近期，在一次直播行为中，我提到了我的家乡中国山东省海阳市的东方航天港建造。但因为时期关系，莫得详备张开讲刻下生意航天的发展情况，自后有不雅众对这个话题感有趣。再加上最近SpaceX第六次试飞星舰，国内的卫星辐照频率也在显然加速。是以我写一篇著述，给感有趣的读者一又友们先容一下我所了解的生意航天。
生意航天
生意航天肇端于2004年，布什总统暂停好意思国航天飞机运筹帷幄，好意思国宇航局（NASA）通过资助生意公司的时势不绝进行天际行为。
在好意思国这么一个市集发展进程较高的国度，航空航天任务早期亦然由NASA和军方这么的国度队主导。但在发展过程中发现，国度队主导的航空航天模式，研发干与和辐照成本越来越高，渐渐超出NASA的预算限制，扞拒了航空航天发展的初志。
因此，NASA启动尝试给与市集化招投标的时势，将部分任务（主如果近地轨谈业务）承包给私营企业。受益于连结官方的生意化任务以及官方提供的部分时期相沿，SpaceX、蓝色发源等公司渐渐发展起来。
现阶段，好意思国在近地轨谈的任务，比如卫星辐照、空间站航天员运输和货运任务曾经基本完竣由生意公司实施，政府主要承担探月、探火等较远的天际探索任务，以至有的生意公司也启动介入火星探伤，比如SpaceX的方针是火星外侨，还有的生意公司匠心独具，启动探索天际旅游业务，比如蓝色发源。
中国媲好意思国稍晚，2015年放开民营成本进入生意航天范围，面前也降生了一批民营火箭和卫星公司。
回来来说，生意航天和国度队主导的航天作念的事情大致交流，比如火箭研制和辐照、卫星制造和运营、载东谈主航天、天际探索，以及围绕上述行为开展的关联时期就业和应用等。
生意航天与国度队航天最大的区别在于理念和模式不同，生意航天以市集为主导，要具备生意盈利模式。生意航天的上风，便是在于或者通过充分的竞争，带动行业全体时期水平的提高和成本的臆造。
卫星互联网
面前生意航天与等闲东谈主的生存最为密切关联的业务是卫星互联网。
咱们面前的通讯汇聚主要依靠大地基站，但大地基站有三个困难限制：
第一，信号传输后果受各式条款影响。比如，如果念念要保险山区的通讯，只可跋山涉川到偏远山区修建基站。在城市，建筑物的阻拦也会收缩信号传输后果。
第二，责任频段越高，传播距离相对越短，这就需要增大基站辐照功率和散播密度。比如，要保险交流的信号强度和隐秘面积，5G基站的数目就要比4G基站多。
第三，需要铺设多数的线缆，随机候以至要穿山过海，花费很大。这亦然好多地点莫得汇聚隐秘的困难原因。
上述三方面权臣影响了通讯汇聚的建造成本和就业范围。而卫星通讯为搞定上述问题提供了潜在决策：
率先，卫星在天上，莫得固体避让物，信号传输后果的亏空较小。
其次，卫星轨谈距离大地越远，信号隐秘的范围越广，需要的卫星数目就越少，相对成本就越低。
终末，主要靠旷地信号传输，不需要铺设多数线缆。
但卫星通讯决策的问题在于：
第一，高轨卫星隐秘面大，3颗高轨卫星就不错隐秘大家，但高轨卫星距大地远，信号传输距离长，濒临较长的通讯延长；
第二，高轨卫星要长距离通讯，只可采纳较低的责任频段，况且要督察较高的辐照功率，因此卫星的体积和质地就比拟大，辐照成本会擢升；
第三，臆造轨谈高度不错臆造延长，但低轨卫星的隐秘面积相对较小，这就需要更多的卫星组网材干隐秘交流的面积。因此，制变成本、辐照成本依然会高潮。
第四，星间通讯时期莫得攻克的时候，卫星照旧需要依赖大地基站来接管信号，为了保捏通讯的贯串性，一条通讯链路需要在多颗卫星之间切换，而低轨卫星相对大地某小数不是固定的，因此大地站必须有复杂的追踪系统，这也加多了成本。
第五，卫星的制变成本比拟高。国产卫星的单颗造价之前在3000万元傍边，面前曾经有大幅度下跌，畴昔应该不错降到1000万以下。
第六，在莫得攻克火箭的可回收时期之前，卫星的辐照成本比拟高，每公斤成本约6万～15万元。
如果不错攻克上述问题，那卫星通讯决策就具备全面替代大地通讯系统的后劲，生意价值不能辩论。是以算作一种潜在的时期决策，有诸多企业进行了尝试。
比如，1990年摩托罗拉建议的“铱星运筹帷幄”、1991年劳拉公司和高通公司建议的“大家星”系统、1995年轨谈通讯公司发起的“轨谈通讯运筹帷幄”等。
但无一例外，由于时期限制、成本驾驭和市集定位等问题，上述运筹帷幄先后秘书歇业或者重组，唯有少部分业务由于军方的需求而得以保留。
破局
诸多企业进行了尝试，但皆莫得取得冒昧性弘扬，直到SpaceX破局。
SpaceX对生意航天的困难意旨在于：
率先，改进材料大幅臆造了火箭制变成本。SpaceX火箭箭体的主要材料是不锈钢，据马斯克说，每公斤的成本只需要3好意思元。传统箭体的碳纤维材料每公斤的成本高达135好意思元，况且碳纤维切割过程中还濒临大要35%的花费，是以骨子成本接近200好意思元/公斤。
其次，可回收时期大幅臆造了辐照成本。一枚全新猎鹰9号火箭的成本大要为5000万好意思元，复用次数越多，成本越低。把柄每次辐照的有用载荷不同，新火箭辐照一次的毛利润在1200万好意思元傍边，而复用辐照的毛利润卓绝3000万好意思元。面前可知，SpaceX火箭的最大复用次数卓绝了18次（2024年3月31日辐照的猎鹰9号）。
依靠上述两种时期和大推力发动机，SpaceX将每公斤的辐照成本从6万～15万元东谈主民币臆造至2万元，畴昔的方针是把成本进一步臆造到每公斤千元傍边。
终末，也最关键的是，SpaceX颠覆了卫星的制造模式和发展理念，对时期改进的追求也令东谈主盖头换面。
第一，咱们以前辐照卫星的数目和频次有限，真是每颗卫星的遐想功能皆不通常，是以传统的卫星制造模式选定“固定站位式”坐褥，几位工程师共同完成一颗卫星的制造全经过，从遐想、拼装、测试到辐照的耗时要卓绝8个月。
但星链运筹帷幄了4.2万颗相对圭臬化的卫星，是以不错、也照实需要批量化坐褥，由此不错引入活水线、模块化和3D打印，大幅提高了后果，臆造了成本。SpaceX于2023年3月公布的一则解说称他们每天能制造6颗星链V2.0 Mini卫星。
第二，以前由于制造和辐照成本高，因此卫星辐照理念追求的是高生效力和高可靠性，卫星的遐想寿命比拟长。这就导致咱们会优先选用高端耐用元器件，比如相控阵芯片一般会选用抗辐照专用芯片，这就权臣举高了卫星制变成本。
但SpaceX把卫星看作“消费品”，星链卫星的遐想寿命唯有5年，5年后就会脱离轨谈，进入大气层烽火。这一方面使得SpaceX必须赓续制造和辐照卫星，另一方面也为星链时期赓续更新换代提供了条款。星链的初代星还比拟传统，尔后辐照的卫星渐渐新增了星间通讯、空间变轨、手机直连等功能。
第三，SpaceX对时期改进的追求使东谈主胆大妄为。
其一，改进卫星外不雅。咱们印象中卫星的主流时势是“一个球形骸+两个翅膀”，翅膀是太阳能电板板，球体集成各式功能载荷。但SpaceX为了提高单箭的辐照智商，作念了“立方体”折叠卫星，早期版块的长宽约4米*1.7米，后期版块的长宽约4.1米*2.7米，厚度皆在1米以内。
在时期更先进的情况下，卫星作念得更大更重，显然搭载了更多功能。SpaceX的单箭最大辐照纪录是一箭143星，但把柄火箭运力和卫星型号不同，单箭辐照的卫星数目亦然不细主张。面前的主流火箭照旧猎鹰9号（最大运输智商22.8吨）和猎鹰重型火箭（最大运输智商64吨），预期“星舰”很快将干与使用，遐想的最大运输智商是150吨。
其二，贯彻成本优先。咱们传统的卫星辐照模式是“直发入轨”，卫星本身只具备轨谈督察，而不具备空间变轨智商。因为在以前使用燃料鼓动的时期水平下，比冲较低，如果念念要使卫星赢得推力，则要佩戴更多的燃料，加多卫星的体积和分量，焉知非福。
SpaceX给与的霍尔电推，其责任旨趣是通过电场和磁场的互相作用，将电离的气体离子加速喷射出来，从而赢得推力。不同气体的电离难度不同，SpaceX先后使用氙、氪、氩气算作鼓动剂，推力更大、成本更低。比如，一公斤氩的成本是500～1500好意思元，氪的成本是3000～10000好意思元。是以SpaceX不错只将卫星送入440公里的轨谈，然后使用鼓动器安定推升到550公里高的轨谈，从简了火箭鼓动燃料。
空间竞争
星链运筹帷幄了2期星座。一期辐照1.2万颗卫星，二期运筹帷幄辐照3万颗，这些卫星在低轨谈组网，不错为大地用户提供高带宽和低延时的互联网通讯就业。
面前星链卫星主要有V0.9、V1.0、V1.5、V2.0 mini等型号，V2.0的几种生息版块也在赓续入轨，听说V3.0版块曾经经启动遐想。正在责任的主如果1.0和1.5两个版块。1.0不具备星间激光通讯智商，还比拟依赖大地测控汇聚。从1.5版块启动，星链卫星即搭载了星间激光通讯开辟，具备星间通讯智商，跟着新版块卫星数目的赓续增多，旧版块将被渐渐淘汰。
V2mini及之前的型号还需要大地末端，最新的V2.0 mini D2C版块曾经相沿手机直连。公开信息裸露，适度11月，星链共有6764颗卫星在轨，占大家在轨活跃卫星数目卓绝60%。其中6290颗正在责任，336颗具备直连手机功能，成为大家在轨领有手机卫星直连智商卫星最多的公司，并基本具备了对中低纬度区域的初期通讯隐秘智商。
近地卫星通讯的生效带来的径直问题是近地轨谈空间和通讯频段资源的竞争。
率先，轨谈空间是有限的。把柄测算，300～2000公里的低轨空间，或者容纳的卫星总量约5.8万颗，2029年展望将部署约5.7万颗，SpaceX一家就肯求了4.2万颗，占比将卓绝72%，剩下的才归其余国度竞争。
其次，频段资源亦然有限的。刻下的主流频段包括L、S、C、Ku、Ka、Q、V、E等，L、S、C基本曾经用罢了，Ku和Ka也所剩未几，且星链占用了大部分。新发卫星的频段主要连结在Q、V、E频段。
中国曾经建议了三个“万星星座”运筹帷幄，包括“GW星座”1.3万颗、“千帆星座”1.5万颗、“鸿鹄-3星座”1万颗，面前还不知谈这三个星座运筹帷幄具体的轨谈面散播和频段情况，可能要濒临与SpaceX的径直竞争。
卫星的频段资源主要由外洋电信定约（ITU）来管制和分派，刻下原则是“先到先得”。但为了提高频段资源分派的有用性，注意过度占用，ITU还规则，在提交肯求后的7年内必须辐照第一颗卫星，并在干与使用的监管期结尾后2年内辐照10%的卫星，5年内辐照50%，并在首发后的7年内全部部署完成，若未按期达到要求，则被视为灭亡相应的资源系数权。也便是说，从初次肯求启动，14年内必须全部辐照完毕。这又反过来对卫星的制造和辐照智商建议了要求。
而SpaceX在这两方面皆有上风：
第一，SpaceX的卫星辐照频率越来越快，2022年平均每10.7天辐照一批，2023年镌汰至5.8天，2024年镌汰至4.1天。
第二，SpaceX的卫星是圭臬化的，引入了3D打印、模块化和活水线，SpaceX我方知道，他们每天能制造6颗V2.0 Mini卫星。
SpaceX之是以能如斯高频地辐照卫星，除了本身的火箭和卫星产能除外，还收成于SpaceX领有较为足够的辐照场资源，况且辐照架的保重时期比拟短。
SpaceX有4座辐照场，极点情况下每个月以至不错辐照10次以上，第5座辐照场也正在建造中。
畴昔远景
其一，星链在俄乌冲突中展现了浩大的政策价值，超出了就业等闲用户的遐想初志，展现出多元化应用潜质。比如，面前星链由通讯卫星构成，不错为“星舰”试飞和生意天际行走任务提供通讯相沿。如果有必要，畴昔不错导航、遥感或搭载其他载荷，加多光电捕快监视智商、电子搅扰智商以至导弹抑止智商。
其二，星链曾经终观念现款流均衡，且用户数目赓续擢升，就业成本在赓续下跌，卫星互联网的生意模式曾经得到了考据。2023年11月，马斯克称星链业务曾经终观念现款流均衡。
2024年以来，“星链”系统凭借多域隐秘、高质通讯等上风，在完成对北好意思、欧洲及大洋洲市集布局的基础上，进一步拓展亚洲和非洲市集，霸占大家卫星互联网就业先发上风，面前已为超400万用户提供天基通讯就业。
那么，中国的卫星互联网远景如何呢？一句话回来，正在蓄力，随时可能爆发。
与高制程芯片不同，算作寰宇上第五个独处辐照卫星的国度，中国在火箭和卫星方面不错作念到完竣的时期自主。虽然，咱们在某些方面照实不如SpaceX，但SpaceX亦然最近十几年才爆发式成长起来的新锐公司。
2015年，中国生意航天对民营成本绽放。2020年，卫星互联网被纳入“新基建”限制，高潮为国度政策性工程。2021年，运筹帷幄了长三角“G60星链”产业基地，运筹帷幄卫星产能300颗/年，尔后将渐渐擢升至500～600颗。
2023年，重庆两江新区以“重庆数创园”为中枢承载体，创开国度级卫星互联网产业改进中心，鼓动卫星互联网产业发展。
以中国的工业制造智商，擢升火箭产能和卫星产能是一件相对较为粗浅的事情。假定与SpaceX对标，面前的短板在于性价比，即卫星制变成本、火箭辐照成本和辐照频率。
第一，辐照频率并不受限于火箭坐褥，而主要受限于辐照场资源。刻下的火箭制造主如果按需坐褥，产能远未打满，但辐照场资源有限。SpaceX有五座可用辐照场，3天可实行一次辐照。中国的辐照场主如果军用辐照场，辐照架的保重周期约需要2周，是以辐照频率较慢。
但在海南建造的生意辐照场曾经渐渐干与使用，也在渐渐启用海上生意辐照场建造，畴昔辐照资源不及的短板会得到较大缓解。
第二，火箭辐照成本主要受限于发动机运力、一箭多星和可回收时期。可回收时期的关键点包括发动机二次点火、姿态调整，在一级火箭下落的过程中，需要汇聚位置、速率、姿态等信息，在线及时绸缪发动机所需的推力大小和作用标的，对制导算法的要求极高。
国内的蓝箭航天、中科宇航、星际荣耀等公司正在鼓动可回收时期研发，蓝箭航天初次终了垂直起降复返火箭空中二次点火。中国生意航天在2025年有可能完成首个可回收火箭的入轨首飞。国内曾经尝试了一箭18星，畴昔还将探索一箭36星、一箭54星以至更多。
第三，卫星制变成本有望迎来大幅下跌，但搞定决策还有优化空间。密集辐照带来的规模化效应将会带来卫星制变成本的大幅下跌。但如果但愿制变成本能与星链匹敌，则需要在包括相控阵芯片、霍尔电推等困难元器件追求更优的功耗和性价比。
国产化高端元器件的成本照旧比拟高，因此，为了追求较高的利润，国内的生意化卫星照旧会概括混用国表里元器件。不外，我折服批量化的制造需求会倒逼国产化元器件的时期升级和成本压降。
回来
回来来说，中国的火箭和卫星不错作念到完竣的时期自主，但从生意航天的逻辑来看，在成本方面还有较大的优化空间。由于畴昔的批量化辐照需求，成本端可能会迎来一个较大幅度的下跌，但念念要与SpaceX匹敌，还需要攻克不少时期难题。
需要防卫的是，算作一种规模效应很强的基础步调，卫星互联网范围也可能存在“赢家通吃”的场地，面前SpaceX曾经在几大洲开展业务，国内的政策端和厂商应该形成协力，进一步加速生意航天布局。
（作家系后生经济学者）
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