2024年兩會期間，政府工作報告提出大力推進(jìn)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)，加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，積極培育新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)，積極打造生物制造、商業(yè)航天、低空經(jīng)濟(jì)等新增長引擎。這是“商業(yè)航天”，首次被寫入政府工作報告中。
公開數(shù)據(jù)顯示，2023年，中國共完成26次商業(yè)發(fā)射(含拼車和搭載)，占中國全年發(fā)射的39%，商業(yè)發(fā)射次數(shù)與成功率顯著提高；研制發(fā)射120顆商業(yè)衛(wèi)星，占全年研制發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量的54%。
艾媒咨詢的報告稱，中國商業(yè)航天市場規(guī)模自2015年以來保持高速增長，2017年-2024年年均增長率保持在20%以上，預(yù)計2024年商業(yè)航天市場規(guī)模約達(dá)2.34萬億元。
“商業(yè)航天現(xiàn)在已經(jīng)從技術(shù)驗證階段逐步轉(zhuǎn)入商業(yè)驗證階段，基本都解決了航天技術(shù)難題，更關(guān)鍵要實現(xiàn)‘商業(yè)’。”運(yùn)載火箭設(shè)計制造公司東方空間副總裁彭昊旻曾表示，降低火箭發(fā)射成本是一個系統(tǒng)工程，需要通過在研制設(shè)計、火箭生產(chǎn)制造、流線轉(zhuǎn)運(yùn)、基礎(chǔ)設(shè)施等方面進(jìn)行全方位的考慮優(yōu)化。
而在所有環(huán)節(jié)中，火箭可回收技術(shù)的應(yīng)用則是最關(guān)鍵的突破口。根據(jù)Center for Strategic and international Studies 統(tǒng)計，已實現(xiàn)火箭可回收的SpaceX，其火箭發(fā)射成本對比俄羅斯聯(lián)盟號實現(xiàn)了97%的下降。
談及火箭可回收技術(shù)，SpaceX是一家繞不開的公司。
2015 年，SpaceX實現(xiàn)獵鷹 9 號一級助推器的首次垂直著陸，標(biāo)志著火箭回收技術(shù)的成功。在此之后，獵鷹 9 號成為SpaceX的主力運(yùn)載火箭。SpaceX官網(wǎng)顯示，截至目前，獵鷹9號共發(fā)射了306次，著陸264次，重復(fù)飛行次數(shù)237次。
獵鷹 9 號的主體由一級助推器與二級助推器組成，一級助推器包括 9 個梅林發(fā)動機(jī)，二級助推器包括 1 臺發(fā)動機(jī)，全新火箭成本約為5000萬美元左右。而回收一級助推器和整流罩后，復(fù)用火箭的單次發(fā)射成本僅為1500萬美元。
單次發(fā)射成本的降低，就意味著獵鷹 9 號能夠以更低的荷載價格，拿到更多的商業(yè)訂單。以發(fā)射到近地球軌道為參照，SpaceX獵鷹9號的荷載價格為3000多美元/公斤（約合人民幣2.1萬元）。2023年，SpaceX全年發(fā)射了1200噸有效載荷入軌，占全球商業(yè)火箭發(fā)射80%的份額。
來源：SpaceX官網(wǎng)
而除了降低發(fā)射成本，可回收技術(shù)還有一層更重大的意義——有利于更快速地進(jìn)行產(chǎn)品迭代。
與大多數(shù)產(chǎn)品回收后價值降低的邏輯不同，回收后的火箭可以說比全新的火箭更有價值。成功返回地面的火箭記錄了飛行前最完整的數(shù)據(jù)，這對于火箭設(shè)計改良、算法優(yōu)化來說具有重要意義，可以借此提高火箭發(fā)射和回收的成功率。也正因此，被重復(fù)利用的“獵鷹9號”，也是目前可靠性最高的火箭之一。
在國內(nèi)，商業(yè)航天公司也在展開對火箭可回收技術(shù)的開發(fā)。
“公司計劃在2025年底，發(fā)射能夠成功入軌并可回收的火箭雙曲線三號，如果能夠成功，就相當(dāng)于達(dá)到了SpaceX在2015年時的水平。”
星際榮耀液體火箭總設(shè)計師季海波對媒體表示，可重復(fù)回收的火箭是所有商業(yè)火箭公司必須掌握的技術(shù)和產(chǎn)品，只有擁有這一產(chǎn)品，才能降低成本。只有攻破這一難關(guān)、達(dá)到這一目標(biāo)，再往后，我們和SpaceX的差距才會逐步減少。
除此之外，天兵科技計劃在2024年發(fā)射對標(biāo)SpaceX獵鷹九號的天龍三號液氧煤油火箭，藍(lán)箭航天也表示將在2025年發(fā)射可回收液體火箭。
值得注意的是，完成全球最大固體運(yùn)載火箭首飛任務(wù)后，東方空間也在同步研發(fā)“引力二號”中大型可回收液體運(yùn)載火箭。東方空間稱，再用兩年時間攻克可回收技術(shù)，進(jìn)一步提升火箭運(yùn)載能力至15-20噸，發(fā)射成本將降低至SpaceX水平。
隨著火箭可回收技術(shù)的發(fā)展，更大規(guī)模的衛(wèi)星發(fā)射也將成為可能，這也是下一代互聯(lián)模型——衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)誕生的基礎(chǔ)。
據(jù)聯(lián)合國數(shù)據(jù)顯示，全球超過70%的地理空間缺乏鋪設(shè)傳統(tǒng)地面骨干網(wǎng)絡(luò)的條件，例如海洋、沙漠、偏僻的山區(qū)等，因此手機(jī)移動網(wǎng)絡(luò)和光纖寬帶難以覆蓋。
而衛(wèi)星通信利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)或發(fā)射無線電波，可以實現(xiàn)兩個或多個地球站之間或地球站與航天器之間通信的一種通信手段。因為覆蓋面大、部署快，而且不受地面情況的影響，所以衛(wèi)星通信一直都被認(rèn)為是特殊地理位置和特殊場合的唯一通信手段。
中國電信副總經(jīng)理夏冰在2023中國無線電大會上也曾表示，中國電信與華為聯(lián)合推出全球首款支持衛(wèi)星通話的大眾智能手機(jī)，引起了強(qiáng)烈的社會反響，這將進(jìn)一步加強(qiáng)衛(wèi)星頻譜資源在民用領(lǐng)域的應(yīng)用。同時，面向6G網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)需求，6G下一步必將和衛(wèi)星通信及衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，構(gòu)建天地一體化融合網(wǎng)絡(luò)。
衛(wèi)星通信系統(tǒng)，可分為低軌通信衛(wèi)星(LEO)、中軌通信衛(wèi)星(MEO)和高軌地球同步通信衛(wèi)星(GEO)。對于高軌通信衛(wèi)星系統(tǒng)來說，其技術(shù)最為成熟，壽命長、單星容量也大。但是，缺點也很明顯，由于距離地面距離過長，導(dǎo)致其傳輸延時大，終端功耗高，覆蓋范圍有限。對比之下，低軌通信衛(wèi)星在功耗、覆蓋和延時上的優(yōu)勢，可擴(kuò)展性也更強(qiáng)，也是被認(rèn)為直連衛(wèi)星上網(wǎng)的最優(yōu)方案。
根據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）的規(guī)定，衛(wèi)星的頻率及軌道使用權(quán)采用“先登先占”的競爭方式來獲取。截至2023年2月，星鏈工程在軌衛(wèi)星數(shù)量超過3500顆。同時，SpaceX還提出了第二代星鏈計劃，該計劃將依托SpaceX星艦發(fā)射并構(gòu)成數(shù)量達(dá)29988顆衛(wèi)星的衛(wèi)星星座。
2020年9月，中國以星網(wǎng)公司向ITU提交GW星座計劃，共計發(fā)射衛(wèi)星數(shù)12992顆，組建中國版衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)；另一個由垣信等衛(wèi)星公司牽頭的“G60星鏈”計劃。G60星鏈計劃未來將實現(xiàn)12000多顆衛(wèi)星的組網(wǎng)，其中一期的1296顆將于2024-2027年實施完畢，而2025年底前完成648顆GEN1衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)，2026-2027年完成后續(xù)648顆GEN2衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)。
根據(jù)SIA 數(shù)據(jù)顯示，中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模預(yù)計將從 2021 年的 292 億元增長至 2025 年達(dá)到447 億元，2021-2025 年 CAGR（復(fù)合增長率） 為 11.18%。
（本文首發(fā)鈦媒體App，作者 | 饒翔宇 編輯 | 鐘毅）
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