2021,预见商业航天未来 | 星际赛

左键2021-04-16
星际争霸,从来都不容易。

全球各国不约而同将航天产业纳入国家战略高度,新一轮商业航天运动席卷而来。

从国外市场来看,SpaceX积极布局近地轨道卫星,截止4月,已成功实施7次专门的星链卫星发射,预计今年年底将实现全球偏远地区提供卫星互联网覆盖的小目标。

视角转换到国内,今年4月,国内首个商业航天发射中心确定落户浙江宁波,建成后将实现年发射规模100发,是目前我国航天年发射次数的2.5倍,而其航天配套产业规模更将到达千亿。不单是宁波,山东威海也正着力打造“东方航天港”,目标是成为我国最大的海上航天发射中心。

今年伊始,36氪浙江策划《星际赛》系列报道。随着报道的深入,我们发现国内商业航天企业不约而同提到了火箭制造、卫星互联网、卫星应用等几个关键词。火箭制造是行业困境,卫星互联网是发展线索,而卫星应用则是下一个争夺赛点。

本文将从这三点出发,简单分析这轮“星际争霸”。

商业火箭的共同难题 垂直可回收技术

火箭推力与运载能力,决定了人类可以携带多少设备和资源进入太空,所以除了发射频率提高之外,火箭运载能力的提升也是全球航天发力的关键要素。

国内火箭制造企业大致可分为两类,液体可回收火箭和固体火箭。

商业航天企业大多聚焦于液体可回收火箭,其商业逻辑主要在于通过可回收火箭的重复利用,提升发射频率和减少研制成本,进而提升发射价格的行业竞争力获得更多商业发射订单。

其中,垂直回收技术是商业火箭企业必须攻克的难关。火箭最核心的动力系统,占全箭成本70%到80%,只有实现垂直回收,才能有降低成本的可能。目前,包括星际荣耀深蓝航天星河动力等在内的火箭企业都在着手攻克这一难点。

但技术的突破并非易事,这主要由全产业链人才稀缺所导致。仔细分析我国商业航天领域的参与者,其CTO、首席科学家等大多拥有国内知名某科研院所背景。但人才流动是有时间窗口的,越往后越难。如果企业能在初始阶段,就拥有一支完备的火箭制造团队,其研发成功的可能性以及被资本的认可度,都将变得很高。

那对于后来者来说,难道就无路可走了?

倒也不是,国科嘉和合伙人丁润强就曾给出“人才方案”。他认为,商业航天火箭的优势在于成本控制与技术创新,人才也可以“跨界”融合。也就是说,除了将招聘目标瞄准北航、北理工、南航、西工大等垂直院校毕业生外,企业也可以考虑其他高校的微电子、机械等专业的学生。通过吸纳不同专业领域的人才,实现产品创新与技术路线革新。

目前来看,国内商业航天市场仍处于“星多箭少”的状态。规格零散的微纳卫星发布需求,决定了我国短期内仍会处于以小型液体可回收火箭为主导的商业市场环境。

随着商业航天从量变期转向质变期,市场需求可能会是两个量级以上的增长。届时,中大型火箭的运力需求也将远超小型火箭。好消息是,国内已涌现出蓝箭航天九州云箭星河动力等聚焦于中大型火箭发动机制造的企业。

卫星发射明显增多 卫星互联网成新需求

当火箭运力打开后,卫星制造与卫星发射将迎来新的机会。

九天微星创始人兼CEO谢涛认为,当前的五年属于狭义的卫星互联网,即用卫星网络去解决无基站覆盖地区的通信需求;未来十年将属于广义的卫星互联网,即卫星作为天上的铁塔,搭载各种载荷和传感器,组网形成太空中的分布式计算平台,可以应用于偏远地区通信、海洋作业及科考宽带、航空宽带和灾难应急通道等行业,作为地面移动通信的有效补充。

从实际情况来看,各国也正抓紧部署卫星互联网。2020年全球共发射卫星1281颗,其中星链卫星833颗。2021年,随着疫情的稳定,卫星发射数量或将创下新高。

聚焦到国内,2020年4月,卫星互联网首次作为重要的信息基础设施被纳入国家“新基建”政策支持的重点方向。虽然国内卫星发射数量与美国还存在一定差距,但未来发展空间广阔。

卫星互联网产业链主要分为卫星制造、卫星发射、地面设备制造和卫星运营及服务四个环节。我国正处于产业链发展初期,卫星制造与卫星发射行业将优先释放业绩,享受基建红利。这一赛道的技术门槛也比较高,需要企业在国产自主化的欧比特以及在航天测控通信、机电组件、集成电路、惯性导航等方面具有明显优势。

当卫星互联网体系逐渐建设完善之后,地面设备制造、卫星运营及服务行业潜力巨大,将在星座组网的后续运营期间持续受益。

目前,国内已经涌现出了一批布局低轨卫星通信系统建设与运营的企业。以测控运为例,航天驭星在新疆、宁夏、黑龙江、海南等多个地区建设了商业卫星测控基地,自建地面站36台套,海外合作站10多台套,不断构建和完善全球化的商业航天基础设施,以便于卫星运营商更好地管理卫星,更高效地获取数据和服务。另一家卫星企业千乘探索,则是组建了千乘探索天地系统,包括千乘星座、地面测控站网、卫星指挥控制中心和快速响应平台。

在这一赛道中,因使用需求量大、生产难度高及资金门槛相对较低,市场竞争较为激烈,拥有纵向产业链布局以及拥有丰富生产、销售经验的公司将有较大优势。

解决应用痛点 发展前景广阔

从火箭到卫星,最终要落地的是应用,卫星应用恰巧是我国商业航天全产业链中最薄弱的环节。

这主要有两方面限制因素。

对于应用公司来说,通导遥相当于左手,意味着可掌握的生产资料。生产资料成本越低,则可利用的数据流量越多。假设左手为卫星数据导航项目,就可以具像化为数据的时间分辨率和地理分辨率是否够高。如果左手的能量不足,就无法满足商业应用。

右手则是客户。客户想将生产资料应用于哪个领域是未知的,且也不一定知道自己的需求是什么,这中间仍存在用户教育与引导的过程。

不过当这两方面得到解决时,其商业化前景十分广阔。通信与导航技术较为成熟,已有大量的应用场景落地。两者也天然为一体,因为卫星导航系统本身就需要通信手段来实现定位。

遥感方面,因需求广阔,而高分遥感技术门槛较高,产品存在较多的不确定性。未来市场化方向,一块是政府治理能力、治理体系的数字化,另一块是行业性的普遍应用。

国内卫星遥感应用领域头部企业航天宏图,目前主要的服务对象就是政府。比如面向自然资源领域三维实景中国建设,提供从数据到软件到信息产品全链条的支撑,在山水林田湖草沙等自然要素监测方面,发挥空天地一体化优势;面向精准农业,提供精细化的气象信息服务,精确指导农业种植提高产量。

另一家国星宇航开发的产品——“园区之眼”,则是行业应用的代表。产品以高频次周期性的卫星数据为基础,融合了区域多维信息,建立基于园区卫星影像、地块矢量文件和产业地图。

未来三到五年,随着卫星观测能力不断提高,感知能力提高,处理信息的种类和能力更加强大,市场增速加快,相信还会出现很多领域的百亿级小型赛道。

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