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[航空航天] 一门上了天的好生意 ——卫星商业化背后300亿美元的大市场

[航空航天] 一门上了天的好生意 ——卫星商业化背后300亿美元的大市场

The 3rd Int'l Conference on Aerospace Engineering (CASE 2017)
http://www.engii.org/conference/CET/CASE.htm

2017年2月15日我国的微重力化工实验卫星“陈家镛一号”被ISRO(印度空间研究组织)的PSLV-C37极轨卫星运载火箭成功送上天,这是国内发射的第一颗化工试验卫星,也是长沙天仪空间科技研究院有限公司(下文简称天仪研究院)2015年成立至今,成功发射的第2颗微小卫星。

除了“陈家镛一号”,天仪研究院的另一颗微小卫星“潇湘一号”在2016年11月10日搭乘长征十一号运载火箭于酒泉卫星发射基地成功发射。它是天仪研究院自主研制的第一颗微小卫星,也是我国首颗商业化科学实验卫星。“潇湘一号”卫星发射入轨后将进行多项航天新技术试验,其中包括空间软件无线电试验、导航信号增强试验、新型星载计算机搭载试验、高精度光学稳像试验等。

和外界想象的卫星发射成本高、发展慢不同,天仪研究院在2016年末就实现了盈利。创始人兼CEO杨峰在接受采访时说,自己觉得“发展得还不够快”,他们计划在接下来的2年内送20颗小卫星上空。

一门上了天的好生意

现在太空中共有1000多颗卫星,中国仅占10%,即200颗左右。目前,只有美国、俄国、中国、乌克兰和欧洲允许航天资源商用化。根据美国卫星产业协会发布的2015年卫星产业年度报告,具不完全统计,全球开展微小卫星研制的单位有40余家,商业立方体的发射尤其活跃,新的卫星公司、涵盖巨大数量的小卫星星座项目不断产生。

中国的航天,宁可效率慢成本高也要万无一失,所以质量很好,但缺点是效率太低。但是商业上来说,效率为先。天仪研究院对自己的定位很明确:提高效率,降低成本。利用低成本的商业微型卫星,为有太空科学实验、技术验证需求的用户提供从卫星定制、技术参数确认、选择发射轨道到发射的全产业链服务。2015年,全球航天经济总量超过3000亿美金,而该领域占据航天经济总量的10%。

2015年国家对卫星商业化的政策开放后,天仪研究院成立的基本条件之一,是立方星(CubeSat)技术的成熟。天仪研究院选择的立方星,是一种结构形状呈立方体的微型卫星,重量仅为1公斤左右,拳头大小,最初用于高校及研究机构开展太空相关的实验,具有国际通用的微型卫星标准。

立方星设计和制造过程中大量采用工业元器件取代昂贵的航天级器件,比如用佳能的光学元件代替宇航级的光学元件上天,或按需拿手机主板改造。这样一来,卫星成本和开发门槛大大下降,每颗星成本为30万人民币。由于立方星技术其成本低、利润薄,传统专业航天研究机构不会在此有实质性投入,这个新市场也使初创公司“有机可乘”。

微小卫星部署快,灵活,成本仅为传统小卫星的百分之一,还可以多颗共同发射覆盖全球,不像传统卫星,一颗可能只能覆盖一个区域。此外,立方星虽然体积小,但也有如通信、电源、姿态确定与控制、结构热控、载荷等大卫星有的系统,潜力无限。微小卫星还有其环保优势。任务结束后,它会自动离轨,坠入大气层烧毁,不会给太空环境造成负担。
建一个太空实验室

陈家镛一号成功发射后,很多想做太空实验的专家学者都找上了天仪研究院。原本,他们都不觉得自己的研究领域与航天有关。杨峰希望能够帮助科学家用更低的成本、更短的时间、更灵活的机制,完成他们科研成果的在轨验证。

卫星发射是一个封闭的,有高技术门槛,且此前一直由国有体制垄断的行业。

天仪研究院生产一颗卫星,从需求、论证、立项、研制、试验到发射的全过程所需时间不到1年,而传统卫星长达5至10年。传统卫星的成本是数亿元,而天仪小卫星只要数百万。如此大幅缩水的时间与资金成本,使很多原本无望进行太空实验企业与个人有了盼头。

对科学家来说,在太空开展的研究将为地面许多工业过程、高效清洁燃烧、动力系统、生物医药、材料设计和新材料制备等产业应用和科技发展,提供重要方法及数据支撑。但是,因投资巨大而资源和空间有限,有很多空间科学的需求得不到满足。中国空间站将于2022年建成,而从全国顶尖的科学家以及科研院所征集的1000多份实验中,仅有近百项能通过层层挑选被送入空间站。相较之下,依靠天仪研究院量身定制的微小卫星,最短只需1年,科学家们手头的实验就能上天验证。

定下两年发射20颗卫星的计划,是一次试水

要完成这个计划,除了足够的市场需求和天仪本身过硬的技术能力,发射资源的获取尤其关键。目前,我国商业搭载发射还处于起步阶段。现有卫星发射搭载与发射主要由政府或军方主导,主星和需要搭载的小卫星往往具有一定的政府或军事背景,搭载任务以特定的工程形式进行组织和协调。和传统卫星搭载发射相比,小卫星商业搭载需要签订商业合同,有较严格和确定的交付进度,在管理模式、责任与权利等细节问题上有更明确的考虑和规定。受发射许可申请的相关政策、发射任务属性的影响,此前我国小卫星商业搭载的案例很少。

而通过与外国合作研制小卫星的方式,他们就能走国外的卫星发射流程,适当绕开国内一些繁琐的过程。也因此,发展国外市场成为了天仪研究院未来战略中很重要的一步。这不仅提高了发射效率,也能扩大天仪与国际航天机构、科研圈的合作。

航天资源的商用化,正促使着商业航空航天事业的蓬勃发展。


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