2024年11月30日22时25分,这是中国商业航天值得铭记的时刻。长征十二号运载火箭在海南商业航天发射场点火起飞,发射任务取得圆满成功。这是该型号火箭的首飞,也是我国首座商业航天发射场的首发。
这样激动人心的时刻,几年来接连不断。背后的创造者,既有实力雄厚的国家队,也有不少备受瞩目的新生力量。
就在今年,蓝箭航天自主研发的朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收验证火箭点火升空,首次实现国内商业航天公司十公里级垂直起降返回飞行试验;不久前,中科宇航力箭一号遥五运载火箭将15颗卫星顺利送入预定轨道,这是中国商业航天企业首次向国际用户提供发射服务……
随着大航天时代的来临,从业者们正在直面挑战,迎来一个充满生机、冉冉向上的行业。
新建商业航天发射场
我国已有四个航天发射场,这次为何要突出“商业”建造新的发射场?
先看一组数据,2023年,我国共实施了67次航天发射,位列世界第二,其中商业发射有26次,发射成功率达到了96%。今年,预计我国商业航天市场规模预计将超2.3万亿元。
我们正走向更加广阔的太空时代。渐趋密集的发射频次,催生出对基础设施的需求。国内现有的航天发射场,如酒泉卫星发射中心、太原卫星发射中心、西昌卫星发射中心、文昌航天发射场等,主要承担太空探索、国家科研等重大任务,商业航天往往会排在相对次要的位置,面临资源紧张等问题。
机会,落到了海南文昌。这里纬度低,距离赤道相对较近,有利于发射近地轨道和地球同步轨道航天器,且文昌周围是大面积海域,不经过人口稠密地区,便于未来发展火箭回收产业。
这个总投资40多亿元的商业发射场,一号、二号发射工位的规划能力是每年16发。有业内人士透露,在流程不断优化和技术不断进步的情况下,未来或许有望达到20发左右。
此次同步亮相的长征十二号运载火箭,同样来头不小。它由中国航天科技集团有限公司八院抓总研制,火箭全长约62米,采用二级构型设计,是我国首型4米级运载火箭,也是目前我国运载能力最大的单芯级运载火箭,近地轨道运载能力不少于12吨,700公里太阳同步轨道运载能力不少于6吨。
“长征十二号运载火箭实现我国在运载火箭领域的多个‘首次应用’,突破了包括健康诊断管理、牵制释放、液氧相容的冷氦增压、铝锂合金贮箱、全三平无人值守等一系列新技术攻关。”中国航天科技集团有限公司八院相关负责人介绍。
作为长征家族新成员,它具有较强的灵活性,设计中融入了产品化思路,整流罩标配4.2米、5.2米直径,可根据不同任务进行多尺寸适配。另外,火箭采用“三平测发模式”,可进一步缩短火箭在技术区和发射区的工作时间,提高发射准备工作效率。“长征十二号运载火箭已经做好进入高密度发射状态的准备,将有效提高我国太阳同步轨道入轨能力和低轨星座组网能力。”
民间力量涌入
海南商业航天发射场在建设阶段时,已有多家国内商业航天企业开始排队等发射。
航天属于高投入、高门槛行业,以往更多的是国家队行为。但近年来这一传统格局正在改变,越来越多民间力量开始涉足航天。背后一大驱动力在于,商业航天重要组成部分——卫星的价值。
卫星应用广泛,主要覆盖通信、遥感和导航三大核心领域。随着应用的延伸,现有的卫星数量已经无法满足增长的需求。比如,6G网络构建需要卫星组网的助力,在海陆空交通运输、精准农业、智慧城市等方面,对导航卫星的需求也很大。
放眼全球商业航天市场,美国SpaceX无疑处于领先地位。2023年,公司旗下“猎鹰9号”和“重型猎鹰”可复用运载火箭共实施96次发射,全球占比43%;发射质量达1195吨,全球占比80%;发射的卫星数量为2514颗,全球占比87%。
今年10月,SpaceX的重型运载火箭“星舰”开启第五次试飞试验,巨型助推器在返回过程中被机械臂精准捕获,这一幕被外界赞叹“如魔法般不可思议”,意味着未来可以极大提升火箭翻新和重用的效率,为发射成本优化开辟新的路径。
相较于美国,我国商业航天发展起步较晚,但行业潜能正在加速释放。2014年,国家发改委等部门联合发布《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015—2025年)》,引导社会资本参与国家民用空间基础设施建设。
细分领域的国企和民企作为国家队的重要补充,以灵活的市场特性,带动更多创新突破。2019年7月,星际荣耀研发的双曲线一号遥一运载火箭成功发射并高精度入轨,成为中国第一家实现火箭入轨的民营公司;2023年7月,蓝箭航天的朱雀二号遥二液氧甲烷运载火箭发射成功,填补了国内液氧甲烷火箭的技术空白。
“星舰”第五次试飞成功不久,朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试验箭发射成功,首次实现了国内商业航天公司十公里级垂直起降返回飞行试验,中国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得重大突破。
记者注意到,在本次发射中,长征十二号运载火箭头部有上海国盛集团的标志。作为国有资本运营平台公司,国盛之前已参与投资了中国商飞、中国航发商发等民用航空领域的“链主”企业,此次布局商业火箭,也符合逻辑。上海国盛集团表示,将借着长征十二号首飞成功发射的东风,进一步推进商业火箭的发展。
走向群星时代
2014年,SpaceX宣布了雄心勃勃的低轨互联网星座计划——星链,计划用4.2万颗卫星取代地面上的传统通信设施,建设一个全球覆盖、大容量、低时延的天基通信系统。在中国,“千帆星座“也在加速跑,预计到2030年底完成超1.5万颗卫星组网。
宇宙空间虽广阔无垠,近地轨道资源以及无线电频率资源仍然有限。根据规定,卫星运营商想要在空间中使用某段频率,都需要向国际电信联盟提出申请,这些宝贵的轨道和频段资源遵循“先登先占、先占永得”的原则,美国、中国、英国、加拿大、俄罗斯、德国、韩国等均规划了低轨卫星组网计划。
不过,申报不代表永久占有。按照国际电信联盟规定,如果没有在规定时间内完成发射数量要求,将被视为放弃轨道使用权。
发展的需要,既产生一定的压力,也推动上下游企业积极寻求突破。业内人士指出,目前国内产业链多集中于上游星箭研发和制造领域,中游下游的关注度不足。同时,卫星应用市场还没有打开,尤其是面向个人用户的应用没有打开,盈利模式仍需探索优化。
目前,政府层面正释放出更为积极的信号。商业航天作为新质生产力的代表,今年首次被纳入《政府工作报告》,多地也纷纷推出计划与政策支持相关产业发展。
在航空航天领域布局多年的上海,去年发布了《上海市促进商业航天发展打造空间信息产业高地行动计划(2023—2025年)》。作为上海闵行航天城的所在区,闵行计划打造总面积约3平方公里的商业航天产业园,力争到2026年,形成年产50发商业火箭、200颗商业卫星的批量化制造能力,在中大型商业火箭、液体火箭发动机、卫星平台及载荷、卫星应用终端领域实现一批技术突破。
可以预见,在从业者的共同努力下,进入群星时代,正迎来加速度。
威武