中国航天事业历经半个多世纪的发展,在国家战略规划和代代有志之士的求索下,取得了无数辉煌成就。数十年来,我国航天事业循序渐进,已突破运载火箭、人造卫星、载人航天、深空探测等多个关键阶段,形成基本完整的航天科技工业体系,具备自主设计、生产先进航天器的能力。
进入21世纪以来,世界航天领域正在经历新一轮变革浪潮,以商业航天为代表的“新航天”成为全球航天发展新趋势,出现了继冷战之后的第二个新高潮,商业航天成为继军事航天、民用航天后人类航天事业的又一重要组成部分。
关于传统航天和新航天的区别,有一个形象贴切的比喻:传统航天类似“郑和下西洋”,国家耗费巨资甚至不计成本投入,更多是为了达到政治、外交等方面目的,经济效益是次要考虑。新航天更像是“哥伦布航海”,探索新航路本身就是一种商业行为,哪怕是皇室资助下的航海计划,也是以经济回报为目的,事先按照商业逻辑谈好利益分配。后冷战时代,太空经济正在逐步取代大国博弈,成为推动新时代人类可持续探索太空的核心驱动力。较之传统航天必须依靠国家体制,新航天的商业化模式可以产生源源不断的经济效益,更能够推动航天科技探索的持续发展。
我们正在进入一个崭新的“大航天时代”。600年前的大航海时代,航海家们手握罗盘、张开重帆,循着“地圆学说”的一点微光远涉大洋,驶向未知大陆;600年后的大航天时代,科学家和创业家们携手造梦,依托半个多世纪积累的航天科技工业体系铸箭造星、再问苍穹,推动人类对太空的认知和利用边界不断延伸。相比于欧美国家,中国的商业航天发展起步虽晚,但发展迅速,已经成为国家战略性新兴产业体系中快速崛起的新质生产力中的一支重要力量。
从创新驱动发展的角度来看,航天历来是国家科技工业金字塔的“塔尖”部分,是科技创新的领头雁、军民融合的排头兵。目前,中国科技创新正处于从模仿向自主研发转变、实现科技自立自强的关键时期,大量前沿技术领域的探索纷纷进入“无人区”。商业航天领域的创新者,经历多年摸着石头过河的阶段,以“变”求存,自下而上推动着传统航天管理体系的创新。此外,以民营企业为代表的中国商业航天新势力如雨后春笋般崛起,他们中的骨干成员中有相当一部分出走于体制,在市场化的土壤中再度创业。他们有航天系统工程的思维和经验,且不墨守成规。他们开疆拓土、创新破局、在夹缝中求生存的故事,也给当前科技体制改革、产业创新发展带来很多新启示、新思维。
建设航天强国,不能一直依赖国家不计成本地投入,太空不止诗和远方,更有眼前的美好。发展航天事业的目的不仅仅是提升国家战略科技层面的竞争力,更重要的是将先进技术转化为产业动能,让航天科技深刻融入国民经济建设中,造福社会的方方面面。在这个背景下,航天商业化是大势所趋,通过市场化方式配置要素,能够更加广泛地动员人力、物力、财力,引导社会资本充分有序进入,将航天技术转化应用到各行各业,和平开发和利用太空资源。当前商业航天正在与军事航天、民用航天一起,成为大航天时代的“新三驾马车”。
相比于传统航天由国家战略“单轮驱动”,商业航天的一大显著特点是国家战略与经济效益“双轮驱动”。参与的主体也更加多元化,不仅有传统航天院所承担国家战略科技层面的主力任务,还有混合所有制主体、民营主体等深度参与市场化竞争,形成开放共享、多元化发展的局面。
首先,发展商业航天是深入实施创新驱动发展战略的有力举措和生动体现。创新驱动是商业航天的显著特征,表现为航天技术与其他技术的持续融合创新与应用。在全球新一轮科技革命和产业变革浪潮下,互联网技术、人工智能技术、机器人技术、大数据技术、微系统技术、3D打印技术、新能源技术和新材料技术等正在深刻影响世界航天产业进步,带动航天制造、发射、运营服务、卫星应用等商业航天垂直产业不断发展和变革。例如近年来航天技术和人工智能技术的跨界融合,新兴科技公司运用大数据分析、人工智能等技术发展商业航天、借助手机平台提供应用服务、探索建立太空互联网等。此外,航天产业本身也具有巨大的技术转化和溢出效应,领域内的技术进步会通过多种途径“溢出”到其他相关产业,促进社会创新、知识扩散、工程技术进步和人才培养等,带动整个社会劳动生产率的提高。
其次,发展商业航天是巩固提高一体化国家战略体系和能力的有效路径。中国航天一直属于国防科技工业的重要组成部分,拥有完整的自主知识产权体系,但长期以来这个体系相对封闭且孤立。经过60余年发展,航天系统内部积累了大量的先进技术,但受制于技术二次开发周期长、转化风险大、收益分配机制缺乏、国家保密要求较高等一系列原因,绝大多数技术成果并未实现向民用领域的有效转化。剪断束缚成果转化的“粗绳子”和“细绳子”,支持通过商业化、市场化的方式发展航天产业,将有力促进这部分技术转移转化,为我国科技创新和核心竞争力提升提供强劲支撑。同时,商业航天也是我国航天事业的重要组成部分。众多民用先进技术和资源可以不断通过商业航天这条“纽带”,反哺国防科技工业,支撑先进装备发展,有效巩固提高一体化国家战略体系和能力。航天领域有望率先形成全要素、多领域、高效益的军民商深度融合发展局面,对其他领域的融合创新也具有相当强的示范意义。
最后,发展商业航天是助力“一带一路”和“走出去”战略的重要力量。根据2016年国防科工局、国家发展和改革委发布的《加快推进“一带一路”空间信息走廊建设与应用的指导意见》,空间基础设施建设和先进航天技术的应用,是推进“一带一路”建设工作的有力抓手和深化国际合作的重要途径。中国与“一带一路”相关国家携手开发商业航天市场,共同架设“天基丝绸之路”,针对具有广泛国际需求特别是涉及发展中国家国计民生的防灾减灾、智能交通等领域,创新联合研发具有竞争力的卫星通信、卫星导航、卫星遥感及其综合应用解决方案、系统、产品与服务,不仅能够提升中国卫星全球服务能力,还能有效支撑我国基础设施建设企业、资源类企业及重大装备和现代服务业“走出去”。同时,以“卫星外交”等方式支持国家总体外交,可以加强与“一带一路”沿线国家经济技术合作与交流,推动国际合作与共赢。
首先,来自太空的万亿级市场正在形成。2007年9月,NASA(美国国家航空航天局)时任局长迈克尔·格里芬首次提出了“太空经济”概念,意味着全球航天活动进入一个崭新的阶段,航天活动的机制效益拓展到了经济层面。在各国政府和一大批新兴商业航天企业的联手推动下,太空资源得到前所未有的开发和利用,一个万亿级规模的新兴市场正在加速形成。其中,空天信息产业近年来率先突破商业价值的临界点,并广泛应用于应急管理、经济建设、环境治理、大众民生等诸多领域,越来越显示出其广阔的市场空间。近年来,我国在此方面也加大了投入力度,2020年4月,国家发展和改革委首次将卫星互联网纳入“新基建”范畴。2023年年底的中央经济工作会议首次提出要打造商业航天等未来产业新赛道。随着国家对商业航天的日益重视和国内一大批航天新势力的崛起,中国正在以更加积极的姿态拥抱太空经济,迎接大航天时代的到来。
其次,民用领域多样化的应用场景有待深耕。随着航天技术的应用向着广阔、纵深和多梯度方向发展,一大批相关垂直产业正在形成。我国近年来也极为重视航天技术的二次开发和民用推广,一方面以北斗、高分等重大专项为引领,积极拓展行业应用;另一方面已开始向亚轨道飞行、太空能源、太空采矿等前沿市场探索进发。2024年,中国低轨卫星互联网星座即将开启规模化组网。卫星互联网一旦建成使用,将对地面网络形成有效补充,构建一个地面蜂窝网络与卫星通信集成的全连接世界,开启从“万物互联”到“万物智联”的新时代。同时,卫星通信与卫星导航、遥感等技术深度融合,结合大数据、人工智能、数字孪生等技术绘制的“时空一张图”,将深刻赋能各行各业,带动智慧城市、智慧交通、海洋装备、低空经济等经济形态快速发展,为城市乡村精细化管理、经济发展和公众生活提供普惠、实时、丰富的时空大数据支撑,搭建数字中国的时空基底。
最后,技术成本不断降低让航天技术普惠应用成为可能。先进技术要实现更大范围的普及推广,必然需要通过全面创新推动行业降本增效。20世纪90年代末,铱星公司的教训给后续商业航天发展留下深刻启示。在新世纪航天商业化的浪潮中,全球商业航天公司纷纷将降低成本作为技术创新和管理创新的重要目标,尤其是SpaceX等航天新势力在此方面率先垂范,成为行业新标杆。商业火箭方面,目前全新的一手猎鹰9号火箭向近地轨道发射报价为6700万美元
,折合每千克发射价格约为1.7万元人民币,若是回收火箭则价格更低。而随着猎鹰重型星舰等更大动力火箭的推出,单次发射成本还在进一步下降。随着大运力火箭越来越便宜,人类往返穿梭太空有望真正步入平民化、常态化时代。商业卫星方面,近年来由于通信技术、微电子技术的飞速发展,卫星的体积、质量、成本较传统航天时代有了明显下降,可靠性、集成度、在轨使用寿命逐年提升,目前“星链”卫星通过批量化、流水线生产的模式,单星制造成本已经可以做到100万美元以内
,而随着生产量的增大,成本还在继续下探。从卫星制造到发射各环节成本的大幅度降低,不仅让SpaceX构筑起商业竞争上的护城河,也让更多消费者可以用更便宜的价格购买到卫星互联网服务,享受到来自太空的技术红利。
航天领域是中国把握新一轮科技革命和产业变革机遇,抢占未来产业竞争的重要制高点。习近平总书记在党的二十大报告中对加快建设航天强国作出重要战略部署,为我国航天科技实现高水平自立自强指明了前进方向。2024年的全国两会上,商业航天作为国家提出要积极打造的“新增长引擎”之一,首次被写入政府工作报告。作为新质生产力的典型代表,商业航天在技术驱动与经济带动两方面均具有显著特征:
首先,商业航天肩负着以科技创新驱动高质量发展的重大使命。从历次科技革命和产业革命的发展规律来看,整体上都是以科学和技术的新突破为先导,引发各学科领域群发性、系统性的突破,进而带动产业发生质的变迁。航天科技是科技进步和创新的重要领域,航天科技成就是国家科技水平和科技能力的重要标志。长期以来,我国航天活动都是以财政资金作为主要支持、以国家重大任务为牵引、通过金字塔式的组织模式开展。在国家的有力保障下,中国航天事业坚持走出了一条独立自主、自力更生的发展道路。然而,传统的以任务为导向的航天模式虽然有利于最大限度地集中资源,不断攻克关键技术,却由于体系的高度封闭和缺乏市场化机制的激励,一定程度上排斥了更多外部力量的参与,某种程度上束缚了整个产业链的协同创新。相比于“大树底下难长草”的传统航天模式,商业航天以市场需求作为牵引,通过开放式的产品开发平台吸引更多市场化主体参与创新,同时推动发展机制从政府投资向多元化、商业化发展,进而培育一种全新的“丛林生态”。在这种全新的组织模式下,创新成果也有利于通过更短的路径回馈市场,发育成为更多新质生产力,成为驱动高质量发展的新引擎。
其次,商业航天是促进经济模式转型和可持续发展的重要力量。商业航天作为技术创新性强、经济质量效益高的新兴业态,是我国经济发展十分重要的新型增长极。航天商业化在我国科技工业领域不断深化改革,实现经济模式创新中发挥着重要引领作用。商业航天对促进社会经济可持续发展主要表现在三个层次:一是航天活动的产出物(如火箭、人造卫星、返回设备、地面测控设施和空间站等)构成国内生产总值(GDP)的一部分,对国民经济产生直接贡献;二是航天作为典型的资本和知识密集型产业,能够对产业链上下游相关产业的创新发展产生很强的带动效应;三是航天技术成果与产品应用所产生的间接经济效益,如通过卫星数据应用赋能各行各业,借助航天相关技术开发新型医疗器械、航天育种等。随着商业化进一步拉近航天先进技术与市场应用的距离,还将持续孕育更多的新技术新成果,这些新技术新成果将持续、深刻地改变我们的日常生活和社会经济的方方面面。
时代的车轮滚滚向前,商业化已经成为我国航天事业发展不可阻挡的趋势,新一轮产业变革的大幕正徐徐拉开。然而,在我国深化科技体制改革的过程中,尚且存在很多不确定性,如何处理好这些变量因素,发挥新型举国体制优势,让众多“X因素”实现最优解,成为大航天时代政府、资本、企业需要共同面对的重要问题。
首先,民营企业和社会资本入局是新一轮航天商业化发展的最大变量。美国的商业航天几乎全部由市场化公司承担,NASA只作为一个基础研究和管理协调机构存在,大量技术和资源可以无保留地共享给市场化公司。相比于美国,中国的两大航天集团都是国有企业,目前仍然是发展商业航天的主要力量,民营企业和两大航天集团之间的合作与竞争关系就显得十分微妙。一方面,两大航天集团兼具承担国家重大任务和企业经营的双重身份,就在产业链上一些关键资源形成绝对甚至垄断优势,民营企业获取这类资源的难度要远远高于传统院所;另一方面,民营企业对社会资本的依赖程度很高,而航天是一个周期长、门槛高和风险高的行业,需要持续投入和容忍失败。市场化资本的逐利特性对企业来说是一把双刃剑,从积极角度来看,可以鞭策企业快速发展、提高资金利用效率;但是也容易出现部分企业为了迎合资本市场节奏,而去做一些违反科学规律的事情,譬如为了快速跑到下一轮融资而不得不缩短研发和测试周期,仓促推出产品导致任务失败。
其次,商业航天持续发展,必然要求现有航天政策法规作出相应调整和完善。在短短几年内,中国商业航天蓬勃发展,已经在诸多领域对原来的航天规则形成了挑战。例如,以前完全由国家单位承担的航天任务和投入的基础设施建设,现在民营企业和社会资本也开始逐步参与;商业航天企业在原属于军事管理区的发射场内进行发射活动,甚至自建发射工位,致使原来适用于传统航天的诸多管理办法已难以满足现阶段商业航天的发展需求,如何制定更加完善的政策法规、扫除监管盲区,成为各方呼吁的重要举措。相比于目前美国、欧洲在商业航天领域已经出台相对完善和细致的法规法案,中国在这方面还有大量空白需要填补。可以预见的是,短时期内国家支持鼓励民营企业和社会资本进入商业航天的态度不会变化,但一定会朝着更有序、更规范的方向加以引导。
最后,商业航天将对现有航天活动的组织模式、技术创新、生产方式带来冲击和影响。出于历史等多种原因,我国现行的航天科技工业体系是基于以不同产品和装备划分的纵向平台结构和金字塔式的配套模式,整个体系完整但封闭程度很高。在当前体制下,一些原本定位于从事航天科学技术研究的院所被划归航天集团管理,失去了面向社会的服务职能,也客观上削弱了政府主管部门对航天科研业务的统筹和主导能力,难以起到带动和支撑整个商业航天领域技术创新的作用。民营企业和社会资本入局,打破了原来两大航天集团之间如同“友谊赛”一般的竞争默契,成为刺激改革和推动全产业链创新的“鲇鱼”。民营商业航天企业拥有传统航天院所不具备的优势,例如不受体制束缚,可以更多元化地广纳人才;也可以打破传统航天工程的产品开发模式,以完全市场化的方式采购和开展协作;民营企业对市场的天然敏锐性和灵活性,让其在日益开放的商业航天模式下,可以更广泛地调用创新资源,带动更广泛的市场主体参与创新,为产业可持续发展注入新的动能。
商业航天与传统航天的目标导向有着很大不同,以营利性为第一目的,决定了企业的经营思维、管理模式、生产方式都需要做出相应改变,才能更好地适应市场竞争。商业航天的持续蓬勃发展,必然给现有航天科研和生产模式带来冲击,给整个产业体系造成影响,并有望推动形成一种全新的产业生态。
作为钛禾智库的创始人,我从2018年左右开始关注商业航天。在几位前辈恩师的启发下,在有关领导和专家的鼓励支持下,我和钛禾智库团队开始围绕中国航天改革和商业航天领域开展持续和系统的研究工作。几年下来,我们访谈了国防科技工业主管部门和中国科学院、航天科技集团、航天科工集团、中国星网集团等相关单位的百余位领导专家;实地调研了北京、上海、重庆、天津、陕西、广东、山东、吉林、河北、四川、浙江、江苏、湖北、湖南、海南等地50多个科研院所、100余家商业航天产业链上下游企业、十余所知名高校和数十家投资机构,获取了丰富的一手资料和行业信息。加上团队通过各种公开渠道查阅的大量国内外资料,让我们渐渐对这个新兴领域有了越来越多的思考。
在这个过程中,我们也不断产出了一些阶段性的研究成果,包括发布在公众号上的系列文章、撰写的几份内参读物,以及给相关机构定向提供的一些研究报告,几年下来,大概也有了几十万字的创作积累。同时,随着我对行业了解从模糊到深入,从刚开始的“摸不着门”到与众多航天专家、商业航天创业者成为朋友,并不断被他们所影响、所感动,逐渐坚定了要“写一本书”的决心。
虽然我自认为已经掌握了不少资料,但距离写成一本可以公开出版的书仍然遥远。尤其是在新冠疫情防控期间,商业火箭公司在发射遇挫、融资遇冷之后纷纷转入低调,商业卫星公司在中国互联网星座计划尚未明朗之时选择了集体沉默,愿意对外披露的信息少之又少;2023年,又恰逢航天系统进入改革和整顿并行的多事之秋,也给我们进一步调研访谈带来了一些困难。好在有众多专家前辈、行业好友的大力协助,我们才最终得以克服各种困难,完成本书的写作。
在此书稿付梓之际,要衷心感谢所有中国航天改革的探路者和商业航天的拓荒者们,正是有了你们坚持不懈的创新探索,才让书中有了大量可以写进去的精彩故事。还要感谢中科院战略咨询院的顾淑林老师、力学所的谈庆明老师等中国航天界和科技界的老前辈,并同时缅怀已经故去的国家最高科学技术奖获得者、中国力学学科建设与发展的组织者和领导者之一郑哲敏院士——正是有了你们的启发、鼓励和精神感召,才有了这本书的诞生。另外,还要特别感谢浙江大学的吴晓波教授,在本书的酝酿和写作过程中,我曾经无数次向吴老师请教和寻求帮助,吴老师每次都不厌其烦地给我这个“非正式学生”细致入微的指导与点拨,才能让这本书除了能装进一些鲜活的故事案例之外,还能支撑起一些理论的“骨架”。
本书的撰写过程聚集了我们团队多位年轻的分析师和实习生,包括熊雅芳、王佳敏、沈琼、向依蒙、任碧萱、张锦程等,他们在资料搜集、访谈调研、观点讨论、文稿修改的过程中不断学习和进步,感谢他们的倾心投入,也为他们的成长祝福。
最后,要感谢东方出版社的编辑们。其中,孙宇靖、申浩两位老师早在四年前我们写“钛禾产业观察”公众号的时候就已经相识,并一直鼓励我们将碎片化的内容完善成书。编辑部主任王学彦老师更是多次在深夜和休息日与我们沟通书中细节。正是在各位编辑老师的鞭策、支持和辛苦工作下,这本书才终于得以面世。
栉风沐雨,薪火相传;筚路蓝缕,玉汝于成。谨以此书,向推动中国航天发展和变革的老航天人、新航天人致以崇高敬意!