摘要:在浩瀚的宇宙中,人类从未停止过对未知的渴望和探索。仰望星空,梦想星辰大海,这种探索精神推动了人类文明的进步。探索宇宙不仅是对人类好奇心的满足,更是对资源、知识、技术和生存空间的拓展。商业航天的兴起,既有人类的探索精神,也是现实需求与航天技术发展的结果。正如大航
前言
在浩瀚的宇宙中,人类从未停止过对未知的渴望和探索。仰望星空,梦想星辰大海,这种探索精神推动了人类文明的进步。探索宇宙不仅是对人类好奇心的满足,更是对资源、知识、技术和生存空间的拓展。商业航天的兴起,既有人类的探索精神,也是现实需求与航天技术发展的结果。正如大航海时代为欧洲国家带来了前所未有的发展机遇,商业航天时代也为中国提供了一个全新的发展平台。近年来,商业航天相关产业受到各级政府的高度重视,党中央及各部委陆续出台了《关于促进商业运载火箭规范有序发展的通知》,《关于“十四五”民用航天技术预先研究项目指南(第二批)发布的通告》,同时也被首次写入政府工作报告,商业航天作为“新质生产力”的典型代表,不仅是建设航天强国的重要组成部分,更是推动社会经济高质量发展的新增长引擎之一,作为关注早期硬科技领域的VC机构,我觉得多少也有必要来持续进行研究,商业航天是否进入到一个更大突破更高速发展的阶段,推动新一轮的技术进步,成为新的发展机遇,这个也是我们想要探讨和关注的。
商业航天涉及的内容较为广阔,因此我将分上下两篇对商业航天产业的起源、进展、产业链关键技术及市场情况进行讨论,那上篇就让我先从总体出发。
一、商业航天概述
首先我们要明确什么是商业航天,商业航天是以市场规则配置资源要素为主导,具有商业盈利模式的航天活动及商业行为,其与军用航天、民用航天并列构成航天工业,核心在于通过商业化的方式,降低航天活动的成本,提高效率,激发更多的创新,使得更多的国家和组织能够参与到太空探索和利用中。当前,商业航天主要包括运载火箭、人造卫星、载人航天、深空探测以及空间站五大方向,现有市场以人造卫星和运载火箭及其衍生服务为主,而未来随着火箭发射成本的降低、运载的稳定性及能力的提升,将打破以卫星为主的通信、导航、遥感、科研等航天应用场景衍生出卫星互联网、太空旅行、太空采矿、深空探索、太空清理等全新的应用方向。
正如商业航天的定义,以市场为主导,具有商业盈利模式,这里的商业盈利模式就显得格外重要,这也就意味着无论是技术还是资金的投入,最终都一定要转化为商业价值,形成可持续闭环的商业模式,商业航天才可以长远的发展。2023年,马斯克公开表示,Space X已实现现金流平衡,星链的卫星宽带通信服务也已经在105个国家和地区提供服务,证明商业航天的可行性,Space X也作可为行业范本,其“成功”经验(技术创新、成本控制、市场化运作、国际合作等)对中国商业航天的玩家都具有重要的借鉴意义。
Space X商业火箭图
图片来源:网络
Starlink和卫星宽带示意图
图片来源:CNDS
Starlink路由器宣传图
图片来源:Starlink官网
二、商业航天的起源
商业化是航天产业发展必然趋势,商业航天的兴起实质是整个航天市场在发展到一定成熟度后开始产生细分领域的一个里程碑,世界航天的发展可以分为三个阶段:
第一阶段:大国竞争推动技术积累。
20世纪美苏冷战时期,美苏之间进行了激烈的太空竞赛,双方均投入了巨额资源,期间也推动了火箭发射、导弹制造、太空通讯乃至新型材料等先进航空技术迅速发展,为商业航天发展奠定了坚实的基础。由于航空航天其高风险和高成本的特性,传统航天往往会采取比较保守的技术,以保证其较高的可靠性。同时,传统航天主要是由政府投资,旨在实现国家战略相关的太空活动,构成了传统航天在管理、效率、成本和技术等方面的发展瓶颈。随着冷战的逐步减弱及结束,航天活动的商业属性日益展现。1980年,世界第一家商业航天发射服务公司欧洲阿里安空间公司成立,拉开了商业航天序幕,但由于技术的限制以及商业运营不成熟的影响,例如卫通行业的摩托罗拉的铱星计划(手机缺乏、销售力量不足、价格昂贵),比尔航天公司开发的BA-1和BA-2火箭(火箭成本、发射成本昂贵)均面临商业运营问题,保留着浓厚的传统航天特色,生存极度依赖政府和军方的订单,商业性不强。
冷战时期宣传图
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人类的第一颗卫星
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第二阶段:新世纪新技术推动商业航天迅猛发展。
随着21世纪的到来,电子信息、先进材料、先进制造以及航空航天工业的迅猛发展为商业航天的转型和进步提供了强劲的推动力。2002年,美国的Space X和Blue Origin的成立标志着商业航天新纪元的开启。2015年,Space X实现了猎鹰9号火箭的首次海上回收,这标志着火箭可重复使用时代的开启,发射成本的降低也带来了卫星发射市场迎来了爆炸性增长,Planet Labs、OneWeb等公司通过部署大量小型卫星网络,提供地球观测和全球通信服务,促进了卫星发射应用的多元化和商业化发展。
SpaceX回收火箭助推器成功推文
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第三阶段:新的应用探索阶段。
近年来,由于不再限于政府投入,商业航天的商业、市场属性吸引了大量社会资本,推动技术持续进步,也不断拓展新的应用领域,除卫星互联网外,也提出太空旅行、空间站建设与载人航天、太空采矿、深空探测、商业空间站等更多新领域的构想。
中国航天的发展历程距今也走过了六七十年的历程,1970年4月24日,在酒泉卫星发射中心用长征一号火箭发射东方红一号卫星,是长征系列运载的第一次发射,拉开了中国航天的序幕,至今航天发射保持高增长,中国已成为世界航天增长主动力。相比于美国,我国商业航天起步较晚。航天事业从国家主导的封闭状态逐步向民间资本开放,首先需要政策支持。美国1984年发布《空间商业发射法案》,正式向私营企业开放航天领域,此后 《商业空间法案》(1998)等一系列相关法案相继出台,如SpaceX 在发展过程中得到技术、资金、设施和服务等多方面支持。2014年11月,国务院发布《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》,明确提出“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。”2015年10月,《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025)》明确提出鼓励民营企业发展商业航天。2015年也被称为“中国商业航天元年”,我国商业航天市场逐步建立。
中国商业航天也可以大致分为三个阶段,2015—2016年为起步期,商业航天向民营企业、资本开放。2015年“北京二号”是政府核准的首个民用商业卫星项目,标志着中国商业航天的起步。在这一阶段商业火箭公司、商业卫星公司、商业测控公司等商业航天公司纷纷出现,并迎来快速发展。2017—2019年为发展期,2017年北斗三代顺利升空,标志着我国正式开始北斗三代的全面建设。2019年商业公司开始大规模开展商业航天业务。2020年至今为快速发展期,许多商业航天器开始发射运行,垣信、星网及多家民营企业都宣布了组网、发星计划,星座建设如火如荼也标志着中国商业航天进入了一个新的发展阶段。
三、商业航天总体规模及概况
发展至今,商业航天已经能够以更低的成本实现规模化发射,形成了较成熟的产业体系。美国航天基金会2023年发布的航天报告数据显示,2022年全球航天经济规模达5462亿美元,其中商业航天收入4276亿美元,十年间年均增长率达到了7.17%,明显超过了政府航天4.33%的年均投入增速。
图片来源:美国航天基金会
而在中国,随着在2024年“商业航天”作为“新增长引擎”首次被写入政府工作报告。作为技术迭代快、经济效益高且产业协同强的航天新业态,在政府与企业、国有与民营通力合作下,商业航天发展逐渐提速,根据中商产业研究院发布的《新质生产力系列专题之中国商业航天产业链全景与机会洞察专题研究报告》显示,2019-2023年期间,我国商业航天市场规模总体呈逐年增长态势,由0.84万亿元增长到1.94万亿元。中商产业研究院分析师预测,2024年,在政策利好、科技发展的背景下,我国商业航天市场将迎来爆发,市场规模预计达2.34万亿元。
2024上半年航天轨道发射活动繁忙,全球共计成功发射126次,从国家层面看,中国与美国合计占据了全球发射量的88%以上,同时,俄罗斯、日本、印度、伊朗等国的航天力量紧随其后,世界航天发射领域依然整体呈现出“两超多强”的局面。
2024上半年中美火箭公司任务执行次数
从企业层面看,Space X一骑绝尘,2024年上半年共进行了69次发射任务,占全年目标发射总量的48%,未来,Space X凭借技术的代际领先和价格的数量级优势以及上下游产业链的全面打通,预计对市场的垄断将很难被打破,但同时高效发射、可回收火箭、卫星工业化生产、卫星集装箱式堆叠、卫星电推进变轨等技术也为后来玩家提供可以模仿参考的样本。
SpaceX卫星集装箱式堆叠
图片来源:SpaceX推文
SpaceX新型电推
图片来源:SpaceX推文
四、行业发展及不确定性
海外商业航天发展:
军民融合不仅是美国国防军工领域的特点,也是商业航天发展的显著特征,政府通过制定一系列政策法规,逐步开放航天领域,构建起完善的航天产业军民结合体系,既减轻了美国在国防上的财政负担,同时推动了航天技术的进步与航天经济的发展。
以NASA为例,为打破太空领域苏联的竞争优势,仅靠政府的资金难以为继,因此广泛地引入民间力量参与其中。这不仅有效解决了空间探索的资金来源问题,而且 NASA多年来积累的大量技术和经验使得美国商业航天企业从一开始就站在了高起点,其商业价值在推动国民经济发展中发挥了积极作用,而在商业航天领域,美国军方也与Space X合作,通过Space X发射军用低轨卫星加强太空态势感知,既减轻自身发射成本又为商业航天提供资金支持。实际上,无论是通信还是遥感,美军都已有相应应用,低轨道卫星是乌克兰在俄乌战争中使用的最有创意的技术之一,它能够利用星链卫星网络提供高速、稳定、抗干扰的情报、通信和指挥能力,使乌克兰军队能够在数字化战场上协同作战,并规避俄罗斯的电子战攻击。2024年4月2日,美国国防部发布了《国防部商业空间一体化战略(2024年)》,这是美国国防部在商业航天领域的第一个此类战略,也意味着美国将进一步加强军民融合力度,积极开发商业太空潜能来维持技术优势,保证太空霸权。
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国内商业航天发展:
我国的商业航天发展受政策、应用多重驱动,在政策、资本和技术的共同推动下,迎来了强劲的发展势头。2019-2023年,我国商业航天年均增长率均保持在20%以上。在产业链方面,已初步形成了面向商业航天的火箭总装总测、卫星研产、卫星数据应用为一体的产业链,其中低轨卫星互联网星座建设是较为核心的推动力,应用市场正迎来提速拐点:“G60星链”首批组网卫星在太原发射,GW星网在海南商发实现首发,“吉利未来出行星座”第三个轨道面一箭10星方式成功发射,低轨通信卫星赛道也将是未来我国商业航天的主要增长方向,同时也将为低空经济、卫通+自动驾驶、手机卫通赋能,尽快实现商业化落地。
图片来源:时空道宇、第一财经网
在产业链方面,已初步形成了面向商业航天的火箭总装总测、卫星研产、卫星数据应用为一体的产业链,在企业方面,以中国星网、垣信卫星、时空道宇为代表的星座建设运营企业,以长光卫星、微纳星空、银河航天等为代表的卫星制造企业,以中科宇航、天兵科技、零壹空间、蓝箭航天、星际荣耀、星河动力等为代表的商业火箭企业逐渐成长为中国商业航天的重要力量。整体来说,相较于海外,中国商业航天作为新质生产力的重要方向已进入成长期,基本覆盖了各主要领域,总体产业规模和产业生态在全球处于前列。
虽然当前商业航天已经进入了快速发展阶段,但当前也有部分问题有待解决:首先是火箭发射运力、成本,作为运输载体,火箭发射能力也是掣肘我国星座计划能否如期实现的关键一环,无论是发射量还是单位发射成本都与Space X有一定的差距,不过好在Space X也为国内火箭玩家提供了解决方案,相信在未来也可以实现一级火箭的回收和重复使用。除火箭运力成本外,也可以看到例如星座建设不如预期、尚未实现商业盈利等问题的存在,特别是在需求端,当前核心需求仍然以大型B端客户以及政府为主,潜在C端客户以及更为广泛的B端客户需求仍有待开发。最后赛道的火热,也使得行业内新创业公司涌现,形成同质化竞争,争夺有限的资金、资源。
来自: Polestar 滴水石开
来源:江苏激光联盟