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美国私人航天公司将到太空做生意,计划组建卫星互联网

2019-05-13

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  美国私人航天领域里,明星卫星通信公司OneWeb、马斯克的Space X,贝索斯的蓝色起源公司都已宣布要到太空做生意,计划发射成百上千乃至上万颗卫星组建卫星互联网。“如果我们国家也要发射上千颗卫星,商业卫星公司一定有机会参与,但能不能参与还是要看你的技术。”北京微纳星空科技有限公司(下称“微纳星空”)创始人高恩宇日前接专访时表示。

  高恩宇曾于中国运载火箭研究院第一总体设计部担任运载火箭的总体设计师,两年后进入中国空间技术研究院通信卫星事业部,担任通信卫星总体设计师。2017年8月,高恩宇与其他合伙人一同创立民营卫星企业微纳星空,公司主要从事微小卫星的研发制造,自主研发微小卫星整星平台及核心部组件。

  微纳星空也是一个产学研平台,其创始人、上海交通大学航空航天学院讲席教授吴树范曾对记者表示,在商业航天领域孵化微纳星空,就是为把手里的各项资源盘活。而吴树范曾于欧洲工作17年,先后在德国布伦瑞克技术大学、荷兰德尔福特技术大学、英国萨里大学空间中心、欧洲航天局技术研究中心等国外高校和研究机构担任研究员和资深工程师;2013年回国进入中科院微小卫星工程中心担任总工程师等职务;2017年再次进入高校,任职上海交通大学航空航天学院常务副院长、讲席教授。

  2018年,微纳星空完成三次宇航发射任务。除首发星“未来号”由于搭载火箭三级姿态失稳导致星沉大海,其余两颗均成功入轨,工作状态正常。

  卫星由卫星平台和有效载荷两部分组成,卫星平台相当于货车,有效载荷相当于车上的货物,有效载荷随用户需求而异,而卫星平台可以支持各式有效载荷。

  卫星商业化需求爆发已有端倪,技术是行业痛点

  相比于1吨以上的大卫星,重量在1吨以下的人造卫星统称为微小卫星。重量小于100千克的卫星又称为微纳卫星,其中可分为重量在1千克以下的皮卫星、1千克至10千克的纳卫星、10千克至100千克的微卫星。

  微小卫星研制周期短、技术更新快、功能密度和性价比高,平均1-2年可完成研制,比起成本高达数亿元乃至数十亿元的卫星,微小卫星研制成本只有几百万元至几千万元不等。

  过去只有国营大企业才能做卫星,现在很多民营企业和高校也可以造。而以前卫星里的通信卫星通常需要发射至地球同步轨道,如今这些小卫星的发展趋势之一是构建卫星互联网,只需要将卫星发射到距离地球2000千米以下的近地轨道。

  从这样的卫星需求上来看,高恩宇认为,未来在商业上的爆发目前已露出端倪。亚马逊公司不久前发布“凯珀项目”,将借助旗下商业太空公司“蓝色起源”计划发射3236颗卫星,提供覆盖全球绝大多数人口的高速互联网服务。美国明星卫星通信公司OneWeb也计划发射588颗卫星组成近地轨道卫星星座,并额外生产62颗卫星作为备用。而马斯克的“星链”计划,目标是发射1.2万颗在不同纬度轨道运行的卫星组成卫星互联网。

  高恩宇对记者表示,若这些卫星互联网计划开始落实,无论从国家安全角度还是商业角度,中国也一定要有自己的国产卫星网络。“如果2000颗以上的卫星在3-5年内发射上去,现有体制内的单位产能都不够。”他表示,承担卫星研制的航天五院(中国空间技术研究院)、航天八院(上海航天技术研究院)、中科院肩负国家任务,如果国家要建设如此大规模的卫星互联网,商业卫星公司一定有机会参与。

  “但能不能参与还是要看你的技术。”这是行业痛点所在,高恩宇认为,目前初创的民营卫星企业里,能真正形成用户满意卫星的企业为数不多,“比如1米以下分辨率甚至更高分辨率的卫星,目前商业航天公司都少有具备独立研制这么高精度分辨率卫星的能力。”

  “所以首先还是产品技术问题,内功没有修炼足就跑出来喊市场上没有需求,其实不是这么一回事。”他表示,当民营卫星企业达到一定技术水平,有实力为国家提供服务,“国家自然就考虑你了。”

  民营火箭、卫星制造、卫星运营的市场空间比例是1:5:20

  目前国内初创的民营卫星企业主要有两类,一类是卫星产业链上游的技术驱动型企业,以设计、研制卫星为主业;一类是下游卫星运营公司,主要为终端用户提供遥感、通信等卫星服务。

  “跟火箭制造相比,很多同仁觉得造卫星更简单;跟卫星运营商相比,觉得搞制造似乎就是代工厂,看上去市场空间并不大。”高恩宇认为,技术是卫星制造企业的根本和灵魂,其技术门槛也是在不断的在轨发射试验中提升卫星的能力和可靠性;商业上,不组建卫星星座、不卖数据服务,只要制造企业的卫星产品质量过关,靠产品也能活得下去。

  而运营以提供服务和应用为主,其关键在于是如何找到终端应用场景,占有并推广市场。如何让数据找到终端用户,并且在用户的手里能真正用起来,让用户觉得满意、好用,他认为这是运营公司真正需要突破的。

  在商业航天领域的市场空间方面,高恩宇告诉记者,正常情况下,业内普遍认可的火箭、卫星制造、卫星运营的市场空间比例是1:5:20。如果火箭市场有1元钱,卫星制造市场有5元钱,卫星应用和运营市场应该有20元。

  而实际情况是,“卫星制造市场比火箭市场大,但现在卫星制造赛道的竞争者反而比火箭赛道的竞争者还少。目前卫星运营公司也多,造火箭的公司也多,但中间纯粹的卫星制造公司少。”

  在国内二三十家民营卫星企业的浪潮里,高恩宇直言并未感受到巨大压力,一方面,“卫星制造公司少,我们和大部分运营公司都没有竞争,因为我们搞纯制造,相对来说有比较好的市场空间。”另一方面,一些拥有制造能力的民营卫星公司主要研制立方星。

  这是一种采用国际通用标准的低成本微小卫星,以“U”进行划分,1U(Unit)立方星体积是10厘米*10厘米*10厘米,也可以形成2U、3U、6U甚至更大的立方星。1999年,美国斯坦福大学教授汤姆·肯尼提出立方星概念,1U立方星重量为1千克。

  高恩宇透露,微纳星空的目标是成为卫星制造领域的华为和中兴,目前同时在研10千克入门级纳卫星、50千克级的遥感微卫星、100千克量级的物联网卫星平台、200千克高分辨率对地遥感卫星,2019年计划发射1米和5米分辨率等卫星、在轨验证65千克卫星平台,2020年展开在轨验证200千克卫星平台和100千克通信卫星平台,2021年计划发射及后续运营300至500千克雷达成像卫星。

  相比立方星,微纳星空规划中的卫星重量更大。高恩宇表示,真正具备商业服务能力的微小卫星,重量一般在100千克以上,这些卫星的研制具有一定技术壁垒。