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迈向“大航天”时代,中国离商业载人航天还有多远?

  “人类的赞歌,就是勇气的赞歌。”

  近日,英国维珍集团创始人理查德·布兰森和美国亚马逊公司创始人杰夫·贝索斯相继乘坐自家企业开发的航天器上太空,叩开了人类“太空旅游”的大门,似乎在向我们宣告:商业航天的时代,或许已经真正来临。

  据瑞士投资银行UBS估测,未来十年太空旅行市场将达到每年30亿美元的规模。到2030年,全球航天产业年收入有望增至8000亿美元。但值得注意的是,目前商业航天公司大多都仍处于前期投入阶段,成本回收周期长,盈利困难。相比美国,我国的民营商业航天更是处于困难重重的发展期。据某企业信息查询平台数据显示,我国8.5万家注册的航天企业中,其中状态为“存续、在业”的仅剩3.8万家。浪潮之下,一场关于商业载人航天的硬仗已经打响。

  “太空旅游”热潮是否已经到来?商业化进程还有哪些挑战?中国商业航天离这一步还有多远?未来发展的方向在哪里?带着这些问题,记者邀请到了广东粤港澳大湾区硬科技创新研究院副院长、商业航天中心负责人曾伟刚进行深度解答。

  广东硬科院副院长、商业航天中心负责人曾伟刚

  (以下为访谈实录,有删减)

  太空旅游迈入商业时代

  Q:近段时间,维珍银河的布兰森,蓝色起源贝索斯前后脚进入太空,被看做是商业航天的里程碑事件,但部分观点认为航行时间过短、近地面,不能算做真正的“太空”旅游,您如何看待这些观点?

  A:首先,这一定是全球商业航天的里程碑事件,这意味着商业航天进行了全新的业务——太空旅游的探索,并且这次探索成功了。

  其次,关于是否算“真正的太空旅游”,从技术角度上来说,维珍银河还没有飞越卡门线(海拔100 km,国际航空联合会所接受的现行大气层和太空的界线),严格意义上还没有进入太空;蓝色起源则是刚刚飞越过卡门线,几分钟后返回地球,算是惊鸿一瞥太空的魅力。

  但是,从商业运营、乘客体验的角度来说,这已经是一次“太空旅游”了,维珍银河和蓝色起源的乘客都感受到了失重,欣赏到了太空景色,从这个角度,这可以说是一次“太空旅游”。

  实际上,不论争议如何,维珍银河和蓝色起源,都对全球商业航天的下一步发展做出了巨大的贡献,值得我们商业航天企业去学习、去努力的。

  商业航天有市场、有技术、有商业模型

  Q:您觉得这对国内外商业航天领域的发展有何积极作用?

  A:毫无疑问,这对国际国内商业航天领域的发展,是极强的推动力量和有益探索。

  以往,太空旅游相对于大众而言,是遥不可及,对于商业航天企业发展,更像是“纸上谈兵”。

  维珍银河和蓝色起源的尝试,有力地证明了商业航天在拓展太空旅游业务的可行性:首先,太空旅游有市场,太空拍卖船票高达2800万美元;其次,太空旅游技术初具雏形,两位CEO亲自上阵并且都成功归来,说明现在非官方机构已具备商业化的载人航天能力;最后,太空旅游具备可以推广的商业模式,根据公开信息,维珍银河和蓝色起源的正常票价均在25万美元左右,且供不应求,市场热情高涨。

  市场+技术+商业模式的探索,充分说明太空旅游这一产业的发展潜力,并为商业航天赛道的下一步发展做了非常有益的探索和尝试。相信在未来,国内外会有更多商业航天企业在产业链上承担更加细分的角色,太空科普、太空游戏甚至说想象力放大一些,整个太空会有一个全新的娱乐产业。

  也许有一天,《速度与激情9》的情节会实现,我们普通人也能乘坐小型飞行器,在太空中欣赏到地球美丽的景色,和空间站的宇航员说“你好”。

  国内商业航天差距还有5-10年,但市场潜力巨大

  Q:目前,国内商业航天发展如何?

  A:目前,我国的商业航天主要包含“国家队”和民营商业航天企业。国家队例如航天科技集团,侧重于国家任务;民营商业航天企业则在卫星载荷研制、火箭发射、卫星在轨管理以及应用各方面发力,目前还没有一家公司定位于“太空旅游”。

  据维珍银河2021年一季度报披露,太空航天飞行票价约为25万美元(约合162万元人民币),飞行时长90分钟,已有来自60个国家和地区的603人缴纳了近8000万美元押金预定座位。

  可以看到,太空旅游的市场潜力大、目标客群支付能力强。因此,国内出现提供太空旅游服务的公司是必然的。

  Q:目前,国内商业航天离太空旅游还有多远?

  A:还有5-10年的发展时间。在公开报道中,中国长征火箭有限公司曾在2016年表示,未来将适时推出“太空专车、顺风车、班车”等多类型发射服务。中国航天科技集团运载火箭技术研究院2017年发布的《2017—2045年航天运输系统发展路线图》披露,2025年前后,可重复使用的亚轨道运载器将研制成功,亚轨道太空旅游可成为现实。

  国内商业航天新星奋起追赶,广东硬科院发布天枢G100平台

  Q:据了解,您所在的硬科院和中科天塔联合研制了天枢G100卫星测控数传一体化处理平台,它在技术上有何优势?对我国商业航天事业的发展有何推动作用?

  A:比传统卫星综合基带设备,天枢G100采用国际领先架构,成本仅是传统方式的一半,还可根据用户需求快速定制功能。

  通用处理器的处理能力主要体现在CPU的串行处理能力和图形处理器(GPU)的并行处理能力。随着技术发展,GPU的浮点处理能力超过25TFlops,高于同期的CPU。天枢G100采用宽带采样技术与GPU+CPU并行架构平台实现卫星遥控数据调制、遥测、数传数据解调功能。这样的架构在国内外是首次使用。

  天枢G100卫星测控数传一体化处理平台

  同时,传统设备是房间里摆满机柜和电脑,如今,天枢G100通过一个登机箱大小的手提设备加上一台电脑,即可实现全部功能。

  另外,天枢G100是软硬件相结合的方式,与传统模式相比,平台通用性显著提高,软件模块可复用程度高且大大缩短了设计周期,完全可以满足用户需求、实现快速定制功能。

  Q:天枢G100在目前太空旅游能达到的亚轨道距离上有哪些优势?

  A:在当前太空旅游达到的亚轨道距离上时,最显著的优势是降低成本、提高工作效率。当太空旅游达到亚轨道距离上,实际上已经是“进入太空”,就需要“飞行器在轨管理”,天枢G100在承担太空与地面通信工作时,可以帮助用户降低建设成本,也就降低了整体的通信成本;同时可以按照用户需求实现功能快速定制,尽可能的快速满足用户不同的个性化需求。

  因此,天枢G100未来将有机会为太空旅游甚至整个太空娱乐产业做出显著的贡献。

  坚持科技创新,助力我国商业航天产业进步

  Q:硬科院作为硬科技领域的探索者,未来在商业航天方面会关注哪些方向呢?

  A:硬科院始终坚持“科技创新、掌握自主核心技术”,因此,会一直坚持技术的探索。未来,还将继续在基于云平台的卫星地面测运控系统、新型卫星测控通信基带及一体化平台以及商业卫星遥感技术创新方面探索。

  会致力于提高卫星测运控、遥感方面技术的可靠性、便捷性,同时降低成本,以扩大新型技术的推广和应用。真正让技术造福于中国的商业航天领域,助力我国商业航天产业的进步,为国家和行业做出应用的贡献。

  广东粤港澳大湾区硬科技创新研究院

  15世纪,人类大航海时代正式开启。郑和七次下西洋,哥伦布开始环球旅行,麦哲伦横渡太平洋……随之而来的是海上群雄并起,新航路的开辟,使人类第一次建立起跨越大陆和海洋的全球性联系。

  21世纪,人类大航天时代大幕拉开。中国航天从月球采土返回,首次降落火星,北斗发射完成,“天宫”问世,一系列火箭发射;美日分别从两颗小行星上采样返回地球;欧洲太阳探测卫星发射……不经意间,我们正经历着人类历史上前所未有的大航天时代,人类的探索区域从地球逐渐迈向太空。

  航天事业,从来就是一个承载着人类崇高理想的行业,其不仅是一个国家科技力量、国防实力、综合国力的体现,更是一部浩浩荡荡的人类文明发展史的标记。