从北京“飞”向宇宙
2021-05-11王永生
王永生
4月24日是中国航天日,这是为了纪念中国航天事业成就,发扬中国航天精神而设立的纪念日。2021年4月24日是中国第六个“中国航天日”,主题是“扬帆起航逐梦九天”,号召社会各界在新时代再启新征程,追逐梦想,勇于探索,争做新时代的追梦人,加快推动航天事业发展,为航天强国建设贡献更多的智慧和力量。
飞天揽月、遨游太空,自2016年将4月24日设立为中国航天日以来,中国航天日已成为社会公众每年一次与航天近距离接触、互动交流的“嘉年华”,成为公众和世界了解中国航天的一个窗口。
发射火箭,将卫星送入太空,发展卫星网络,北京的航天新势力逐渐形成,这些高科技产业近几年也逐渐走向民间。北京几家成立只有三五年的企业,陆续将中国第一枚民营商业火箭、中国第一枚进入500公里太阳同步轨道的民营商业火箭送上太空。在海淀中关村科学城,相继诞生中国首颗走通研制、发射、测控和应用全流程的民营卫星和首颗通信总容量达到48Gbps的低轨宽带通信卫星。南边造火箭、北边造卫星,航天新势力正在从北京“飞”向宇宙。
“南箭北星”正崛起
近年来,受国家政策开放利好,众多商业航天、卫星网络企业陆续成立,资本市场热度高涨,特别是处于产业链前端的部分商业火箭、商业卫星企业备受关注。在北京,“南箭北星”的卫星网络产业布局已基本形成。
2020年6月,《北京市加快新型基础设施建设行动方案(2020-2022年)》提出,推动卫星互联网技术创新、生态构建、运营服务、应用开发等,推进央企和北京创新型企业协同发展,探索财政支持发射保险补贴政策,围绕星箭总装集成、核心部件制造等环节,构建覆盖火箭、卫星、地面终端、应用服務的商业航天产业生态,优化和稳定“南箭北星”空间布局。
今年1月,为进一步快速培育壮大卫星网络新业态,鼓励商业航天企业在京发展,北京市经信局联合市发改委、市科委等 26 个市级单位和相关区政府,共同编制了《北京市支持卫星网络产业发展的若干措施》(以下简称《措施》),明确了“南箭北星”产业布局,创新了财政支持方式,实施保费补贴和政府基金收益让渡,引导社会力量支持产业创新和发展。
何为“南箭北星”?在大兴区、经开区建设商业航天产业基地以及商业火箭创新中心,做强“南箭”;在海淀区建设商业卫星产业基地和星座运控、运营平台,做强“北星”;丰台区将发挥央企、军工优势,承接溢出项目,其他各区错位发展,形成协作互补。
在产业发展和创新方向方面,《措施》指出,要推进卫星网络全产业链发展,重点发展商业火箭、卫星、地面终端和运营服务等关键产业环节,同时与 5G 通讯、电子信息、车联网等产业协同发展,在交通物流、航空航海、石油电力等领域,以及防灾减灾、水务监测等城市管理方面加强应用。
在协同发展方面,要实施空间共享和突出京津冀协同。北京市经信局相关负责人对此表示,在相似类型的项目入驻时,适当调整项目评价考核标准,本着避免重复建设的原则,鼓励先入园的企业考虑后续入园企业的使用需求,对火箭、卫星总装集成测试厂房等设施开放共享。此外,还要完善和丰富京津冀区域内全产业链布局。
目前,国内从事卫星网络产业的机构约200家,北京市约90家。北京市经信局相关负责人表示,在取得一些科研成果的同时,也应看到存在的差距。民营企业从事火箭、卫星研制,大都处于创新发展的初期,距离大规模产业化、批量化生产还有一段路要走。下一步在抓好措施落实的同时,将进一步研判产业发展重点,加强有针对性的战略布局。
国电高科天启物联网星座(示意图)
民营的火箭、卫星企业面对高额投资、投资回报期长的发展难题,在创新财政支持方式上,一方面,实施商业航天发射保费补贴,对在京从事商业火箭、卫星研发、生产、发射经营的企业,给予商业航天发射保费 50% 的补贴。“这一政策在全国属首次,目前已对2020年度的5家企业、8个项目给予近300万元的商业航天发射保险贴费。”北京市经信局相关负责人说。
另一方面,实施政府基金收益让渡,在市级引导基金设立的卫星网络子基金清算时,按政府出资超额收益的 10% 至 20%,奖励基金管理团队。同时,也支持社会机构合作设立卫星网络、商业航天领域的子基金,再通过子基金对符合要求的项目进行股权投资。
《措施》提出,到“十四五”末,要构建具有引领性的卫星网络星座和运营平台,形成卫星网络标准体系,拓展一批卫星网络重大应用场景,打造覆盖火箭、卫星、地面终端、运营服务及核心软硬件、系统运控的卫星网络全产业链。
火箭在亦庄起飞
“南箭”特指大兴区、经开区建设商业航天产业基地以及商业火箭创新中心。经开区地盛南街9号,是中国民营商业航天史上首枚成功发射并高精度入轨的运载火箭“双曲线一号遥一长安欧尚号”的诞生地,经开区企业星际荣耀在此实现了中国民营运载火箭零的突破。离地盛南街9号不远,位于荣华南路中航技广场的星河动力团队研发的“谷神星一号”固体运载火箭也已于2020年11月7日完成了成功首飞,系我国第二枚成功入轨的民营火箭,也是中国第一枚进入500公里太阳同步轨道的民营商业火箭。
“一枚火箭发射前,就需要对它的‘大脑进行无数次测试。”星河动力电气技术部副部长程越巍掌管这套乱如麻、多如星的控制系统。基地墙上,“大干一百天”五个大字格外醒目,发射成功后,这个标语一直没被摘下,程越巍想用它继续激励自己和团队。如今,公司研制的第二枚火箭发射已提上日程。
银河航天首发星
从地盛南街到荣华南路,像星际荣耀、星河动力这样的商业航天企业正密集扎根,形成了亦庄的“火箭街区”。经开区相关负责人介绍,开发区的商业航天产业已经具备了较强的产业综合实力,并初步形成了产业生态。未来,亦庄也将重点吸引航天产业链上下游企业入区落地,将形成百亿规模产值的航天产业集群。
早在1998年,经开区便迎来航天“国家队”的代表之一长征火箭落户;2012年,又迎来国内首家民营运载火箭研发企业。2019以来,这些企业开始收获属于自己的科技成果:凌空天行的“天行Ⅰ-1”火箭完成首次飞行试验,圆满完成试验载荷任务;蓝箭航天自主研发的国内首台80吨级液氧甲烷火箭发动机20秒试车成功;零壹空间自主研发的300N双组元姿控发动机热试车取得成功;翎客航天进行第三次火箭发射及回收试验,火箭飞行高度达到300.2米,回收落地精度7厘米。
如今,经开区该领域的产业涵盖运载火箭、卫星、载荷研制等各个领域。以运载火箭为例,不仅有像“长征火箭”这样的顶尖的“国家队”代表,民营火箭头部企业也实力雄厚,全国火箭十强多数来自经开区。已经初步形成了集上游研发设计、中游生产制造、下游航空航天应用和市场服务的产业链条。
为什么造火箭的人都到了经开区?在北京蓝箭空间科技有限公司创始人、CEO张昌武看来,过去的60年,在我国航天产业发展过程中,体制内形成了一套完整的供应链体系。而航天产业链并不是外界印象中的封闭而又神秘,它和很多民间工业,比如航空、船舶或其它的重工业有诸多交集,而经开区在产业链方面有着得天独厚的优势。同时在人才方面、金融方面也有很好的优势。
资本市场上,经开区的火箭企业也颇受青睐。2020年,先是星际荣耀宣布完成11.925亿元人民币B轮融资,蓝箭航天紧接着又宣布完成12亿元人民币C+轮融资。半个月时间,两家企业先后创下单笔融资纪录,此前,经开区其他民营航天企业也都纷纷获得资本青睐,充裕的资金支持加速了区内民营航天产业攀向新高度,为经开区“南箭”布局注入澎拜动力,构建飞天场景。
未来,经开区将继续加大对商业航天产业发展的支持。未来将重点吸引航天产业链上下游企业入区落地,形成百亿元规模产值的航天产业集群,搭建行业研发平台、生产基地,与开发区主导产业发展应用领域密切结合,形成涵盖从总体设计研发、到关键技术部件开发、生产制造的一条完整产业链。
就在今年的航天日前夕,北京“南箭北星”布局再落一子,北京商业航天产业基地正式揭牌。16家企业在首届北京商业航天发展大会上签订意向合作协议。基地位于大兴区安定镇,紧邻京台高速公路,距大兴国际机场12公里,总面积约600亩。基地将围绕商业火箭研发、关键零部件、系统集成以及卫星互联网示范应用等领域,汇聚卫星应用、信息技术、航天材料和先进能源、航天特种技术应用等配套企业,形成全产业链布局发展。同时,建立商业航天企业孵化、共享、创新平台,营造航天产业节约集约、协同共享、创新发展的良好生态。
入驻基地的企业可享受国家、市级、中关村及大兴区“1+N”系列政策,涉及人才、科技、高精尖、金融、上市、互联网等方面。同时,大兴区对标市级支持卫星网络产业发展的政策,将研究出台商业航天专项支持政策,设立产业发展基金,加速航天产业和人才集聚。
北京市政府副秘书长张劲松在会上表示:“商业航天是国家重点发展的新兴产业,技术资本密集、产业融合度高、辐射带动强,正迎来高速发展的关键机遇期,与人工智能、大数据、互联网等行业相互融合,加速迭代,将培育出潜力巨大的产业集群。”
盘古智库高级研究员江瀚接受媒体采访时说,“当前,整个世界对于商业航天或航空技术都比较看重,商业航天的发展也成为很多地方抢夺的目标。作为高新技术企业和高校的聚集地,北京聚焦商业航天的发展无疑具有自己的优势,政策和资金等正是其多元优势的体现”。
目前,大兴区已将航天产业纳入全区“十四五”发展规划,力争将产业基地打造成商业航天领域百亿级特色园区、北京高端制造业标杆园区以及全国商业航天产业特色示范基地。
星谷空间规划
2021年,大兴区在产业基地的基础上,形成商业火箭研发等全产业链布局发展,并将研究出台商业航天专项支持政策。
卫星在海淀逐梦
海淀是中国航天事业的发源地,全国一半以上的航天领域院士及专家,航天科技、科工等国家队领军企业和科研机构在这里聚集。特别是在中关村科学城北区,以航天城为核心,集聚了航天五院等科研机构和北斗星通、四维图新、航天恒星、航天宏图、华力创通、银河航天、干乘探索、微纳星空、航天驭星等一批创新型企业,形成了涵盖卫星研制、地面站与终端设备、卫星测控、卫星运营、“通导遥”应用全产业链生态。
海淀区卫星互联网产业涵盖了除火箭发射外的大部分产业环节,主要集中在航天器及关键部件研制、航天器测控运营、通导遥应用等。根据北京市高精尖产业整体布局,海淀区在中关村科学城规划建设空天产业聚集区——“星谷”,打造千亿级产业集群。
2020年9月,中关村论坛发布会上,海淀区副区长、中关村科学城管委会副主任林剑华正式发布了中关村科学城“星谷”建设项目。中关村科学城管委会相关负责人接受《中关村》杂志采访介绍了海淀卫星互联网产业发展基本情况。一是加速产业空间布局,以中关村科学城北区永丰产业基地、翠湖科技园为核心区域,与南区知春路、永定路沿线形成创新资源的互动,建设近百万平方米的空天产业聚集区,现已有北斗星通、四维图新等一批龙头企业。同时,在中关村壹号和星谷创新园6万余平米开展试点,有微纳星空、未来宇航、遨天科技等30余家企业入驻或意向入驻。进一步拓展“星谷”的物理空間,在中关村科学城北区打造空天无人研究院、中科院空天信息产业基地等重大项目平台,引入航天宏图等一批龙头企业在北区布局,进一步扩充产业生态。
二是打造多领域、多业态融合发展的产业生态。卫星研制及运控服务方面,重点布局卫星数字化设计、卫星及关键零部件研制、卫星测运控服务等产业链核心环节。精航伟泰、世冠金洋等企业专注于卫星和轨道数字化仿真设计,服务遍及航天央企和商业企业。微纳星空等多家企业已建立自己的卫星生产能力,并积极拓展海外市场。遨天科技掌握国际领先的电推进技术,和德宇航、国科天成等企业参与国家项目配套。航天驭星、天链等企业在全球布局测控站,商业测控服务遍布全国。
卫星通信及应用方面,聚焦高通量低轨卫星互联网建设,支持窄带卫星通信商业化应用。银河航天是卫星互联网领域的第一只独角兽,入围国家某重大项目。飞天联合推出国产机载卫星通信终端,在青岛航空飞机上实现应用。最终前沿推出国内首个卫星射频通信芯片,华镁钛研发出國内领先的液晶相控阵天线。国电高科的“天启”物联网有10颗卫星星座在轨,已开展商业化服务。在卫星遥感及数据分析方面,继续做强遥感数据分析服务产业,加强商业化遥感卫星星座建设。航天宏图是首批科创板上市企业中唯一一家遥感应用企业,佳格天地将人工智能技术引入遥感影像分析,为政府决策、农业生产提供服务。千乘探索建设“遥通融合”低轨星座,为客户打造定制化应用。
千乘探索卫星
北斗及导航定位服务方面,继续保持产业领军地位,积极拓展应用服务。海淀区在北斗及导航领域多年的发展和积淀,已培养出北斗星通、四维图新、华力创通等行业领军企业,在高精度导航定位芯片、车载导航服务、导航终端模组等领域取得了丰厚的成绩。其中北斗星通研发的22nm芯片,代表了国内卫星导航芯片的最高水平,在智能驾驶、无人机等领域有广阔的应用需求。
2019年8月17日中午12点11分40秒,被海淀区政府冠名“海创千乘”的“千乘一号01星”,“海”意为海淀,“创”意为双创,搭乘“捷龙一号”火箭顺利发射升空。552秒后,卫星与火箭成功分离,“海创千乘”被送入540公里高度的太阳同步轨道。当晚9点21分与10点54分,千乘探索的两座测控站先后捕捉到卫星过境,收到的遥测数据显示,卫星运行一切正常。对中国航天来说,这颗卫星是民营商业航天喷薄式发展的一个注脚。
作为千乘探索公司推进“遥感+”(遥感+通信+导航)空间信息融合应用体系的首秀,该星历时14个月完成研制,整星重量65公斤,取得30余项自主知识产权,完成10余项技术创新及工程落地。该卫星是我国民营卫星创业公司迄今为止自主研发的规模最大的一颗卫星,也是第一颗同时具备遥感和地球探测功能的业务卫星,是千乘探索公司推进“遥感+”(遥感+通信+导航)空间信息融合应用体系的首秀。这颗卫星在商业航天创业公司领域创造了两个第一。其中,该卫星整星重量达65公斤,是创业公司研发的最大卫星。重量大意味着什么?目前民营航天领域,发射的卫星数量越来越多,但很多小卫星准确的定位是纳卫星,重量只有几公斤,上天起到的更多是试验、教育、营销等概念作用,而重量大的卫星将具有实际业务服务功能,是“上天干活儿”的,也被称为“业务卫星”。功能上,“海创千乘”号可同时承担遥感和窄带通信业务,既可以传回图象,也可以实现物联网信息传输,这在创业公司中也是首次。
千乘探索成立于2017年,是依托海淀区“两新两高”战略和中关村高科技企业培育扶持体系孵化出的创新创业企业代表之一。千乘探索主要聚焦卫星研制与地球空间信息服务,以卫星遥感服务为基础,有机结合低轨卫星通信互联、物联网服务及北斗导航服务,为大众提供定制化、可快速响应的空间信息服务等。通过近四年的发展,在国内民营商业航天公司中率先完成了“遥通融合卫星+地面站+指挥控制中心+数据处理中心”的天地系统全产业链落地布局,实现了技术产品和商业模式双闭环,正在加速迈入规模化发展快车道。如今,千乘探索已成长为国家高新技术企业,2020年入选为中国科创企业百强。
2020年12月17日凌晨,嫦娥五号返回舱顺利落地,实现了我国首次月球采样返回任务。与众多航天人一样,中关村科学城民营航天企业和德宇航副总裁陈冲振奋无比。尤为自豪的是,他所在的团队,在嫦娥五号的核心关键环节之一月面钻取式采样中提供了钻月电机产品。千乘探索、德宇航等众多企业是海淀区的缩影。如今,中关村科学城北区,创新型民营航天企业已在此生根发芽,开花结果。
下一步,海淀将密切对接国家层面在空天领域的重大部署加快实施“星谷”的发展规划。“十四五”期间,大力发展通信卫星、导航卫星、遥感卫星产业,培育一批龙头企业。“我们正在搭建卫星制造涉及到的设计、测试、遥控等产业服务平台,助推企业快速成长,形成强有力的产业服务能力,打造多领域、多业态融合发展的卫星互联网产业生态,”中关村科学城管委会相关负责人表示。
商业航天未来可期
近年来,随着航天技术的不断发展和航天产业规模的日益扩大,商业航天快速发展,以商业运载火箭、低轨互联网星座、亚轨道旅游、商业遥感等为代表的商业航天各领域得到迅速推进,航天产业呈现新的发展态势。
受国家政策开放利好,近年来众多商业航天、卫星网络企业纷纷成立,特别是处于产业链前端的部分商业火箭、商业卫星企业备受关注。据了解,目前我国已有4家民营火箭企业实施发射,多家企业开始实施自己的星座计划。
据北京未来宇航空间技术研究院2020年11月发布的《2019中国商业航天产业投资报告》,到2019年年底,国内已注册的商业航天领域公司194家,较2018年增加37.6%。国内商业航天企业以民营企业为主,民营航天企业共176家,占国内已注册的商业航天公司的90.72%。英诺天使基金合伙人卢健接受记者采访时表示,我国商业航天正迎来巨大发展机遇,2019年至2024年,中国商业航天市场规模年复合增长率将达23.5%。预计到2024年,商业航天市场规模将达到2.4万亿。
发射火箭,将一颗颗卫星送入太空轨道,利用太空特殊环境,进行各项前端科研试验,并将科研成果应用于经济生产和商业生活,这些原本由国家层面主导的高精尖领域,如今已逐渐向民间资本开放。北京“南箭北星”布局中的多家卫星、火箭企业都是姓“民”。“民营商业航天具有灵活、高效的优势,对我国加速低轨宽带卫星互联网建设具有重要战略意义。”银河航天相关负责人举例,首发星的研制过程中进行了大量低成本和批产化尝试,如模块化设计、定制化接口芯片、工业化生产加工,大大降低了研制成本、缩短了研制周期。
2014年11月,国务院出台了《关于创新重点领域投融資机制鼓励社会投资的指导意见》,首次提出鼓励民间资本参与国家民用空间基础设施建设,完善民用遥感卫星数据政策,加强政府采购服务,鼓励民间资本研制、发射和运营商业遥感卫星,提供市场化、专业化服务,引导民间资本参与卫星导航地面应用系统建设。自该《指导意见》出炉,商业航天政策门槛逐渐被打破。
2015年,《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》出台,明确提出鼓励民营企业发展商业航天,2015年也因之被称作“中国商业航天元年”。
公开数据显示,自2015年以来,投资商业航天的机构数目已从2015年的24家增至2018年的90家。社会资本的注入,为中国的商业航天发展提供了更多资金支持,与此同时,商业航天的应用领域也在不断扩大。
传统的航天应用以卫星为主,包括通信、导航、遥感、科研四大方向。随着商业航天的兴起,产生了新的方向,在卫星通信领域出现了卫星互联网,以及太空旅行、太空采矿、深空探测等。更长期的如建设太空基地等,也被列入了未来可能的发展方向。
中金公司研究部预测,全球航天经济到2030年将达到近6000亿美元,细分主要包括火箭发射服务、卫星遥感服务、卫星制造服务、卫星宽带及互联网服务等。国泰君安证券相关研究测算,未来10年,国内低轨卫星系统中,卫星规模有望达到3000至6000颗的水平。2030年,中国卫星互联网总体市场可达到千亿规模。除了要有高可靠、低成本的新一代可重复使用商业运载火箭,更要有规模化的卫星制造能力。
随着“太空经济”在国内外迎来关键机遇期,社会资本如何更好地参与商业航天竞争也成为首先要解决的问题。在北京,一批支持卫星互联网产业发展的政策措施正在一一落地,帮助企业破解难题。在企业格外关心的完善投融资机制方面,也开出了基金支持、资金支持、融资支持、保险贴费等四道“药方”。同时,还将以2022年冬奥会为重大应用场景,推广卫星网络先进技术。
从北京到全国,我国首个商业航天发射中心确定落户浙江宁波,建成后将实现年发射规模100发,是目前我国航天年发射次数的2.5倍,而其航天配套产业规模更将达到千亿。不单是宁波,山东威海也正着力打造“东方航天港”,目标是成为我国最大的海上航天发射中心。就在近日,陕西铜川编制完成了《铜川高新技术产业开发区航天城片区控制性详细规划方案》《铜川商业航天产业编制规划》《铜川市“十四五”军民融合深度发展规划》,坚持创新引领,初步形成了航天科技产业发展园区、商业航天测控网、航天科技产业孵化园、火箭总装总测试验基地、液体火箭试车基地、国家级航天产品检验检测基地、航天科工210所装备检测基地、卫星数据应用产业园等共同发展的航天科技产业新格局,助推铜川产业转型发展和经济社会的高质量发展。
盘古智库高级研究员江瀚表示,对于整个航天事业的发展来说,商业化发展有助于集中更多的资本,有更多的市场发展空间。
党的十九大报告明确提出了建设科技强国、质量强国、航天强国的战略目标。从成果和产品的技术水平来说,我国目前已进入航天大国的行列,“十四五”时期,我国将继续向航天强国稳步迈进。众诚智库研究指出,“十四五”时期,我国商业航天将取得产业化突破。卫星制造、应用和服务实现规模化发展,带动商业运载火箭产业崛起。民用卫星数量将呈爆发式增长,卫星服务能力在通讯、导航、遥感等领域将飞跃式提升,应用领域将不断拓展和深化;高可靠、低成本、便捷型运载火箭将不断取得技术突破和产业化发展。商业航天领域将形成卫星研制、火箭研制、发射、地面接收、数据分析、航天服务等全产业链协同发展格局。
1999年11月20日6时30分,我国第一艘载人航天试验飞船“神舟”号,在中国酒泉卫星发射中心新建成的航天发射场发射升空,如今已过去二十余载。二十余年来,中国人的航天梦想从未停歇。神舟升空,嫦娥探月,天宫登顶,千年梦想一一实现,中国航天事业正在凝心聚力攀登科技高峰,探索未来,为造福人类作奉献。站在收官“十三五”、启航“十四五”的重要节点,中国航天将一如既往地不断向前,商业航天也已进入发展快车道,未来可期,未来可待,未来已来!