近年来,美国、欧洲等世界航天强国都将发展商业航天作为保持其航天强国地位、增强国际竞争力的重要手段,商业航天发展火热的背后该如何分析呢?我们将重点分析商业航天在不同国家地区和细分领域的发展情况,并剖析全球商业航天发展背后的原因。
1. 政府大力扶持
政府大力扶持为商业航天快速发展提供了重要推力。实践证明,商业航天的快速发展离不开政府扶持,这是航天领域高技术、高投入、高风险的工业特点所决定的。欧美等航天强国均从组织管理、政策、资金、技术等各方面给予商业航天全方位支持。欧美都成立了航天商业化办公室,重点促进运载火箭等领域的技术转移转化,为Ariane、SpaceX等公司的快速壮大、提升国际市场竞争力提供组织保障和支撑。
如前所述,美国围绕商业航天发射以及商业卫星通信、遥感、导航等领域都进行了立法,颁布了一系列配套政策措施,为商业航天发展营造良好的政策环境。同时,配合国家航天战略的调整,美国联邦政府有关机构推出了一揽子的商业航天支持资助计划,为SpaceX、Orbital Sciences等新兴企业的不断壮大提供了资金支持。
除此之外,NASA、空军等还通过向私营航天企业授出合同、输出技术、派出人才、开放基础设施等方式,不遗余力地扶持商业航天发展。如NASA将“阿波罗”计划的部分技术开放,根据需要对SpaceX公司等参与空间活动进行技术指导,或者通过直派技术人员、转让专利等方式帮助新兴航天企业发展和验证关键技术;美国空军将范登堡空军基地的SLC-40发射场、夸贾林群岛的里根试验中心发射场提供给SpaceX公司用于“猎鹰”火箭发射。
无独有偶,近几年世界主要航天国家也纷纷出台相关政策、资金支持计划等鼓励并推动商业航天的发展。如英国的《国家航天政策》和《英国航天智能政府计划》、法国的《商业航天投资计划》等。换个角度可以发现,美国商业航天发展之路与互联网的最初发展历程有着异曲同工之妙,都是政府对私营企业通过“扶上马送一程”实现商业航天业的有序竞争和快速发展。
2. 新兴企业的推动
快速崛起的新兴企业已成推动商业航天发展不可小觑的力量。在政府大力支持下,快速崛起了SpaceX、Blue Origin、Orbital ATK、Bigelow等一批新兴航天企业,涵盖了火箭发射、卫星通信网络、卫星遥感图像、卫星数据服务、太空采矿、卫星运营服务等各个领域。
经过多年发展,部分新兴私营企业逐步占据了商业航天产业链条的关键环节,成为了业界翘楚,在全球商业航天领域扮演着越来越重要的角色。如SpaceX这个商业航天领域的“独角兽”,已执行了18次发射任务,如今发射订单源源不断,目前已获得了来自美国军方、联邦政府机构以及全球其他国家的商业公司的58个发射合同。
值得一提的是,SpaceX发射成功率和发射成本都不输传统航天企业,火箭可靠性已得到充分验证,且已连续多次成功实现了火箭回收,标志着其已拥有日趋成熟的火箭回收技术。2016年初,美国金牛座集团公司(TAURIGROUP)发布的《初创航天领域投资报告》指出,21世纪前5年,初创航天企业数量年均为家;2010年后,初创航天企业数量增至年均8家。可见,越来越多的人开始关注该领域,并成立相应的企业。
3. 互联网巨头和风险投资不断涌入
商业航天快速增长的背后除了政府这一推手外,还有社会资本这个重要推手。特别是对于一些初创企业,如果资金链断裂将会是致命的打击。SpaceX、Skybox Imaging等公司的成功向外界展现了商业航天盈利的可能性,吸引了谷歌、亚马逊、Facebook、苹果等一批互联网巨头和众多社会资本通过收购、创办企业、投资等方式涉足该领域。如Monsanto于2013年收购了Climate Corporation,谷歌于2014年收购了Skybox Imaging,ViaSat公司于2009年收购了Wild Blue等。
近几年,投资界对商业航天领域的兴趣越来越浓厚。据美国《初创航天领域投资报告》显示,2000-2015年企业收购和风险投资的作用开始逐步凸显,资本的活跃度显著增强。从投资金额看,初创企业累计获得133亿美元投资,投资总额的2/3集中发生在过去5年,且大部分来源于风险投资。某初创航天企业的合伙人曾表示:“在三年前,大约仅有1%的创业基金会考虑投资航天企业,如今已有10%左右的基金对投资航天感兴趣”。
2015年,初创航天企业获得的投资超过了过去15年的总和,其中,风险投资达到18亿美元,是过去15年总和的1.7倍。如Astrocale、Orbital Insight、Omni Earth等公司获得了A轮融资,Mapbox、Spaceflight、Spire等公司获得了B轮融资。值得注意的是,2015年SpaceX从谷歌和富达基金公司获得了10亿美元的投资,One Web从维珍集团等多家国际领先公司获得5亿美元的A轮投资。
从投资者的数量看,近十年增长明显,从2000-2005年间的年均7家投资者,到2006-2010年间的年均19家,又猛增到2011-2015年间的年均55家,近五年的投资者数量比第一个五年将近翻了8倍。可以看出,航天领域的“赚钱效应”已逐步得到市场认可和投资者青睐。
4. 技术的创新和应用
技术集成创新和新技术应用共助商业航天领域突破,技术创新对于商业航天的发展也至关重要,技术原始创新、集成创新及多项技术融合应用都是商业航天持续发展的重要推动力。
SpaceX以“猎鹰9”火箭回收而闻名于世。实际上,“猎鹰9”单项技术创新并无过人之处,其惊艳之处在于其在技术继承的基础上实现了集成再创新,即通过将航天工业成熟的技术有效组合起来,使各部分性能得以发挥到极致。
“猎鹰9”火箭回收技术采用了反推发动机式回收的方式,即借助发动机产生的反向推动力,利用姿态控制技术推动火箭从高空垂直返回。该回收方式在世界上并非首次使用,早在2014年我国发射嫦娥3号月球探测器时,就利用反推发动机使之实现安全落月。“猎鹰9”在飞行器的姿态控制方面使用了栅格翼技术,这也并非首例,俄罗斯SS-21战术弹道导弹和R77空空导弹、我国神舟系列飞船运载火箭逃逸器等都有所使用。“猎鹰9”使用的发动机也是美国“阿波罗”登月计划时采用的Merlin发动机,该项发动机技术在美国多种型号的火箭上均有使用,已非常成熟。
另外,“猎鹰9”为了弥补单台发动机推力不足的问题,同时规避大推力发动机研制的技术挑战,采用了“推力不够数量来凑”的思路,火箭一级采用按特定结构并联的9台Merlin发动机。
相类似,美国萤火虫空间系统公司的萤火虫阿尔法火箭一级采用了并联的12台小推力火箭发动机,美国-新西兰火箭实验室公司的电子运载火箭采用了并联的9台发动机。在集成创新之外,3D打印、大数据、云计算等一大批新兴技术的发展,也直接或间接地助推了商业航天的发展。如各大商业航天企业通过大量应用3D打印技术,不仅能使航天器零件快速成型,适应火箭研发阶段频繁变更要求,也可缩短生产流程降低成本。我国“浦江一号”在国内卫星的天线支架上就采用了钛合金材料的3D打印成型方案,使得过去4个月的生产周期减为3天。
5. 商业运营模式创新
商业运营模式创新不断将商业航天推向新的高度。任何高科技领域的商业化都不仅仅指技术本身的突破或变化,而是在经过长期扎实的技术积累、发展成熟后,进而建立起有效的商业运营模式和盈利模式,不断推向规模化并实现产业化的过程。新兴私营航天企业在产品生产制造、投资、服务等方面与传统航天企业发展思路存在很大不同,在项目管理、公司运营等方面有很多优势,在快速响应用户需求和成本控制等方面更为灵活,这是航天领域独有的特点和初创企业自身的商业本质共同决定的。
如SpaceX公司为了在满足产品可靠性的前提下降低成本、缩短研发周期,创建了适合自身发展的一套“商业密码”,包括:扁平化的高效组织管理模式,以小型精英科研团队保证工作效率和质量;尽量购买成熟技术和产品,其零件大都采用全球货架式采购模式,避免了重复研发成本;注重产品的通用化、标准化,其火箭在动力系统、箭体设计、导航控制等部分都尽力做到通用;选择集中的办公空间,通过开放式工作环境降低人员交流成本,并实现设计与工艺无缝对接,提高生产效率;坚持关键系统自行设计生产,缩短供应链、以严格的纵向整合来降低开发成本;测试设备、发射工位自主管理,掌握主动权;研发可重复使用技术,提升产品的成品速度并降低成本等。SpaceX的商业化运营思路和贯彻始终的成本控制理念等做法已成为全球众多初创航天企业学习模仿的“蓝本”。
除此之外,Skybox公司通过将微小卫星技术与云服务、大数据等新一代信息技术以及定制服务创新运营模式相结合,实现了低成本、高时空分辨率卫星图像应用的商业构想。
在消费需求定位方面,与传统行体企业关注机构用户不同,初创航天企业更加关注个体消费者,如One Web、SpaceX等公司的互联网星座项目都是将个人消费者作为客户群。在盈利模式方面,与传统企业提供转发器租赁服务等简单盈利模式不同,初创航天企业采取了纵向一体化商业模式,即将各类卫星创造的数据与用户终端产品和服务进行捆绑销售,同时将针对不同用户的增值服务作为盈利重点。
