美国商业航天的新发展及军事影响

段锋（国防大学军事管理学院）

当前，美国商业航天的发展达到了历史新高度，呈现出技术创新强、商业模式新、发展速度快、覆盖领域广等特点，并且较好地契合了美军对航天系统“弹性”、太空威慑、太空作战、太空基础能力等的需求，客观上为美军提供了技术实力和力量储备。相应地，美国从加大政策扶持、设立专门机构、组建业务联盟等方面，进一步增进了对商业航天力量的军事利用。

1 引言

近年来，美国商业航天迅猛发展，达到了商业航天发展的历史新高度。与军事航天、情报界航天、民用航天等美国航天的其他三部分相比，商业航天的发展呈现一枝独秀的状态，成为牵引美国航天发展的主要力量，并在很大程度上契合了军事航天、情报界航天的需求，成为美国国家安全航天的重要倚重力量。

2 美国商业航天发展的新特点

2019年4月，美国总统与国会研究中心发布的《保卫最高地—将商业航天创新融入国家安全任务》报告提出“新航天”的概念，以区别于波音公司（Boeing）、洛马公司（LM）等老牌航天企业，其代表为太空探索技术公司（SpaceX）、蓝色起源公司（Blue Origin）、火箭实验室公司（RocketLab）等。事实上，“新航天”不仅与老牌航天企业存在显著不同，而且与海湾战争后出现的以空间成像公司（Space Imaging）、数字地球公司（Digital Globe）为代表的商业航天也有着较大的差异。

技术创新强

美国总统特朗普在2018年3月发布的《国家航天战略》中提出要发扬美国精神、继续美国开拓与探索的传统。近年来，美国商业航天界涌现的大量技术创新，在很大程度上体现了这一点。20世纪的美国商业航天企业基本沿用了军事航天的技术路径，而在当前的“新航天”中，以伊隆·马斯克和威廉·马歇尔为代表的一批有志于航天事业的企业家，凭借积极进取、不惧挑战的企业家精神和独特的领袖气质，独辟蹊径地开创了不同于既有军事航天技术模式的颠覆性技术。最典型的就是运载火箭回收技术，彻底改变了航天事业诞生以来各国始终采用的一次性使用运载火箭的技术路径，新型火箭的一子级甚至整流罩都将能够多次重复使用，极大地降低了人类进入太空的成本。这一技术是美国军事航天、民用航天界以及世界其他国家从未实践过的技术。SpaceX公司、蓝色起源公司等开创的该项技术，在给国际航天界带来巨大震撼的同时，也开辟了全新的运载火箭技术路径。另外，低轨小卫星星座技术正在快速向实用化发展。得益于小卫星技术的逐步成熟，近年来小卫星造价大幅降低，再加上可重复使用运载火箭的利好，低轨小卫星网络呈现群体迸发式发展态势。SpaceX公司、行星实验室公司（Planet Labs）、一网公司（ONEWEB）、特亚控股公司（Theia Holdings）、地球现况公司（EarthNow）、低轨卫星公司（LeoSat）等都计划发展甚至已经开始建设低轨小卫星星座，这与“铱”（Iridium）星网络当年的“形单影只”形成鲜明对比。

商业模式新

美国商业航天的创新发展，不仅体现在技术层面，在商业模式上也出现了显著创新，这在卫星应用方面体现得尤为明显。20世纪90年代，美国的几家大型商业航天企业均以售卖卫星图像数据或卫星通信运营为主营业务。2017年2月，数字地球公司被加拿大麦克唐纳·德特威勒联合公司（MDA）收购，一方面表明传统的单纯依靠售卖卫星图像数据的商业模式已经不能满足当前市场需求，另一方面表明新型商业航天公司构建的大规模遥感小卫星星座，通过低成本和高时间分辨率优势弥补了空间分辨率的不足，大幅蚕食了传统商业航天企业的市场份额。最具代表性的是一网公司创造的团结利益共同体、牵引全产业链发展的模式获得了巨大成功。该公司的投资方包括维珍航空公司（VS）、高通公司（Qualcomm）、空客防务与航天公司（ADS）、波音公司（Boeing）和可口可乐公司（Coca-cola）等国际知名企业。这些企业既拥有一网公司股权，也直接参与一网公司的各项业务发展。与一网公司类似，各类新型商业航天企业没有传统航天企业的历史包袱和体制惯性，有着更灵活的体制机制和更强的创新能力，因此能够在多个方面展现出有别于传统航天企业的生机和活力。

发展速度快

《保卫最高地》报告指出，20世纪90年代的商业航天企业很少实现预期目标，当前的许多技术在20年前大多仅处于构想阶段，但近20年来，商业航天呈指数规律增长。2002年成立的SpaceX公司在短短10多年时间内，率先在全球实现箭体垂直回收和回收箭体再次发射，成为世界商业航天甚至整个航天领域的引领者。2016年，该公司已占据全美新签发射合同的36%，2017年占据全美市场的62%、全球市场的20%，发展速度可见一斑。

近年来,商业航天快速发展的深层动力是其商业远景。与军事航天相对有限的发展容量不同，相关各方均十分看好商业航天的广阔前景。摩根·斯坦利预测，2040年全球太空工业产值将从当前的3500亿美元上升至11000亿美元以上。乐观的预期吸引了大量的投资。2017年，超过160位投资者进行了73项太空领域投资活动，金额超过25亿美元，2018年更达到创纪录的32亿美元。在丰裕投资的支持下，继SpaceX公司后，一网公司、行星实验室公司、火箭实验室公司、地图盒子公司（Mapbox）、凯米塔公司（Kymeta）等均有望成为商业航天界的“独角兽”企业。而这些快速发展的商业航天企业在不断壮大自身的同时，也在很大程度上重塑了美国航天的整体格局。

覆盖领域广

与20世纪美国商业航天仅涉足卫星发射、卫星遥感、卫星通信等传统业务领域截然不同，近年来，美国众多的初创航天公司业务范围涵盖了几乎所有细分的航天领域，呈现出“多点开花”的繁荣景象。在进入太空方面，商业航天涵盖了货运飞船、载人飞船、空间站、空间旅游等，如SpaceX公司的“龙”（Dragon）飞船、轨道-ATK公司的“天鹅座”（Cygnus）飞船正逐步实现对“国际空间站”的常态化货物补给；SpaceX公司的“载人龙”（Crew Dragon）飞船于2019年3月实现了与“国际空间站”的自主对接试验等。在利用太空方面，涵盖了各类小卫星星座、太空资源开发等。如行星实验室公司的“鸽群”（Flock）星座截至2019年4月已发射约370颗卫星。总的来看，当前美国商业航天公司所涉足的业务领域，多数已经或正在变为现实，少数如深空工业公司（DSI）提出的小行星采矿任务的实现则尚需时日。

3 商业航天的新发展契合了美军对航天系统的新需求

美国《国家航空战略》提出了该战略的“4个必要支柱”：转型为更加具有弹性的太空体系；强化威慑和作战选项；改善基础能力、结构与流程；培育有利的国内国际环境。当前，美国商业航天的发展在不同程度上契合了前3个支柱，而这3个支柱也在很大程度上体现了美军在太空领域的战略意图。

很好地契合了美军对航天系统“弹性”的需求

由于太空拥有物理高度带来的相对安全优势，美国长期将太空视作“避难所”，而非交战之地。在这一思想指导下，迄今为止，美国军方、情报界发射的各类卫星很少考虑遭遇直接威胁的可能性，这些卫星往往具有性能优、寿命长、价格高、数量少、发射慢的特点。另外，从提出需求到发射升空的采办流程十分漫长。美国军方、情报界的这些卫星虽然为美军在历次局部战争中取得胜利立下了汗马功劳，但近年来，美国各界大肆鼓吹其他国家的太空威胁，认为美军高度依赖于防护能力薄弱的少量卫星，存在很高的风险，必须改变军方、情报界卫星的这种发展模式。因此，当2013年8月美国空军航天司令部（AFSPC）在《弹性与分散式太空体系结构》白皮书中首次提出“弹性太空体系”概念后，“弹性”概念迅速被美国航天界接受。“弹性太空体系”的主要思想是将少量卫星具备的任务能力分散到更多卫星上，降低对单颗卫星的依赖度，提升体系的整体抗毁能力，以便在各种威胁情形下均能很好地完成任务使命，具体包括功能分解、节点分散、手段多样、冗余备份、主被动防护、伪装欺骗等6种途径。

2016年，美国空军航天司令部又提出了“航天体系愿景”（SEV）计划，并进一步提出了“弹性能力”概念，用于衡量太空系统能够在多大程度上应对各种已知威胁、反击未来威胁，并持续为联合部队提供太空力量。这一概念将取代过去的“功能有效性”概念，二者主要区别在于后者在设计卫星体系架构时并未考虑威胁因素。

曾经负责过航天发射任务的空军少将奈纳·阿马格洛对空军的目标愿景解释得更加简洁明确：“我们认为那将是更小的卫星，3～5年的设计寿命，可以更加快速地采购和实施技术更新，能够按照战术时间线来发射。”可以看出，当前商业航天发展的功能多样、总数庞大的低轨小卫星星座，以及可回收、重复使用运载火箭，很好地满足了功能分解、节点分散、手段多样、冗余备份等“弹性”需求，新的商业航天模式、快速发展的各类商业航天业务领域，也很好地满足了美国对军事航天手段多样的需求。

一定程度上契合了美军对太空威慑和作战的需求

首先是较好地满足了《国家航天战略》中“强化威慑选项”的需求。近年来，美国航天界对威慑理论的关注程度大幅提高。2010年，兰德公司（RAND）发布了《太空威慑与先发打击稳定性—一项初步评估》报告；2016年1月新美国安全中心发布了《从避难所到战场：美国太空防御与威慑战略框架》报告。2017年10月战略与国际研究中心发布《第二个太空时代的冲突升级与威慑》报告，逐步将冷战时期的太空威慑战略调整为针对当前形势的太空威慑理论：美军参谋长联席会议（JCS）2018年版《太空作战》条令也首次吸收了上述智库提出的“强加成本”“成本收益对等”等重要威慑思想；2019年3月，新美国安全中心发布《商业航天能力对威慑的影响》报告，提出商业航天力量的分散性、多样性特点，可以使对手无法达成其作战目的，从而在否定性威慑中发挥重要作用；商业航天力量也可以在惩罚性威慑中提供目标指示等间接支持。该报告首次深入探讨了商业航天力量在美国太空威慑战略中的地位作用，文中的部分思想未来有可能进入美国军事航天的理论与决策。就当前的商业航天力量来说，无论在技术水准、数量质量、业务门类上都具备了成为“强化威慑”重要选项的实力。

其次是部分地适应了《国家航天战略》中“强化作战选项”的需求。如对于美军当前较为关心的高超声速导弹探测问题，“天基红外系统”（SBIRS）这样的高轨导弹预警卫星探测能力十分有限，但低轨小卫星星座则由于距离地球表面近而具有明显的优势。虽然商业航天力量直接参与进攻性作战行动的可能性很低，但在侦察、预警等信息支援类军事活动中可以发挥较大作用。

SBIRS GEO－3飞行示意图

一定程度上契合了对美军基础能力、结构与流程的需求

长期以来，美国军事航天、情报界航天的采办问题就是美国航天界的老大难问题。近年来，前代理国防部长沙纳汉、国防部研究与工程副部长迈克·格里芬等高级官员更对美国军事航天（主要是空军航天）采办流程多次提出批评，认为空军偏爱“精致的”卫星，而这样的卫星采办流程漫长，动辄数年、十数年，且费用往往高达数亿美元以上。不过，近年来美国商业航天的繁荣发展让美国军事航天界看到了希望。一篇名为《随着航天“独角兽”企业兴旺发达，五角大楼商业航天选项得到拓宽》的文章指出，航天“独角兽”企业的不断涌现，对于国防部和空军的航天采办首脑们而言，无异于飘入他们耳朵的美妙音乐。因此，军方采办首脑们积极要求将商业航天创新技术引入军事航天系统。此外，空军采办、技术与后勤助理部长威尔·罗珀还曾考虑吸引商业航天数据分析公司来协助空军发展下一代“空间态势感知”（SSA）系统。空军甚至考虑将遥测、跟踪、太空交通管理等例行工作也交给商业航天公司。美军的这些诉求，既表明当前美国商业航天的发展适应了军事航天的需求，又体现了《国家航天战略》第3个支柱的要求：“我们将通过改良的态势感知、情报和采办流程来确保有效的太空军事行动。”

4 美军更加重视利用商业航天力量

商业航天客观上为军方培育、积蓄了技术与力量，历来为美军所重视。当前，商业航天的发展在许多方面走到了军事航天的前面，使得美军对商业航天的重视程度有了进一步的提高。

政策支持的力度更大

美国政府、国会及军方对商业航天的重视首先体现在政策层面。这在历届政府发布的《国家航天政策》及2001年拉姆斯菲尔德主导的航天委员会（NSC）报告等重要文献中均有明确体现。与之前相比，当前的特朗普政府及军方对商业航天的政策支持有着三方面的新特点。

一是强调发展军事航天、情报界航天、民用航天、商业航天之间更加紧密的关系。2017年12月发布的《国家安全战略》要求国家航天委员会制定一项集成所有航天部门的战略，以支持创新及美国在太空的领导地位。《国家航天战略》指出，要重视国家安全航天、商业航天和民用航天之间充满活力的、合作性的互动。2019年3月1日，历时25年的“改进型一次性运载火箭”（EELV）计划更名为“国家安全航天发射”（NSSL）计划，这是美国军方和情报界吸收商业航天力量发展运载火箭的重要步骤。有美国航天界人士表示，目前国防部与商业航天初创企业之间的亲密关系犹如“恋爱初期”。

二是更新、简化相关规章制度，减少商业航天发展的制度性障碍。2018年5月24日，特朗普总统发布的第2号航天政策指令《优化对太空商业利用的管理》在“为纳税人、投资者和私营产业将不确定性降到最低”精神指导下，从航天发射与再入、商业遥感等多个方面做出了减少约束、鼓励发展的规定。

三是首次明文提出保护商业航天。《国家安全战略》提出，“随着美国政府与美国商业航天力量合作以提高我们太空体系的弹性，我们也将考虑在需要的情况下将国家安全保护拓展至我们的私营部门伙伴”，首次明确表态将商业航天伙伴纳入“国家安全保护”范畴，体现了美国政府更加重视商业航天及将军事航天、情报界航天、民用航天与商业航天统筹兼顾、整体运用的新意图。

设立利用商业航天的机构

近年来，美国新成立了2个机构，对于推动商业航天的军事利用有着重大意义。

一是恢复国家航天委员会。该委员会成立于老布什政府时期，克林顿上台后削减了总统办事机构，委员会很快便进入一种没有实编、徒有虚名的空置状态。特朗普政府于2017年6月30日发布行政指令，恢复国家航天委员会，主要目的即为鼓励民用航天、国家安全航天与商业航天之间更加密切的协调、合作、技术与信息交换。而且，该委员会成立的用户顾问组将包含工业界代表，这是该委员会历史中没有过的情形。

DARPA旨在开发更具弹性的军用通信系统“黑杰克”计划

二是成立航天发展局（SDA）。受美国国防高级研究计划局（DARPA）“黑杰克”（BlackJack）项目成功的启发，格里芬强力推动成立了该局，以激发军事航天领域的创新，并将商业航天领域的新兴技术引入军方。由于对空军太空与导弹系统中心（SMC）失去信心，同时也为了更好地协调与导弹防御局（MDA）、国防高级研究计划局、战略能力办公室（SCO）、国防创新单元（DIU）等机构的关系，格里芬将航天发展局置于国防部长办公厅内自己的领导下，而非交给空军，并且将首任局长职位赋予给了有着丰富商业航天工作经验的弗雷德·肯尼迪。此外，还授予航天发展局一些特别的职权，以使该局能够绕过国防部标准采办流程，更快地购买、制造和部署军事航天系统。

组建航天业务联盟

2017年11月，美国空军出资扶持了一家名为太空企业联盟（SpEC）的组织，成员单位包括各类大小企业、非盈利组织和学术研究机构。相关单位在网上申请成员资格，并缴纳500美元以上的年费。成员单位将竞争军方提供的航天领域研发项目合同，主要是新概念研究或先进原型机研制等任务，业务范围涵盖了航天器、运载器、地面系统等各类航天系统软硬件项目。联盟的特别之处在于，虽然空军提供了项目资金，但并不直接参与联盟的管理与运行，而是以合同的形式将联盟的管理职责外包给先进技术国际公司（ATI）。该公司将努力吸引、保留联盟成员并为其提供指导，帮助他们组建团队、处理空军代表国防部提出的研发项目。

太空企业联盟这种形式受到了航天工业界的欢迎，联盟体量快速壮大，截至2018年10月，该联盟已经吸纳了大约200家成员单位，经费盘子也由起初的1亿美元提升至5亿美元。空军部长希瑟·威尔逊也赞同通过联盟来吸引那些往往不与美国政府打交道的初创企业、小型企业的做法，并表示“我们正在努力改变与工业界打交道的方式”，认为这样一来这些企业就可以专注于技术本身，而不必与审计部门周旋，也不必应付长达600页的合同。美国空军的主动求变获得了明显效果，同样的项目通过国防部传统采办流程往往需要数年时间，而通过联盟只需数月便可完成。

5 结束语

面对近年来迅猛发展的商业航天，美国政府和军方做出了许多努力来开发其军事价值，但《保卫最高地》报告仍然批评美国政府和军方自航天委员会报告至今，始终缺乏通盘的战略来吸纳商业航天的创新技术与能力，认为美国空军和国家侦察局（NRO）的采办流程、反应速度等都在妨碍对商业航天创新技术与能力的有效利用。美国智库的观点往往直白透彻、不留情面，偶尔甚至夸大其词，但这一批评毫无疑问也为美国军方指出了下一步的着力方向。