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商业航天强势来袭?来看美国商业航天发展分析(上)

2016-07-25 11:20:08来源:网络 编辑:ToMe浏览:

引言

当前,美国商业航天正处于快速发展的新阶段,其业务范围正从传统的商业卫星发射、商业卫星应用扩展到政府从私营企业购买商业发射服务和发展商业载人航天飞行等领域,以美国太空探索技术公司(SpaceX)、轨道科学公司(OSC,现更名为轨道-阿连特技术系统公司,简称轨道-ATK公司)、天空盒子成像公司(Skybox Imaging)等为代表的新兴航天企业快速崛起,以谷歌公司(Google)为代表的互联网巨头也开始进军航天。商业航天发展的新思维、新理念与新模式,对传统航天产业产生了巨大冲击和影响。

1美国商业航天发展总体态势

商业航天持续增长

美国航天基金会2015年6月发布的《航天报告》显示,2008-2014年全球航天经济总量增长了33%,达到3300亿美元,增长的大部分因素源自商业航天。2014年,航天领域商业产品、服务、基础设施和保障行业占全球航天经济总量的76%,其余为政府开支。

美国卫星工业协会2015年5月发布的《卫星产业状况》报告显示,2014年全球卫星产业总收入达到2030亿美元,2009-2014年,全球卫星服务收入由928亿美元增长至1229亿美元,增幅为32.4%。其中,大众消费通信服务收入由753亿美元增长至1009亿美元,增幅为34%;固定通信服务收入由144亿美元增长至171亿美元,增幅为19.1%;移动通信服务收入由22亿美元增长至33亿美元,增幅为50%;对地观测服务收入由10亿美元增长至16亿美元,增幅为60%。

政府主导大力扶持

近年来,美国政府大力支持商业航天的发展,要求国家安全和民用部门最大限度地采办美国商业航天能力,从政策、资金、技术等多方面给予全方位扶持。在政府的支持下,美国太空探索技术公司、轨道科学公司等一批新兴航天企业快速崛起,迅速填补了美国空间能力的缺口,成为空间领域令人瞩目的新明星。

1)各类政策大力倡导发展商业航天。进入21世纪以来,美国先后三届总统专门委员会都对政府的航天计划进行了考察,得出的共同结论是发展商业载人航天非常迫切。美国2010年的新版《国家空间政策》中提出要利用商业航天产品和服务满足政府需求,推广对美国商业航天产品与服务的购买和使用。2013年11月,美国发布了新版《国家航天运输政策》,该政策中“商业”一词出现了27次、“私营”一词出现了11次,并专门提出要鼓励并采取切实可行的措施推动商业航天运输业的发展,充分体现了美国政府对商业航天的重视,以及对私营公司参与发射任务的鼓励和支持。2015年5月20日-21日,美国参、众两院分别通过与商业航天发展相关的《商业航天发射竞争力法》、《鼓励私营航空航天竞争力与创业法》等议案,旨在为商业航天发展营造好的政策环境。此外,美国还制定了《航天现代投资法》、《商业航天法》、《商业航天发射法》等一系列相应的配套政策,有力推动了美国商业航天的发展。

2)推出多项商业航天支持资助计划。美国政府出台了一系列支持商业航天发展的具体规则和一揽子资助计划,主要包括空间行动协议、商业载人航天与货物运输计划、商业轨道运输服务、商业补给服务、商业载人航天方案和商业载人一体化能力计划等。美国太空探索技术公司仅从美国航空航天局(NASA)的“商业补给服务”(CRS)项目就获得了16亿美元的经费。2014年12月,NASA还向美国太空探索技术公司、阿连特技术系统公司(ATK)、终极前沿设计公司(FFD)、联合发射联盟公司(ULA)4家美国公司授予了《商业太空能力合作协议》。正是在这些资助计划下,美国太空探索技术公司、轨道科学公司等新兴航天企业得以不断发展。

3)给予新兴航天企业多项技术扶持。除了政策、资金的支持,美国NASA、空军对新兴商业航天企业进行了大量技术扶持与转移。NASA利用自身技术优势加强对太空探索技术公司的技术指导,通过直接派驻技术人员和专利转让等方式帮助其发展和验证关键技术;NASA开放了“阿波罗”(Apollo)计划的部分技术以支持新兴商业企业参与空间活动,如“猎鹰”(Falcon)系列火箭的“灰背隼”(Merlin)发动机采用了“阿波罗”计划登月舱下降级发动机的喷管;美国空军将夸贾林群岛的里根试验中心发射场、范登堡空军基地的SLC-40发射场提供给美国太空探索技术公司用于发射“猎鹰”火箭。

“猎鹰”火箭进行整流罩分离测试

发展模式日趋灵活

商业航天的发展在产品、投资、服务和生产制造等方面与传统航天发展思路不同,快速响应用户需求和以低廉价格赢得市场是商业航天快速崛起的根本。

利用现有的成熟技术和货架式产品,在高效的组织管理模式下打造市场上价格低廉的商业航天运输系统,是美国太空探索技术公司商业模式的核心。猎鹰-9火箭的标准发射费用为0.56亿美元,是美国同类运载火箭发射费用的1/3;猎鹰重型-9(Falcon Heavy-9)火箭发射报价约1亿美元,同级别的重型德尔他-4(Delta-4)火箭则高达3.5亿美元;在研发费用上,NASA发布的报告称,如果同样一枚猎鹰-9火箭由NASA研发至少要13亿美元,而美国太空探索技术公司仅花费不到4亿美元。该公司凭借低廉的产品费用获得了航天市场的青睐,其猎鹰-9火箭已获得了未来5年全球38个发射合同,其中除政府的14个外,24个来自国际商业发射市场。2015年5月,美国太空探索技术公司经过积极争取,还获得了执行美国军用航天发射任务的资格。

在商业卫星应用方面,涌现出天空盒子成像公司、行星实验室公司(Planet Labs)等一批提供卫星遥感服务的新兴企业,在产品、投资、服务和生产等方面采用与传统企业迥然不同的经营模式,从按需订购、等待交付向实现快速访问转变,从出售数据向出售信息以及提供云服务转变,以移动终端为平台构建全球数据接收分发网。2014年8月,美国数字地球公司(DigitalGlobe)发射了全球分辨率最高的商业成像卫星——世界观测-3(WorldView-3)。美国将商业对地观测卫星图像分辨率限制降为0.25m,进一步促进了美国商业成像卫星业务的发展。

测试中的12颗O3b卫星

美国军方也充分认识到商业航天的巨大应用价值,积极推动利用商业卫星搭载军用载荷。2014年7月,美国空军授予14家公司“寄宿有效载荷解决方案”(HoPS)合同,研究在商业卫星上搭载军用有效载荷的标准化程序与接口,以实现利用商业卫星快速、灵活地搭载军用有效载荷的目标。此项举措的推行将引入大量商业公司参与竞争,成为美国商业航天新的发展方向。

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