中国商业航天与全球竞争

B站影视 内地电影 2025-06-06 07:31 2

摘要:2023年4月20日,SpaceX的“星舰”在万众瞩目下成功发射,瞬间点燃了全球对商业航天的热情。这一壮举不仅标志着非国家实体在航天领域的崛起,也让曾经遥不可及的航天事业走进了普通大众的视野。在全球局部热点事件中,SpaceX的“星链”技术大显身手,成为卫星通

在这场没有硝烟的航天竞赛中,中国商业航天正以令人瞩目的速度崛起。未来,中国商业航天有望从追赶者转变为引领者,在全球商业航天舞台上大放异彩。

2023年4月20日,SpaceX的“星舰”在万众瞩目下成功发射,瞬间点燃了全球对商业航天的热情。这一壮举不仅标志着非国家实体在航天领域的崛起,也让曾经遥不可及的航天事业走进了普通大众的视野。在全球局部热点事件中,SpaceX的“星链”技术大显身手,成为卫星通信领域的“隐形英雄”,进一步推动了商业航天的普及化。 如今,商业航天不再是国家专属的“高冷”领域,而是一片充满活力的创新沃土。全球范围内,企业纷纷涌入这条赛道,新技术、新模式层出不穷。美国有SpaceX领跑,欧洲的空中客车、泰雷兹和莱昂纳多也不甘示弱,推出了OneWeb业务。而在中国,一批新兴的商业航天公司,如星际荣耀、星河动力、蓝箭航天、天兵科技、星途探索、深蓝航天等,如雨后春笋般涌现,它们正以蓬勃的活力,推动着中国商业航天经济的腾飞。
三级跨越开启市场化新征程
曾经,航天事业是各国政府的“专属舞台”。如今,商业航天却以“营利为导向”的市场化模式,开启了全新的篇章。商业航天不再是“高高在上”的科研项目,而是走进大众生活,成为推动通信、导航、遥感等领域发展的强大引擎。 商业航天的发展经历了精彩的“三级跳”:1980年代是商业航天刚刚起步的时期,主要由各国政府推动,任务也相对单一,基本是发射商业卫星;在2000年代,SpaceX横空出世,以低成本、高效率的火箭发射技术打破了传统航天巨头的垄断格局,成为商业航天的“破局者”。自SpaceX星舰出现后,中国、欧洲、日本、韩国、印度等具有航天技术的国家和地区竞相发展出多家商业航天机构,商业航天技术得到稳步推进;2020年代,商业航天进入高速发展期,市场规模迅速扩大,技术创新层出不穷,全球竞争格局逐渐形成,这一时期发展出多种创新技术,使商业航天的产业链条初现。 从初创期的探索让商业航天初具雏形,到突破期的竞争格局激发技术变革热情,再到产业化加速期的市场需求激增,驱动创新技术落地成为商业航天发展的核心动力。比如,可重复利用火箭技术、卫星互联星座技术、火箭推进技术、深空探测技术等,都是这一发展脉络下结出的硕果,它们不仅是商业航天发展到新阶段的重要标志,也将重塑人类探索太空、利用太空资源的方式,推动商业航天产业朝着更高效、更广泛的方向迈进。5月15日,SpaceX获准可进行星舰发射次数增加。图/SpaceX政策赋能商业航天进入发展快车道
2020年以来,全球商业航天政策环境发生了显著变化。各国政府纷纷通过立法、监管松绑、资金支持与国际合作等方式,助推商业航天行业快速发展。这种政策转向既源于太空资源开发的巨大经济潜力,也受到SpaceX等商业航天企业技术突破的刺激,形成了全球竞争与合作并存的新格局。 作为先行者,美国于2017年12月推出了《太空政策指令1号》,指示NASA开始重返月球计划,并优先采购商业月球载荷服务,还通过“商业月球有效载荷服务计划”(CLPS)将月球开发从政府主导转向公私协同模式,推动私营企业参与探月。同时放宽了商业遥感卫星的出口管制,放宽分辨率限制,并且批准星链技术应用的更高频率落地。 欧洲虽在商业航天发展上起步较晚,但2020年后通过公私合营模式加速追赶——法国设立“太空竞争力中心”,为中小企业提供技术共享和发射服务;德国推出“国家航天创新计划”,支持商业航天技术研发,并联合空中客车、西门子等企业成立航天产业联盟。 中国在同时期也有大动作,将商业航天纳入国家战略,围绕卫星互联网、可重复使用火箭等核心技术,构建起从顶层设计到地方实践的完整政策体系。2023年发布的《关于促进商业航天发展的指导意见》,首次明确许可民营企业参与卫星制造、发射与运营,此举彻底打通了商业航天从研发、生产到应用的全链条。此后,“中国星网”工程加速推进并迅速落地,各地也纷纷出台突破性新政策。比如,北京、上海设立了商业航天产业基金,海南自由贸易港试点火箭、卫星研发设备进口免税政策。 一些新兴市场也在积极抢占商业航天赛道。比如,印度于2023年4月20日推出了《印度太空政策2023》,允许私营企业全面参考太空领域活动,彻底放开商业卫星发射与卫星制造;阿联酋推出《商业航天许可框架》,以零关税、数据隐私保护等政策吸引SpaceX进驻中东设立星链网关,打造区域航天经济枢纽。 2020年,美国通过了《阿尔忒弥斯法案》,为私人实体进行外空天体采矿提供了法律支持,促使深空矿业等新兴业态加速发展。
“新蓝海”争夺战
摩根士丹利预测,2020-2040年全球商业航天市场规模将从约3370亿美元增至1万亿美元以上,年复合增长率超10%,其中,卫星互联网和发射服务增长最快。 在商业航天经济各版块中,卫星发射服务2023年规模约42.8亿美元,预计2030年达300亿美元;卫星互联网以SpaceX星链主导,预计2030年用户超1亿,中国“GW星座”、亚马逊“柯伊伯计划”等跟进。卫星制造与运营产业2023年规模约2800亿美元,商业通信卫星占比超60%。太空旅游2023年规模约8亿美元,预计2030年或破30亿美元。在可回收火箭技术领域,美国(以SpaceX、Rocket Lab为代表)、中国(以蓝箭航天、星际荣耀为代表)、欧洲(以Arianespace为代表)三足鼎立;遥感与导航中,高分辨率遥感受农业、环保、灾害监测等领域应用驱动需求激增,北斗(中国)、GPS(美国)、GaliLeo(欧洲)等各导航系统得到发展;太空旅游起步,亚轨道旅行(以维珍银河、蓝色起源为代表)已商业化,但轨道旅行(以SpaceX为代表)仍属高端市场,有待进一步开发。 未来,预计商业航天中的数据服务、终端或成利润高地,商业航天将进一步向规模化、大众化方向发展。 商业航天呈现“高增长、高分化”特征,卫星互联网和可重复发射服务是核心增长极。从区域看,商业航天的竞争呈现美国领跑,中、欧加速追赶的格局。美国在商业航天技术、商业融资等方面具有较大的优势,在商业航天服务如太空旅游等方面也是开拓者。美国作为全球商业航天主导者,私营企业占发射市场70%以上份额,其还通过《商业航天发射法案》这样的政策支持商业航天来推动创新。中国也推出了一系列政策,带动商业火箭公司(如蓝箭航天、星河动力)快速崛起,但卫星互联网领域受国际竞争制约。欧洲商业航天起步较慢,依赖政府项目(如欧洲空间局),目前正通过公私合作(如Arianespace)追赶。其他国家如印度、阿联酋等通过差异化策略切入市场。在轨道资源上,由于低轨卫星轨道容量有限,国际电信联盟又要求“先到先得”,因此,先发射和发射数量更多的卫星将占有更多优势。截至2024年7月,SpaceX星链实际已部署超6700颗卫星;中国“GW星座”,计划发射约1.3万颗卫星;亚马逊“柯伊伯计划”计划部署3236颗卫星组网。频谱与轨道资源的争夺日趋激烈,国际电信联盟(ITU)分配的频谱和轨道位置成为稀缺资源,中美欧争夺激烈。在遥感数据服务方面,由农业监测、灾害预警、国防安全需求推动,竞争焦点在于数据精度与实时性。在资本与生态整合方面,由于美国资本市场发达,融资相对容易,美国企业具有商业化的明显优势:SpaceX估值超1500亿美元,2023年就已融资25亿美元。而中国等新兴市场的私营企业依赖政府订单或风险投资(如中国蓝箭航天获超10亿美元融资)。产业链整合方面,SpaceX自研火箭、卫星、地面终端,控制全链条成本,具有较大市场知名度。同期,亚马逊“柯伊伯计划”与蓝色起源火箭协同,组建商业航天生态联盟。 随着人工智能的快速进步,未来AI与自动化将进一步深入渗透到商业航天的各个方面,如自动识别遥感卫星图像数据的AI分析技术等。在可持续性发展上,减少太空碎片(如欧洲“清洁太空”计划)、采用绿色燃料(如液氧甲烷)也将迎来众多竞争者。在市场占有上,非洲、东南亚卫星互联网基础设施落后,存在多个市场空白点, 这些空白市场已有头部公司进入争夺,如星链在尼日利亚、菲律宾等地落地。 在目前的竞争格局中,美国在技术、资本、政策等层面全面领先,处在第一梯队;中国、欧洲是第二梯队,正在调动政策、革新技术极力追赶;新兴市场玩家如印度、阿联酋也在入场争夺特定细分市场(印度进入低成本发射赛道、阿联酋进入深空探测赛道)。
玉兔月球车是中国探月工程的重要成果之一,展现了中国在航天探测领域的先进技术和深厚实力。中国商业航天崛起“三部曲”
中国在商业航天领域的发展,呈现出“政策支持+技术突破+区域试点”的“三步走”特点。 近年来,中国政府出台了一系列鼓励商业航天发展的政策,如《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》等,为商业航天企业在项目审批、资金扶持、税收优惠等方面提供了有力支持,吸引了大量社会资本进入商业航天领域。中国政府将商业航天视为战略性新兴产业,一系列“真金白银”的支持政策为商业航天企业提供了强有力的“后盾”。 在航天领域,可重复使用火箭技术是降低太空探索成本的关键,但目前仍存在诸多技术壁垒,降低单次发射成本成为其核心攻关方向。热防护与结构耐受性是首当其冲的难题。由于火箭再入大气层时承受超高温(可达1600℃),这对材料和结构设计提出了严苛要求。以SpaceX的PICA-X防热瓦为例,该材料由酚醛浸渍碳烧蚀复合材料制成,通过表层烧蚀带走热量,同时内层低密度结构起到隔热作用,在“猎鹰9号”的多次回收中展现出良好性能。而SpaceX星舰采用的“热分离”技术在多次试飞中发生爆炸,暴露了高温环境下材料稳定性和热应力分布控制的技术短板。 精准回收控制是另一道技术难关。可重复使用火箭的垂直回收对制导导航与控制系统(GNC)要求极高,需在大气层内完成复杂的姿态调整和轨迹修正。比如,“猎鹰9号”通过栅格舵和发动机矢量控制实现误差小于10米的精准回收。 在探月工程领域,自2004年中国嫦娥工程启动以来,通过嫦娥系列任务实现了绕月探测、月面软着陆、采样返回以及月球背面探测等重大突破。由于地球与月球距离约38万公里,探测器需精准进入绕月轨道,轨道设计需考虑引力摄动、太阳风等因素。在绕月探测阶段,中国通过多次轨道修正和自主导航技术,确保探测器准确进入并维持月球轨道,成功实现了地月转移轨道精确控制。同时,针对远距离通信信号衰减严重、数据传输速率受限的问题,中国通过在国内外建立深空测控网,结合国际协作,提升信号接收与指令控制能力。面对月球昼夜温差极大(-180℃至130℃)的挑战,中国采用太阳能帆板与蓄电池组合供电,结合热控涂层、电加热器及隔热材料,实现温度动态平衡。在月面软着陆阶段,中国研发出激光三维成像避障系统,通过变推力发动机实现多阶段减速——“粗避障+精避障”组合控制;在月球背面中继通信方面,发射“鹊桥”中继卫星至地月L2点,首次实现月球背面与地球的实时数据中继;在月面采样返回阶段,设计钻取和表取双模式采样机械臂,实现2公斤月壤自动化封装;在月面起飞与交会对接阶段,采用“月球轨道无人交会对接”技术,通过高精度导航实现“抓取式”对接;在再入返回地球阶段,采用“半弹道跳跃式再入”技术,并研发新型轻质防热材料。 在火星探测上,中国于2020年7月23日发射了“天问一号”,成为全球首个通过单次任务实现火星环绕、着陆和巡视探测的国家,创造了深空探测史上的里程碑。火星探测技术复杂程度要求更高,祝融号火星车的设计寿命为90个火星日(约92个地球日),但实际运行超过1年,累计行驶约1.9公里,远超预期。其着陆采用“气动减速+降落伞+反推发动机+着陆腿缓冲”组合方案,结合地形识别与避障技术,在乌托邦平原南部安全着陆。针对火星沙尘覆盖问题,祝融号采用可调节角度的太阳能翼,结合除尘设计(如振动除沙),延长了能源寿命;同时,其使用放射性同位素热源(钚-238)为设备保温,抵御火星夜间-100℃低温。在探测成果上,祝融号在着陆区发现富含含水矿物的板状岩石,支持了火星远古存在液态水的假说;火星车还记录了火星温度(-20℃ 至-100℃)、气压(约800帕)、风速(10米/秒)等参数,首次揭示乌托邦平原的局部气候特征。此外,火星车还探测出着陆区磁场强度为地球的1/1000,但高于轨道探测值,暗示火星局部地壳有磁场残留。中国的火星车还搭载法国火星能量粒子分析仪(SEP),开展国际合作研究,并向全球公开部分探测数据供国际科学家研究使用。 天问二号探测器体现了中国在商业航天发展大潮中积极拓展航天应用边界的决心与担当。在其他航天技术领域,比如,在重型火箭、遥感数据服务等领域,中国也取得了显著进展。这些技术突破为中国商业航天的发展注入了强劲动力。当然,在地外资源利用、行星探矿等前沿领域,仍存在高温熔融电解技术、微重力环境下金属打印精度控制、复杂环境着陆、样本返回运输等技术难题,等待中国航天人攻克。 中国在海南文昌、甘肃酒泉等地设立了商业航天试点基地,凭借差异化的区位优势与产业基础,构建起多元化的商业航天发展格局,吸引了众多企业入驻。以海南文昌国际航天城为例,截至目前,文昌国际航天城已汇聚深蓝航天、零壹空间等数十家商业航天企业,部分企业在此设立卫星研制与发射中心,将园区作为开拓国际商业航天市场的前沿阵地。这里不仅是中国商业航天的“试验田”,更是全球商业航天企业眼中的“香饽饽”。这些试点项目通过产业链延伸,不仅为区域经济注入强劲动能,也为中国商业航天的整体发展积累了宝贵经验。
商业航天,这个曾经只被国家队牢牢占据的“高冷”领域,如今已然成为全球创新竞争的“新战场”。在这场没有硝烟的航天竞赛中,中国商业航天正以令人瞩目的速度崛起。未来,中国商业航天依托强大的制造业基础、持续的科研投入和不断优化的营商环境,有望从追赶者转变为引领者,在全球商业航天舞台上大放异彩。(文章来源:《创意世界》2025年6月号)

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来源:创意世界

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