫星商业化难点几何？

2018-11-29

中国经济周刊 2018年46期

关键词：微星颗卫星星座

说起商业航天，人们首先想到的便是硅谷狂人马斯克旗下的Space X与其研制的“猎鹰”系列火箭。

而除了改进火箭技术实现登上火星的目标，马斯克还有一项雄心勃勃的计划——星链（Starlink）。他打算在2019年到2024年间发射4425颗卫星，组成小卫星互联网星座，在全球范围内提供互联网服务。

今年2月，星链计划的两颗测试卫星已被发射升空，有人还晒出了成功连接其WiFi信号的截图。

成立于2012年的美国公司OneWeb也致力于构建一张覆盖全球的高速卫星通信网络，计划在2027年彻底解决全球宽带上网问题，2015年、2016年，OneWeb已获得软银超过13亿美元的投资。

如果说连接“太空WiFi”还是有些远，那通过卫星看一场“太空直播”离我们已是“一步之遥”。

冯仑的私人卫星跟鞋盒差不多大

2018年1月31日，152年来首次出现的“超级蓝血月全食”上演。曾经的地产大佬冯仑本打算发一颗卫星做太空直播，“如果我们有一个卫星在天上，能够直播赤月，付费观看，那一定是非常好的效益。”这场直播最终没有实现，但冯仑还是将他的私人卫星——风马牛一号送上了天。

其实，不论是OneWeb用于提供宽带上网服务的卫星，还是冯仑的风马牛一号，它们都属于小卫星、微小卫星的范畴。OneWeb的卫星大小相当于一台冰箱，风马牛一号就更小了，跟鞋盒差不多大，重4公斤，造价约100万美元。

业内人士向《中国经济周刊》记者介绍，若以重量划分卫星的种类，有几条重要的区分线：10公斤、100公斤、500公斤。若卫星重量大于500公斤可算作大卫星，100～500公斤的是小卫星，10～100公斤的可称为微小卫星，10公斤以下的则是微纳卫星，“最后两种又可以统称为微小卫星。”

从发射数量上来看，小卫星与微小卫星自2013年以来已经牢牢占据了成功入轨卫星总量的“半壁江山”（表1）。

卫星在变小，但并不必然意味着研制难度的降低。天仪研究院CEO杨峰告诉《中国经济周刊》记者，“大家都觉得小卫星是个玩具，但玩具玩高明了并不容易。”他举例说，20年前智能手机的形态还是掌上电脑，当时做计算机的人觉得它就是个玩具，但它现在已经翻身做主人了。“美国人已经可以把立方星（编者注：一种微小卫星，体积为10厘米×10厘米×10厘米，若干颗立方星也可以组成立方体纳卫星）送去火星并传送回信号，同样做一件事情，越小反而越难。”

微小卫星可降至百万美元以下

虽然大小与难易并不直接相关，但若以IT产业的发展史作对比，从超级计算机到智能手机的过程，确实是成本不断降低的过程。

广发证券研報曾做过这样的对比：小卫星从立项研制到发射，一般仅需要一年左右，而大卫星则需要5至8年;大卫星研制成本基本超过5000万美元，小卫星则低于这一水平，而重量不足10公斤的微小卫星的成本甚至不足100万美元。

而通过组成星座的方式，小卫星、微小卫星可以实现与大卫星同等的功能。北京九天微星科技发展有限公司（下称“九天微星”）CEO谢涛告诉《中国经济周刊》记者，百公斤级别的卫星即可提供商业服务，比如OneWeb卫星的重量就在150公斤左右。

而杨峰有个发现——大火箭看衰小火箭，大卫星投资小卫星。他解释说，就像中国的互联网圈有BAT一样，商业航天领域也有几家“巨头”，比如波音、空客、洛克希德·马丁。他们很少关注小火箭公司，认为其要以更低的成本达到同等技术水准几乎不可能，目前成功的挑战者也只有Space X;但是他们都成立了VC（风投），投资小卫星公司。不过，即便是商业卫星“巨头”，也无法覆盖整个卫星产业链。

谁会为卫星服务买单？

航天经济包括卫星产业经济和非卫星产业经济。

自从国务院2014年11月发布《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》（下称“60号文”），引导民营资本参与卫星产业应用和发展以来，国内商业航天的版图中涌现的卫星公司远多于火箭公司。

除去研制成本降低与政策鼓励的因素之外，涌入卫星产业的公司究竟看到了多大的市场？

SIA数据显示，2016年全球航天产业的总收入为3391亿美元，其中卫星产业的总收入约为 2610亿美元，占全球航天产业收入的77%（表2），并且在2007年到2016年的10年间不断增长，翻了一番（表3）。

有受访者更是向记者直言：发火箭不也是要送卫星上天吗？

九天微星“少年星一号”正在发射

不难看出，在卫星产业中，卫星服务业的产值占据了头把交椅。用杨峰的话说，把一个“铁疙瘩”打上去并不难，但关键是要“活下来”，并传回数据。

那么，卫星究竟能够提供哪些服务？又有谁会为这些服务买单？

对地观测、遥感领域应用增长快

随着小卫星、微小微星发射数量逐步增加，其应用领域也从技术验证为主向业务应用为主转变，对比2009—2013年与2014—2016年两个时间段的小卫星应用结构不难看出，技术试验应用占比由55%降为20%，而对地观测、遥感领域的应用由12%增长为52%（表4）。

今年9月，曾有人称通过谷歌地图发现了位于柬埔寨密林中的马航MH370残骸，此后，长光卫星技术有限公司（下称“长光卫星”）通过官方微博表示曾调动卫星前去拍摄，但由于疑似残骸发现地点被云层遮挡，因此无法确认。

“这体现了我们应急拍摄的能力。”长光卫星科研质量部部长徐开向《中国经济周刊》记者介绍说。长光卫星是一家混合所有制商业遥感卫星公司，2015年起开始发射“吉林一号”组星，目前这一星座已有10颗卫星。

“现在我们可以实现一天之内全球任意位置重访，2030年前将打造一个由130多颗卫星组成的遥感卫星星座，届时可以实现全球任意位置白天时段10分钟之内的重访。”徐开介绍，遥感卫星有两个重要的指标——空间分辨率与时间分辨率（编者注：前者指成像的清晰度，后者指可以用多快的速度对指定目标成像），经过前期对需求的调研，其认为提升时间分辨率更为迫切。

“比如普通人不在家中，他想监控房屋现在的状态，肯定希望几分钟后就拿到数据，而不像政府部门的一些普查需求，可能一年只需要进行一次。”

干地面上干不了的事

除了对地观测、遥感，广发证券研报认为，通信应用亦是未来发展重点。

但对于Space X、OneWeb等公司热衷的卫星互联网，杨峰认为这是个长期的过程，“没人能预知到时地面通信会是什么样子，这就好比互联网早期腾讯还在开发QQ时不可能去讨论微信会是什么样子。”相比之下，他认为卫星物联网要更近一些。

谢涛也颇为看好卫星物联网的前景，“航天怎么赚钱？就是要干在地面上干不了或者干起来效率不高的事，比如导航，通过36颗卫星就可以实现全球覆盖。还有哪些事情在地面上干效率也不高？物联网就是其中之一。”他解释说，“人和物不一样，在国内，往往是人口越密集的地方基站越多，但物是广域分布的，铺设基站就显得很不经济，利用卫星可以提升效率。卫星物联网从技术角度讲不像宽带星座那么复杂，针对的市场需求也更明晰。”

“等到明年发射4颗卫星，才是真正的星座组网部署，能够提供一些商业服务。”谢涛向《中国经济周刊》记者透露，今年12月，九天微星会发射7颗卫星，主要用于卫星物联网的验证。

九天微星服务的对象主要是B端，谢涛向记者举了一个其与重型机械企业在卫星物联网方面的合作案例：“很多工程机械是制造商以金融租赁的方式交付给用户的，而需要工程机械的地区大多基础设施较为薄弱。那个机械企业曾进行过统计，在60%的场景下是有地面网络的，另外40%的场景则没有。通过卫星物联网，不仅可以监测机械的位置，还可以传输从机械上采集的各类数据，包括驾驶习惯，甚至某个零部件的损耗程度。”

这样的服务售价又会是多少？谢涛透露，美国也有提供类似服务的公司，其售价为每台终端设备一年收费四五百美元，“我们希望能降低到1000元人民币以内。”

投资人何时入场？

卫星应用的前景足够广阔，但投资人何时入场有不同判断。

“市场规模有很大想象空间。”中信聚信（北京）资本管理有限公司（下称“中信聚信”）总经理蒋蕴伟在接受《中国经济周刊》记者采访时说，他们经过研究发现，在终端的应用大规模爆发前，商业航天还存在几个“卡脖子”的基础设施需要完善——发射服务、发射场、测控。“卫星公司受下游应用影响比较明显，不同的应用对应各自的细分市场，哪一个领域能够最先爆发，是我们一直在研究的问题，但不论哪一个领域率先脱颖而出，都需要首先实现卫星上天并保证其正常运行。”

零毛利的卫星公司能“活下去”吗？

现阶段，现金流压力是卫星公司不得不考虑的现实问题。

天仪研究院科研人员在研究“湘江新区号”卫星（潇湘二号）

“单颗卫星盈利性不明显，一定要通过卫星组网，也就是星座才能实现商业化应用，不像火箭，单发就可以实现盈利。”中信聚信总经理蒋蕴伟向《中国经济周刊》记者分析他们尚未投入卫星公司的原因，“大多数小卫星公司自身的现金流要实现平衡，在轨卫星数量需要达到一定规模，而星座动辄数十颗的小卫星，单论研制就是一笔不小的开支，而且出于迅速完成组网的目的，支出比较集中。而目前发射窗口与入轨测控运维比较难保障，小卫星寿命又有限，组网本身就面临一定的现实障碍，所以完善的商业发射与测控服务可以说是组网的前提，这几个商业航天的基础领域在现阶段看，投资价值比较明显。当然，对于卫星研制包括下游应用我们时刻保持关注。”

那么，卫星公司手中的资金足够支撑起星座吗？

组网完成前如何保证现金流？

《中国经济周刊》记者注意到，九天微星与天仪研究院分别在今年1月、7月完成过亿元的A轮与B轮融资，但两家公司的累计融资额均仅为数亿元。

九天微星CEO谢涛给《中国经济周刊》记者算了一笔账：“我们的第一个物联网星座大概需要20億元，目前融资额加上营收大概有5亿元，肯定离目标还有差距。”

卫星组网在短期内难以实现，如何维持现金流成为关键。

谢涛认为，卫星物联网的优势之一便是不一定等凑齐钱再干事，“星座完成组建前就可以有一定的服务能力了。”

他解释说，不同的客户有不同的要求，比如对于无人机，客户需要实时了解其位置、下达指令，但对于海运集装箱而言，客户可能只需要每隔几个小时了解它的位置、温度、湿度等信息，面对这样的需求，明年发射4颗卫星后就能够提供相应的服务。

“这样也会让投资人比较放心。”他坦言。

STEM[编者注：即Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Mathematics（数学）]教育是九天微星维持现金流的另一条途径。谢涛介绍说，“教育是我们创新卫星应用的第一个领域，发现它既可以实现正向现金流也可以为社会创造价值，因为学校有需要，比如让学生去测控卫星的遥感拍照。”

“我们现在基本上‘打平就做，在零毛利做这件事，现在的收入是为了保证很好地‘活着。”杨峰告诉《中国经济周刊》记者，天仪研究院目前做科研市场不是为了赚钱，而是为了“练手”。

跟他人合作卖卫星

在天仪研究院10月底发射的4颗卫星中，有3颗是面向未来特定星座的技术验证星，如潇湘一号02星TY1-02由天仪研究院与深圳航星光网空间技术有限公司联合研制，后者计划利用数百颗卫星为民航飞机提供上网服务，本颗卫星是此计划的首发技术验证星。

“对方也是卫星公司，但如果从头干起，为第一颗星付出两三年的时间、1000多万元的成本很正常，而天仪研究院可以负责卫星一端的脏活累活，对方只需负责有效载荷。”杨峰透露，包含发射费用在内，这几颗卫星的价格均为几百万元。

九天微星“瓢虫一号”在轨效果图

换句话说，天仪研究院目前的商业模式是提供微小卫星整体解决方案。杨峰说，近年天仪研究院的营收增长保持在3倍左右，预计今年公司的营收将达到几千万元。

他介绍，天仪研究院现在是卖卫星的模式，以后是卖数据的模式。“通过科研市场把成本降到极低，然后再做应用。”

降成本无所不用其极

如何降低成本，又是一个让卫星公司焦虑的问题。

“用户才不会因为数据是从天上来的就多付一分钱。”在天仪研究院CEO杨峰看来，如何让应用落地并不是国内卫星产业当前急需解决的问题，成本是首先需要考虑的，“铱星（编者注：一种全球卫星移动通信系统）的后台老板是摩托罗拉，制造商是洛克希德·马丁，投资70亿美元，可谓一个完美的航天成功案例，但同时是一个完美的商业航天失败案例。摩托罗拉认为很多人会买，投入一大笔钱后发现没人买。我们还要犯美国人已经犯过的错误吗？”

“现在说的卫星应用，逻辑都是对的，但问题的关键是其基于怎样的成本架构？”杨峰说，有公司花6000万元做了一颗卫星打上去，这可能是完美的工作，但以6000万元的成本并不能让整个商业模式运转起来。

那么，如何降低卫星的成本？

自建供应链能降多少成本？

作为全球商业航天领域的“标杆”，Space X降低成本的方式之一便是自建供应链，简单来说就是“能自己造的就自己造”。

有Space X的工程师回忆，马斯克希望火箭的主体计算机系统花费不超过1万美元，以航天领域的标准来看，这是个疯狂的数字——火箭的航天电子系统造价通常超过1000万美元，“为讨论航天电子设备的会议所准备的食物花费都不止1万美元。”

然而，最终Space X自行研制的运算系统成本仅略高于1万美元，与马斯克的目标颇为接近。

国内的民营卫星公司会遵循同样的逻辑吗？

“无所不用其极。”杨峰对《中国经济周刊》记者说，不可能卫星的每一个部件、系统都自己制造。Space X自己生产几乎全部部件是因为发射联盟（编者注：联合发射联盟是美国火箭领域的“巨头”，一度处于垄断地位）供应链的产品特别贵，想要造出便宜的火箭，只有自建供应链。

他坦言，目前绝对不可能用原来大卫星的供应链，因为用不起，只有两个选择：一是自建供应链，二是用其他行业的供应链。“能够挤压出水分比较多的部分我就自己做，如果挤压不出太多水分，别人也做得挺好，那就他们来做。”

能否用其他行业的供应链？

“供应链是目前商业航天最亟待解决的问题，而不是下游应用，如果供应链又贵、又不稳定、又不可靠，做出来的产品就是垃圾，谈什么应用？”杨峰说，“火箭器件的级别还不敢跨越太大，但是卫星的一些器件可以从宇航级跨过军用级，直接降到工业级。”

谈及卫星产业如何利用其他行业的供应链降低成本，谢涛举了一个例子：小卫星的CPU可以使用汽车级的CPU，虽然卫星在太空中面临的环境比汽车要复杂，比如高能粒子辐射会影响处理器工作状态，但可以通过提升系统使其具备容错的功能，消除其影响。“当然，汽车级的CPU不是拿来就用，在筛选完后还要做加固、防水、防辐射的处理，但原来一块卫星CPU主板可能要几百万元，汽车级产品的价格只有几千元，即使选出10块进行进一步处理，成本也仅为几万元，压缩的空间非常大”。

但其他行业的供应商会对需求量较少的卫星企业的订单感兴趣吗？