2024年兩會期間，政府工作報告提出大力推進現(xiàn)代化產業(yè)體系建設，加快發(fā)展新質生產力，積極培育新興產業(yè)和未來產業(yè)，積極打造生物制造、商業(yè)航天、低空經(jīng)濟等新增長引擎。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，預計2024年商業(yè)航天市場規(guī)模約達2.34萬億元。
“商業(yè)航天現(xiàn)在已經(jīng)從技術驗證階段逐步轉入商業(yè)驗證階段，基本都解決了航天技術難題，更關鍵要實現(xiàn)‘商業(yè)’。”運載火箭設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，需要通過在研制設計、火箭生產制造、流線轉運、基礎設施等方面進行全方位的考慮優(yōu)化。
而在所有環(huán)節(jié)中，火箭可回收技術的應用則是最關鍵的突破口。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，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，標志著火箭回收技術的成功。在此之后，獵鷹 9 號成為SpaceX的主力運載火箭。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，二級助推器包括 1 臺發(fā)動機，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，可回收技術還有一層更重大的意義——有利于更快速地進行產品迭代。
與大多數(shù)產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，被重復利用的“獵鷹9號”，也是目前可靠性最高的火箭之一。
在國內，商業(yè)航天公司也在展開對火箭可回收技術的開發(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，就相當于達到了SpaceX在2015年時的水平。”
星際榮耀液體火箭總設計師季海波對媒體表示，可重復回收的火箭是所有商業(yè)火箭公司必須掌握的技術和產品，只有擁有這一產品，才能降低成本。只有攻破這一難關、達到這一目標，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SpaceX獵鷹九號的天龍三號液氧煤油火箭，藍箭航天也表示將在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載火箭首飛任務后，東方空間也在同步研發(fā)“引力二號”中大型可回收液體運載火箭。東方空間稱，再用兩年時間攻克可回收技術，進一步提升火箭運載能力至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。
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傳統(tǒng)地面骨干網(wǎng)絡的條件，例如海洋、沙漠、偏僻的山區(qū)等，因此手機移動網(wǎng)絡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，引起了強烈的社會反響，這將進一步加強衛(wèi)星頻譜資源在民用領域的應用。同時，面向6G網(wǎng)絡演進需求，6G下一步必將和衛(wèi)星通信及衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)結合，構建天地一體化融合網(wǎng)絡。
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，可擴展性也更強，也是被認為直連衛(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)射并構成數(shù)量達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，2026-2027年完成后續(xù)648顆GEN2衛(wèi)星發(fā)射任務。
根據(jù)SIA 數(shù)據(jù)顯示，中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產業(yè)市場規(guī)模預計將從 2021 年的 292 億元增長至 2025 年達到447 億元，2021-2025 年 CAGR（復合增長率） 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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