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中国是如何在大航天时代赶上马斯克的?

财经新闻 2024-03-27 浏览(134) 评论(0)
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2024年全国两会上,“新质量生产力”被写入2024年政府工作报告,并被列为2024年十大任务。“要积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎。”

作为新质量生产力的重要组成部分,商业航天正在等待腾飞。

2023年,中国完成了67次火箭发射,仅次于美国,占全球火箭发射的30%。

目前,中国已涌现出一批商业航天公司。但目前国内商业航天公司存在哪些问题?我们和国外的差距在哪里?我们怎样才能赶上美国?需要多长时间?

就上述问题,我们采访了中科宇航董事长兼总裁、“李健”系列火箭总设计师杨一强。

作为中国第一家混合所有制商业航天公司,中科宇航的李健一号运载火箭已发射37颗卫星,总载荷3.5吨,李健一号遥二运载火箭发射的卫星数量和重量已超过前8次国内所有商业航天企业的总和。

杨毅强表示,目前,世界上唯一能与美国抗衡的国家是中国。但是,我们和美国之间还有很大的差距,在回收方面有大约30年的差距。

以下是采访内容的汇编,很精彩,希望对你有所启发。

口头陈述:杨一强,中科宇航董事长兼总裁,李健系列火箭总设计师。

编辑:米丽萍

来源:正和岛(ID: Zhenghe Dao)

首先,与美国相比,中国的商业航天还有很长的路要走。

问:在商业航天领域,我们首先能想到的是马斯克的太空探索技术公司,它目前在世界上可以说是走在前列的。现在各个国家发展到什么阶段了,我们和国外的差距有多大?

杨一强:在商业航天领域,中国和美国是比较大的博弈。

美国最早的商业太空飞行可以追溯到1962年,当时美国用自己的火箭运载了一家私营企业的卫星。20世纪70年代,一枚军用有效载荷被送入民用卫星。

在法律法规方面,自20世纪60年代以来,美国航空航天已有数百项修正案,真正进入商业航空航天时代始于20世纪80年代。

美国的航天飞机发展到一定程度后,就开始了低成本的入轨计划。在轨道进入和低轨道的发射市场中,除了波音等传统大公司外,它开始向其他私营企业开放,因此需要很长时间才能发展起来。

在卫星行业,马斯克的星链并不是最早的。早期的铱星卫星在技术上是成功的,但在运营模式和成本方面很难投入市场。

现在来看,可以说太空探索技术公司是美国商业航天领域最具代表性的企业,有几个代表性的东西。

首先,可重复使用的猎鹰9号大大降低了成本。在90年代,中国火箭的价格是美国的三分之一,这就是为什么我们有那个黄金时代。我们在国际市场上发射了许多卫星,包括14颗铱星卫星和许多澳大利亚和欧洲卫星。但现在,马斯克的价格是我们的三分之一,他将每公斤质量的成本降低到了3000-5000美元。

第二,由于卫星本身成本的降低,低轨互联网卫星的成本大大降低。现在有5800多个星链,量变促进了质变。它拥有大约240万用户。

第三,太空探索技术公司还开发了一艘星际飞船。如果成功,它可以将重返轨道的成本降低到数百美元,甚至对航空空行业造成巨大影响。将来,我们去美国不必乘坐波音767和777,但乘坐星际飞船只需不到一个小时。此外,它的第一层和第二层是可重复使用的,这将改变这方面的宏观生态。

在大功率大推力发动机和回收方面,我们与美国存在代沟。以前没有马斯克的时候,我们和美国之间的传统空间距离是15年左右。当时我们的火箭性能不如美国,但在价格上有优势。

马斯克对这个行业的影响是世界性的,它对卫星市场和通信市场都有很大的影响。欧洲空局的阿丽亚娜6号火箭被推迟,日本的H3火箭刚刚完成,但无法重复使用,其成本比马斯克的高得多。美国联合发射联盟(ULA)的新型火箭也在苦苦挣扎。

站在世界范围内,能够与美国抗衡的是中国。

现在我们和美国的差距主要在四个方面。首先是回收。自2015年以来,马斯克的火箭已经重复使用了数百次。第二是发射密度。两天前,马斯克在24小时内发射了三枚火箭,2023年,马斯克发射了96次火箭,而中国所有公司的发射次数为67次。

还有轨道的质量,马斯克是1000多吨,我们只有100多吨,不到十分之一。还有卫星互联网和低轨互联网的使用。他的卫星互联网市场已进入67个国家,用户超过200万,收入近40亿美元。

我们的商业航天已经发展了10年,现在刚刚走过起步阶段,出现了一些头部企业,比如中科航天,从火箭第一次发射以来,已经能够提供一吨以上运载能力的发射服务。

在可重复使用方面,许多商业航天企业已经进行了一些验证性实验,但距离真正的回收利用还有很长的路要走。

在卫星方面,我们在天空中有大约300颗商业卫星,主要是遥感卫星,并已开始提供一些遥感服务,如农业和土地普查。

关于低轨互联网,中国现已成立星空网络公司,上海远信也已开始开发千帆星座。应该说,低轨互联网的服务能力将在未来两年内初步形成。

现在处于这样一个阶段,绝对是世界第二,但与美国的航天力量相比,还有很大的距离。

问:未来我们需要多长时间才能赶上美国?

杨一强:我认为中国人非常勤奋。无论我们从事什么行业,我相信只要我们想做,我们就能做好。

我们现在比美国的火箭回收落后30年,但我们不会在30年内赶上它。我们有可能在更短的时间内赶上美国,比如说5-10年。

在卫星方面,我们已经看到了头部企业,难以想象的卫星产业化,以及低成本。随着海南商业航天发射场的诞生,以及像蓝箭这样拥有专属发射工位的企业,我想我们肯定能有迎头赶上的一天。在我看来,我们可以通过10年的努力赶上他们。

第二,中国是如何在大航天时代赶上马斯克的?

问:国内商业航天发展存在哪些问题?

杨一强:目前国内商业航天存在两个问题,一是内卷化,二是膨胀化。

国内企业低价竞争。有些火箭不是靠创新而是靠广告来证明我能制造火箭。他们声称自己的能力很高,但实际能力很差。

实事求是地说,我们的长征火箭能达到美国火箭80%的能力就不错了,国内商业火箭公司能达到长征火箭的70%或80%就不错了。现在有人声称他们比长征火箭更好,这是一种虚假宣传。

目前,国内商业火箭产业正处于招商引资阶段。这个过程肯定会走,但未来会淘汰一批企业,通过市场和行政的整合,形成具有国际竞争力的优质企业。

一方面上级和主管部门是清醒的,另一方面客户也是清醒的。客户不会把他的卫星放在不可靠或没有能力的火箭上,而是要看谁能提供高质量和高成本效益的服务。

衡量一家火箭企业有两个标准。一个是运载火箭的实际能力,反映的是技术水平,另一个是销售价格,反映的是运营水平和管理水平。

问:在技术方面,我们还有哪些挑战,如何缩小与美国和马斯克的差距?

杨一强:从技术上来说,马斯克的火箭可以重复使用19次,在2015年的首飞中成功回收。现在制造技术也很成熟,可重复使用大大降低了成本。

可回收技术主要是关于回收次数的问题,因为回收本身会降低其承载能力,同时会增加相应的回收装置和回收设备,并且回收后会有大量的维护工作。如果次数太少,就没有意义。

当时我判断10次是一条线,10次之后赚钱了,10次之后没赚钱。我们以为他做不了10次,3-5次就够了,但最后他做了19次,应该说完全颠覆了我们传统的一些东西。

而且马斯克提出了敏捷系统工程,迭代快,通过不断失败和飞行来暴露问题,这在过去并不容易理解。

马斯克说,如果你没有失败过,你就不知道这个问题的边界在哪里。马斯克正在触及这一边界。这是我们观念上的一大差异。

我们都力争在这样一个大项目中取得成功。我们将花费10年甚至20年的时间,用大量资金进行地面测试,并最终确保一次成功。

问:这两种方式是与我们的思维方式不同,还是有其他考虑?

杨一强:我觉得是商业的力量。现在我们正在谈论商业太空飞行。为什么没有商业船只和商业航班?【/k0/]?因为在过去,商业是用于军事目的的,或者是国家重点项目,例如探月、北斗和921载人航天。我们的目标不是利润,而是成功。

事实上,在太空飞行的早期,我们制造了导弹,我们以成功和安全为第一要务制造战略核武器。因此,欧洲、日本和前苏联在安全和成功的前提下形成了保守的系统,设计非常冗余,无法容忍失败。

马斯克最初的目标是推出。他的早期目标是让美国以低成本进入空计划和低轨道发射市场。没有这些规则,他便宜、可靠、低成本,所以他走上了一条适合低成本和商业的道路。

他现在准备将成本降低到100万美元左右,这在过去是不可想象的。过去我们所有的卫星都是以亿为单位计算的,几乎没有低于一亿的卫星。

问:我们应该如何降低成本?

杨一强:我们现在要降低成本,首先要改变设计理念、设计模式和生产方式。火箭或卫星的设计方案决定了70%以上的成本。它最初被设计成到处都是累赘和多余的。使用最好的设备来做这件事一定非常昂贵。

过去,我们的卫星在天上,尤其是高轨道卫星,成本高达数十亿元人民币,工作寿命为25年。因此,我们都使用了航天级设备,一个内存是进口的,需要几百万美元。

然而,马斯克从未做过什么大事。不要混淆概念。他已经做了五年了。现在天上已经坏了200多颗卫星了,但他不在乎。虽然他的生命短暂,但它廉价而简单。

所以我们不能比较最贵的东西。我认为这是相对的,不是绝对的。

问:目前国家对商业航天非常重视,也提出了新的质量生产力,并有一些政策支持。政府在这一领域扮演什么角色?

杨一强:就国家主管部门而言,出台了一系列政策,中央经济工作会议也提出了新的质量生产力。工信部和国防科工局提出了许多想法和意见。财政部和国防科工局设立了国家军民融合产业基金。

特别是对地方政府而言,上海G60提出了“一体两翼”和“上海之星”“上海之箭”的规划。1月19日,北京市公布《北京市加快商业航天创新发展行动方案》,提出分两步走。前五年解决了百公里高度的回收问题,后五年真正实现了火箭的重复使用。此外,重庆、成都、广东、江苏和山东都有相应的政策。

我认为核心是新举国体制,它有几个特点。首先,它的需求是市场,而不是国家想要建设什么基础设施。第二,创业的主体是企业。第三,合作模式由企业、政府和资本共同制定,政府引导,因此政府有资金或政府以财政补贴的形式给予项目。

如果没有政府的参与,那就是纯粹的市场行为,但政府在这里提供了一个新的产业,它必须得到许多政策的支持,例如财政支持、低税收、人才流动和知识产权。

美国在20世纪80年代不断修订其商业空间政策。

尽管马斯克连续三次失败,美国还是授予了马斯克猎鹰1号一份合同。后来,他的第四次发射成功,他获得了龙飞船项目,金额达16亿美元。如果没有这两个项目的支持,马斯克早就破产了。

美国在知识产权和人才的各个方面也给予了马斯克极大的支持,包括其发射站和一美元的租金,因为美国的法规不可能是免费的。

在某种程度上,美国也是一个新的国家体系,但我们的名称不同。如果没有美国政府的支持,马斯克就不会有今天。中国也是如此。必须构建新型举国体制,充分发挥市场、企业、资本和政府的作用。

3.没有太空飞行,我们就无法生活在未来。

问:作为我国第一家混合所有制的航天企业,中科航天有哪些特点?

杨一强:中科宇航孵化自中科院力学所,是中国航天技术和运载火箭的摇篮和发源地。从1958年开始,“581”工作组成立。到1967年,中国第一台液氢液氧发动机、中国第一枚回收的探索空火箭、运载火箭和导弹设计的主要技术理论都在力学所。

我们的特色既有国有资本和国家队的政商保障和风险控制,也有民营企业的灵活机制。

问:与国内其他竞争对手相比,中科宇航有哪些独特优势?

杨一强:我们的创新是最多的。我们没有在系统中复制任何技术。从火箭的总体方案、设计理念和生产方式来看,我们正在走一条新的路线。

2022年我们力箭一号首飞,获得2022年十大科技进展,是被中国工程院、中国科学院和《中国科技报》评出来的,在火箭企业里是首例,都得益于我们的创新。力箭一号首飞成功2022年实现李健一号首飞,实现2022年十大科技进步。它得到了中国工程院、中国科学院和中国科技报的评价,在火箭企业中还是首例,这些都得益于我们的创新。李健一号的首飞是成功的。

我们制造的火箭在设计上打破了传统的工业思维模式,实现了单机集成产品设计模式(IPD),大大提高了设计效率。

在疫情期间,我们制造了一枚运载能力与欧洲织女星相同的火箭。欧洲的维嘉花了近100亿人民币,耗时10年。我们只花了6亿人民币,花了3年多时间。

在生产上,我们率先采用脉冲生产模式,完全由生产线生产。我们也打破了传统的封闭供应链,面向社会打造了自己的火箭供应链。

在技术上,我们有13项关键技术在中国首次使用。

问:除了火箭和卫星,我看到中科宇航也前往Tai空。我们什么时候可以去泰空?

杨一强:我们的业务分为三大板块。

第一个部门是太空运输。目前,李健一号已进入正常发射,共有37颗卫星,重量为3.5吨。李健一号远程发射的数量和重量超过了前八次所有商业航天企业卫星数量和重量的总和。

我们今年仍有4-5次发射,数百颗卫星将被送往Tai空。而且我们有比较强的竞争力,火箭的可靠性也得到了验证和评估。

力箭二号明年6-8月份首飞,首飞的载荷是中国科学院微小卫星创新研究院自研的低成本货运飞船,这个将具备重大的意义。我们还要搭载平板式的低轨互联网卫星,还有其它一些公司的卫星。希望我们能成为继长征八号优质火箭之后的新主力火箭。第二个板块就是太空旅游,首先要解决的是火箭可回收的问题,因为火箭直接回收代价巨大,而且运载能力损失也很大。李健2号将于明年6月至8月进行首飞。此次首飞的将是中科院微小卫星创新研究院研制的低成本货运飞船,意义重大。我们还需要搭载平板低轨互联网卫星,以及其他公司的卫星。希望我们能成为继长征八号高质量火箭之后的新主力火箭。第二个部门是泰空旅游业。首先要解决的是火箭回收的问题,因为火箭的直接回收成本很高,运载能力的损失也很大。

目前中国很多公司都在做有意义的尝试和工作,但我们距离真正的火箭回收还有30年左右的差距。

目前我们所有火箭的回收几乎不超过一公里,回收试验的速度是每秒10米。火箭的规模是10-100吨,这与600多吨的真实规模、100公里的高度和每秒两三公里的速度相差甚远。所以我们考虑用亚轨道的方法先突破回收技术,最终让我们的李箭二号或者未来的液体火箭具备回收能力。

我们制定了中国航天可回收技术五年行动计划,希望在五年内实现100公里回收。

这背后有很多关键技术。要解决火箭运载能力大、耐热性高、响应速度快等技术难点,需要大量的地面试验来验证。

另一方面,我们还将通过回收创造微重力环境。现在许多药物、生物合成、Tai空育种以及一些贵金属的合成都需要微重力环境。

我们国家的探索空火箭过去是实心的、一次性的,穿上或离开空的时间不超过20秒。我们可以通过多次启动它来提供大约600秒的微重力环境,并在上面进行这些科学实验。同时,我们的火箭可以回收,这些实验可以再次回收。

在高安全性和高可靠性的前提下,我们将再次开启载人航天空之旅。我们计划于2028年开始提供Tai空旅游服务。在此之前,我们将进行许多亚轨道实验,我们将在Tai空空附近开发一个科学实验平台,主要可以在100-500公里的高度进行各种探索和实验。

在第三部分中,我们还将制造一些穿梭无人机,一方面满足市场的需求,另一方面是低空经济。现在通用无人机在我国是一个巨大的市场,我们已经生产了这方面的产品,而且做得非常好。

问:未来10年,中国商业航天产业将朝什么方向发展?

杨一强:从航天领域的结构来看,第一个十年被称为3.0时代。我们的火箭可以重复使用,成本可以降低,与美国竞争。只有这样,我们的低成本和高密度发射能力才能为天基网络的建设提供基础能力。没有火箭,就无从谈起航空航天。

火箭可以重复使用,我们的发射效率和成本与美国相当,我们甚至还有优势。这是十年的第一个目标。

第二个目标,我们在天上有3万颗卫星,它可以进一步整合核心网络和天基网络,将终端发送到每个人,或者连接汽车,然后提供服务。

同时,天基卫星可以增强导航功能,并为自动驾驶等市场提供最基本的厘米级定位服务。

此外,现在天空中有许多卫星,将来会有更多。每隔几分钟扫描一次地球并提供一些更具商业价值的服务是可能的。

未来的市场必须与个人和媒体相结合。例如,如果你想知道你的车是否停在那里,你可能必须让你的朋友下楼看看它是否在那里。以后可以打开手机用卫星看,也很便宜。

目前,该地图只能在交通堵塞时显示红色和橙色。未来卫星可以提供很多视频、照片、人流等等,切换的时候可能是动态的。未来,这方面的应用场景和市场潜力非常大。

在过去,太空飞行是军事太空飞行或国家太空飞行,更不用说未来了。现在我们的生活离不开太空飞行。在未来,我们将更加依赖太空飞行,没有太空飞行我们将无法生活。

排版|沈旺旺

编辑|小米旋转编辑|夏昆

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