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商业航天:何谓亚轨道飞行?三年后 中国人有望开启

  • 2022-09-19 17:13:14 来源:北京商报

距离首次售票坐飞机的空中旅行已经过去一个多世纪的时间,而今太空旅行也离我们越来越近。三年后,中国人有望开启自己的亚轨道旅行。

商业航天是中国企业有机会在全球占据重要一席的重要硬科技赛道之一,而亚轨道旅行也必然会带动我国商业航天发展的经济新业态。

两三百万的太空旅行

“长征十一号”火箭首任总指挥杨毅强日前接受《环球时报》采访时表示,随着商业模式的完善,2025年,中国有望开始亚轨道旅行,票价约200万-300万元人民币。

何谓亚轨道飞行?资料显示,当飞行器的速度达到第一宇宙速度即7.9km/s以后,飞行器就可以绕地球做匀速运动,这也是所谓的入轨。飞行器进一步达到第二宇宙速度即11.2km/s之后,就可以克服地心引力飞向太阳系的其他行星。

而亚轨道飞行旅游便是不入轨的太空旅游,一般情况下,亚轨道飞行是在距地球20-100公里高空飞行,其最高点必须高于卡门线,即一条位于海拔100公里(330000英尺)处,被大部分认可为外太空与地球大气层界线的分界线。而300公里以上的飞行为轨道飞行,国际空间站的运行轨道则在400公里左右。

并不遥远的太空旅行预期背后是扎实的航天技术支撑。曾在中国空气动力研究发展中心和北京系统工程研究所工作的黄志澄研究员曾公开介绍,太空旅游对我国来说虽然还在准备阶段,但基础扎实、后劲很大,无论是亚轨道旅游,还是地球轨道旅游,我国在技术上并不存在任何障碍。

据悉,我国使用“长征”二号F火箭发射“神舟”飞船,已经有12次的成功记录;2021年7月16日,我国的亚轨道重复使用运载器也已经试验成功。

其实,太空旅行并非空白。2001年,美国商人丹尼斯·蒂托乘坐俄罗斯“联盟”TM32 号载人飞船到国际空间站上旅游观光了9 天, 成为全球第一位太空游客。2021年,维珍银河公司和蓝色起源公司相继实现了亚轨道旅游。2021年9月16日,SpaceX实现了首次“全平民”太空旅游,将4名太空游客带到距离地面550公里环绕地球飞行,进行为期3天的太空旅游观光。

新业态充满想象

商业航天行业的快速发展催生了新兴的应用领域,也引发了人们对商业航天未来更多应用场景的需求。为此,国务院新闻办公室今年1月发布《2021中国的航天》白皮书时提到,未来5年,中国航天将“培育发展太空旅游、太空生物制药、空间碎片清除、空间试验服务等太空经济新业态,提升航天产业规模效益”。

当前,太空经济新业态正在形成初步的发展路径。商业航天产业研究院曾在相关报告中指出,以太空殡葬、太空旅游为主的应用已初步实现商业化,火箭洲际货运、太空挖矿等应用也已进入设计研制阶段,而洲际交通运输、火星移民、太空基地等应用或将成为人类航天技术未来的发展方向。

作为太空经济新业态之一的太空旅游业,给丰富太空相关产业技术链带来了想象空间。中国科学院国家空间科学中心研究员李明涛曾公开表示,要飞向太空,飞行器先进的动力与推进技术是基础;要节省成本,运载器和航天器的可重复使用是保障;要安全舒适,需要先进的环境控制与生命保障系统;与地面保持密切联络,则需要高速数据通信技术。

太空旅游业的发展可能带来的经济效益可从相关投资中窥见一斑。数据显示,2021年,高达171亿美元的风险投资涌入328家太空公司,创下历史新高,占全球风投总额的3%。值得注意的是,2021年是太空基础设施投资额尤为庞大的一年,这一领域获投145亿美元(相较2020年创下的纪录高出50%以上),其中,与太空旅游业息息相关的火箭发射和卫星通信就占到了基础设施投资的95%。

此外,黄志澄表示,目前大众对太空旅游的市场预测大都比较乐观。据调查显示,60%的美国人、70%的日本人和43%的德国人都希望能够有机会到太空中去。事实上,即便是亚轨道旅行也有很大吸引力,据悉,贝索斯首飞的竞标有近7600人参加,匿名的中标者最终花费了2800万美元。维珍银河公司宣称已有600名希望参与太空旅行的乘客在排队,其中还包括SpaceX公司的老板马斯克。美国一家投行的问卷调查结果显示,在净资产超过500万美元的人群中,近五分之二的人愿意付25万美元从维珍银河公司购票,而符合该条件的人大概有200万,市场的规模已经很可观。

而在生物制药方面,中国科学院空间应用工程与技术中心研究员仓怀兴曾公开指出,在国际空间站中,太空生物制药已经取得初步的研究成果。“我国科研人员在神舟七号上开展了制药微生物育种搭载试验,在神舟三号和神舟八号上开展了蛋白质结晶实验等。还有一些生物制药公司进行了治疗探索和药物研究开发,在治疗骨质疏松、乳腺癌等方面取得了突破。未来,太空生物制药的成果及经济社会效益令人期待。”

目前,国内已有不少企业看中太空生物制药行业,并不断为其助力。例如,2021年底,火箭派(太仓)航天科技有限公司完成数千万元天使加轮融资,计划将生物医药搬上太空。

整体处于积累阶段

目前中国商业航天企业整体仍处于“积累”阶段。数据显示,截至2021年底,已披露的中国商业航天产业相关投融资接近400亿元,分布于产业链的各个模块,其中,中游的地面设备制造和下游的卫星应用及运营两个模块的商业价值较高,而上游的卫星制造和发射服务处于初步发展阶段。

总体看来,过去7年间,在运载火箭、卫星应用等领域均已出现头部企业,同时,我国已经出现了300多家航天创业公司,并取得了许多成果:形成了包括卫星、火箭、发射、测控等及其应用的完整产业链;弥补了国企在开拓市场方面的不足;发射次数、发射载荷质量和在轨卫星规模均居世界前列。

根据艾媒咨询数据,我国商业航天市场规模自2015年以来保持高速增长,2017-2024年年增长率保持在20%以上,预计2024年商业航天市场规模将达23382亿元。

但纵观全局,我国商业航天也存在着各类发展问题。中钢经济研究院首席研究员胡麒牧告诉北京商报记者,从当前来看,成本过高是阻碍太空旅游等新业态商业化的主要问题。“对于普通群众而言,200万-300万元是一个非常高昂的数字,这意味着大多数人都难以接触这一业态。”胡麒牧表示,“但在民用航空业发展的早期阶段,跨大西洋航班成本也曾高达数十万美元,因此,随着时间的推移、技术的发展和新业态的普及,最终其价格也可能降至普通人可以接受的范围。”

对此,黄志澄表示,为实现普通人的太空旅游,必须大力发展完全重复使用的航天运载系统,数据表明,重复的次数越多,运载的成本就越低。“必须研制出一种能将几种形式的发动机组合起来的组合动力系统。显然,发展这种组合发动机还面临许多挑战,需要有更大的技术创新才能满足要求。预计从运载系统研发成功到运行和成本都能满足要求,还需要20年以上的时间。”

但蓝箭航天CEO张昌武曾在接受媒体采访时表示,未来商业航天企业之间的竞争并不在于谁拥有更尖端的技术、更大胆的创新,而在于成熟的商业化产品和服务交付能力。

此外,商业航天产业研究院相关报告曾指出,运载能力不足是我国运载火箭现阶段的主要痛点。报告显示,2020-2021年全球各国火箭发射活动次数整体格局变动不大,中、美两国地位稳定,总和占比超七成。然而火箭运力方面,我国与美国相距甚远。2020-2021 年全球各国载荷发射格局稳定,美国处于绝对优势地位,载荷发射数量占比超60%;而我国位列第三,载荷发射数量仅占全球发射总数量的约6%。因此,在与美国发射次数基本相同的情况下,载荷发射数量的差距反映了我国火箭运载能力方面的薄弱。

而当前,我国运载火箭正在迎难而上中飞速发展。例如,2021年,朱雀二号完成了运载火箭整流罩分离试验,2022年,蓝箭航天公布了最新的液氧甲烷运载火箭照片。北京商报记者联系蓝箭航天相关负责人后了解到,当前,朱雀二号发射事宜正在筹备当中,这款“让韩国世界号黯然失色”的火箭,将推动中国商用型运载火箭取得新进展。(记者 方彬楠 冉黎黎)

关键词: 太空旅行 商业航天 亚轨道飞行 全球第一位太空游客 太空经济新业态

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