“制約商業(yè)航天最重要的是衛(wèi)星制造技術(shù)。打個通俗的比喻，衛(wèi)星就是在高速路上跑的小車，國家的火箭相當(dāng)于把車加速送到高速路上。如果不上高速，你根本跑不起來；如果你的車不過關(guān)，到高速上一跑就散了，那么商業(yè)航天就很難實現(xiàn)。你要把衛(wèi)星平臺做到像寶馬、奔馳那樣，跑200公里、300公里都能穩(wěn)穩(wěn)的，這就是技術(shù)。”日前，澎湃新聞記者專訪北京微納星空科技有限公司（下稱“微納星空”）董事長、北京藍箭空間科技有限公司（下稱“藍箭航天”）聯(lián)合創(chuàng)始人、上海交通大學(xué)航空航天學(xué)院常務(wù)副院長吳樹范，談?wù)撝袊駹I航天及微納衛(wèi)星的發(fā)展。
吳樹范曾先后在德國布倫瑞克技術(shù)大學(xué)、荷蘭德爾福特技術(shù)大學(xué)、英國薩里大學(xué)空間中心、歐洲航天局技術(shù)研究中心等國外高校和研究機構(gòu)擔(dān)任研究員和資深工程師。歐洲工作17年后，吳樹范在2013年回國進入中科院微小衛(wèi)星工程中心擔(dān)任總工程師等職務(wù)。2017年，吳樹范再次進入高校，任職上海交通大學(xué)航空航天學(xué)院講席教授。
真正進入民營航天領(lǐng)域，也恰是3年前民營航天得到國家政策支持之時。2015年6月，吳樹范與山東老鄉(xiāng)張昌武聯(lián)合創(chuàng)立藍箭航天，從事商業(yè)火箭技術(shù)的研發(fā)和服務(wù)，架設(shè)商業(yè)航天發(fā)展的高速跑道。2017年8月，吳樹范領(lǐng)銜創(chuàng)立微納星空，主要從事微納衛(wèi)星系統(tǒng)的研發(fā)制造服務(wù)，自主研發(fā)微納衛(wèi)星平臺和核心部組件。
衛(wèi)星由衛(wèi)星平臺和有效載荷兩部分組成，衛(wèi)星平臺相當(dāng)于貨車，有效載荷相當(dāng)于車上的貨物，有效載荷隨用戶需求而異，而衛(wèi)星平臺可以支持各式有效載荷。10月27日，藍箭航天“朱雀一號”民營運載火箭搭載的“未來號”衛(wèi)星正是使用了微納星空自主研制的衛(wèi)星平臺MN-10，而載荷是一臺小型光學(xué)相機和一個空間科學(xué)試驗艙。
民營微納衛(wèi)星的供需斷層
相比于1噸以上的大衛(wèi)星及100千克以上、1噸以下的小衛(wèi)星，微納衛(wèi)星通常指重量小于100千克的衛(wèi)星。微納衛(wèi)星研制周期短、技術(shù)更新快、功能密度和性價比高，平均1-2年可完成研制，比起成本高達數(shù)億元乃至數(shù)十億元的衛(wèi)星，微納衛(wèi)星研制成本只有幾百萬元至幾千萬元不等。“過去只有國營大企業(yè)才能做衛(wèi)星，現(xiàn)在很多大學(xué)在做衛(wèi)星。”吳樹范說。
“一顆大衛(wèi)星的成本可以造上百顆微納衛(wèi)星，這一百顆微納衛(wèi)星進入星座以后，哪怕10顆出現(xiàn)問題，它仍然可以完成既定功能。”微納衛(wèi)星適合批量部署，協(xié)同工作，一次可發(fā)射數(shù)十、數(shù)百顆。也正因這些優(yōu)勢，微納衛(wèi)星一般以星座或組網(wǎng)的形式運行，通過多星協(xié)同增加對地面的覆蓋面積或縮短重訪時間。
2013年11月19日，美國軌道科學(xué)公司（Orbital Science）發(fā)射一枚攜帶29顆微納衛(wèi)星的火箭。30小時后，俄羅斯企業(yè)科斯莫特拉斯（Kosmotras）將32顆微納衛(wèi)星送入軌。2017年2月15日，印度一箭104顆星，其中103顆為微納衛(wèi)星。在中國，2015年9月20日，長征六號火箭將20顆微納衛(wèi)星送入距離地球524千米的軌道。民營企業(yè)也在“放衛(wèi)星”。由珠海歐比特宇航科技股份有限公司規(guī)劃并運營的“珠海一號”衛(wèi)星星座由34顆遙感微納衛(wèi)星及眾多地面系統(tǒng)組成。目前“珠海一號”衛(wèi)星星座已有7顆衛(wèi)星在軌，還從太空傳回了大量衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)。
“當(dāng)前中國民營航天的發(fā)展和對微納衛(wèi)星制造能力的供需之間有一個斷層。”吳樹范說，國家隊微小衛(wèi)星的制造能力主要為國家任務(wù)服務(wù)，目前眾多民營公司專注于衛(wèi)星的運營和應(yīng)用，短時間內(nèi)無法具備衛(wèi)星制造能力。微納星空瞄準(zhǔn)這一斷層，“你提要求我給你造出來，我還能幫你把它發(fā)上去，后面的運營是你的事。我也用你的錢給你造衛(wèi)星，這個戰(zhàn)線很短，不需要投入太多資本。”
“我的員工經(jīng)常問我，我們有足夠的衛(wèi)星任務(wù)做嗎”
和扎堆在北京亦莊的民營火箭公司不同，微納星空選址在北京市中關(guān)村永豐產(chǎn)業(yè)基地，靠近航天科技城，那里衛(wèi)星企業(yè)和工程師多，便于合作開展業(yè)務(wù)。
“在微納星空成立之初，我的員工經(jīng)常問我，吳教授，我們有衛(wèi)星任務(wù)干嗎？我在回答這個問題時我說應(yīng)該會有的，基本上我深信會有商業(yè)衛(wèi)星任務(wù)來做，但是到底有多少，我也沒有底。”吳樹范說，自己搭了一個產(chǎn)學(xué)研的舞臺，想把手里的各項資源盤活，于是和志同道合的團隊一起孵化出民營航天企業(yè)藍箭航天和微納星空。但民營航天的水有多深，他也不知道。
成立3個月，微納星空靠銷售衛(wèi)星產(chǎn)品獲得銷售收入超過百萬元。“民營航天深不見底，高手在民間。在湖面上你看不到，但當(dāng)你到了那個地方，你具備了能力，你就能看到一些需求。”進入民營衛(wèi)星戰(zhàn)場后的第4個月，微納星空接到“海南一號”衛(wèi)星項目的兩顆50公斤衛(wèi)星，今年春節(jié)后又接到數(shù)顆200公斤衛(wèi)星的訂單，合同額達數(shù)億元。每次拿到訂單，他告訴團隊，“我們有事干了。”
“因為搞航天的工程師們都希望有事干，加班加點，都非常興奮。能展示自己，我情愿加班加點把事情干好干出來，也不愿意你高工資養(yǎng)著我，讓我沒事干。”
已經(jīng)研制完成并最早發(fā)射的“未來號”是央視綜合頻道《加油！向未來》節(jié)目定制的微小衛(wèi)星，在10月27日由藍箭航天“朱雀一號”民營運載火箭搭載。吳樹范說，“未來號”衛(wèi)星從決定要做到最后發(fā)射，用了不到四個月時間。因為對衛(wèi)星市場充滿信心，吳樹范從今年初著手規(guī)劃工作時就預(yù)定了多顆衛(wèi)星的部組件。在發(fā)射任務(wù)和發(fā)射時間定下來后，“所有必須要做的工作開始倒排，排到我今天要干什么，排到每個小時要干什么，我要是干不完，不睡覺我也得干。”
“未來號”設(shè)計壽命2年，使用微納星空自主研制的衛(wèi)星平臺MN-10，載荷是一臺小型光學(xué)相機和一個空間科學(xué)試驗艙，主要任務(wù)是完成對地觀測和空間在軌科學(xué)實驗。盡管最后未能入軌，但這次拉練也讓團隊“有事干”，走過完整的發(fā)射流程讓微納星空的衛(wèi)星隊伍在短時間內(nèi)凝聚起來。微納星空下一顆基于MN-0平臺的微納衛(wèi)星將于12月初發(fā)射升空。
中國也有孕育“SpaceX”的土壤
中國是否有土壤可以孕育像SpaceX那樣的民營航天企業(yè)？吳樹范的回答是肯定的。
2014年11月，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于創(chuàng)新重點領(lǐng)域投融資機制鼓勵社會投資的指導(dǎo)意見》，鼓勵民間資本研制、發(fā)射和運營商業(yè)遙感衛(wèi)星，提供市場化、專業(yè)化服務(wù)；引導(dǎo)民間資本參與衛(wèi)星導(dǎo)航地面應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)。2015年，軍民融合被上升為國家戰(zhàn)略。2016年12月，國務(wù)院新聞辦公室發(fā)表《2016中國的航天》白皮書，鼓勵引導(dǎo)民間資本和社會力量有序參與航天科研生產(chǎn)、空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、空間信息產(chǎn)品服務(wù)、衛(wèi)星運營等航天活動，大力發(fā)展商業(yè)航天。
“中國航天60多年的技術(shù)基礎(chǔ)積累以及40年的改革開放，特別是資本市場的積累，現(xiàn)在都具備了條件。大家擔(dān)得起風(fēng)險，有投資人就是投十家企業(yè)，他失敗五家也擔(dān)得起。所以這也是中國民營航天能發(fā)展起來的一個最關(guān)鍵因素——資本，從房地產(chǎn)市場撤出來，從股市撤出來，轉(zhuǎn)向投高科技。”
2015年以來，民營航天公司紛紛進場。藍箭航天、星際榮耀、零壹空間、深藍航天等民營火箭公司廣泛布局，九天微星、天儀研究院、千乘探索、零重空間等民營衛(wèi)星公司主打商業(yè)小衛(wèi)星的研發(fā)制造、組網(wǎng)與運營。
吳樹范認為，盡管目前仍有一些核心控制算法和精密零部件掌握在國外手里，部分高精度產(chǎn)品還只能靠采購，但民營航天不需要太多高精尖技術(shù)，“民營航天需要成熟可用的廉價產(chǎn)品，尤其是立方星的技術(shù)在國際上并不封閉，這就給我們發(fā)展民營航天創(chuàng)造了條件。”
在火箭和衛(wèi)星的發(fā)射需求上，不僅僅是中國的需求旺盛，發(fā)展中國家的需求更大，這些因素在吳樹范眼里都是孕育如SpaceX般商業(yè)航天企業(yè)的土壤。
相對于國家隊發(fā)展大航天，吳樹范認為，民營衛(wèi)星的核心競爭力是商業(yè)的理念，以客戶為中心，衛(wèi)星的設(shè)計是為了滿足客戶需求。民營企業(yè)是客戶，政府客戶也是客戶，“當(dāng)民營衛(wèi)星公司有實力能給國家提供服務(wù)了，國家自然也會對你開放。但在現(xiàn)階段，你是一個小苗，你還不具備這個能力，你根本就進不到體系。當(dāng)你展示了你的能力，你做的衛(wèi)星也能為國家服務(wù)，那國家為什么不用呢？”
自從民營航天進入戰(zhàn)場，肉眼可見的變化是國家隊的發(fā)射成本在下降。“民營航天的出現(xiàn)倒逼國家隊做改變。國家隊現(xiàn)在也在搞股份制改造，創(chuàng)業(yè)運營管理方面也有變化。”不過，發(fā)展民營航天，關(guān)鍵要提高衛(wèi)星制造技術(shù)，吳樹范把衛(wèi)星比作高速路上的小車，這輛小車技術(shù)要到位，拉著貨上太空軌道還能穩(wěn)穩(wěn)地跑。民營衛(wèi)星走向高精度和低成本，依然要靠技術(shù)驅(qū)動。
條條大路通羅馬，但要真正搶到蛋糕，路上還有很多坎
根據(jù)北京空間科技信息研究所的研究（成立于1984年，隸屬于中國航天科技集團公司所屬中國空間技術(shù)研究院），2017年，全球共發(fā)射500千克以下的小衛(wèi)星310顆，占同期入軌航天器總數(shù)的70.5%。其中，0-10千克衛(wèi)星276顆，10-50千克衛(wèi)星17顆，50-100kg衛(wèi)星4顆，100-500kg衛(wèi)星13顆。歐洲咨詢公司（Euroconsult）8月發(fā)布《小衛(wèi)星市場前景》報告稱，未來10年全球?qū)l(fā)射約7000 顆小衛(wèi)星，其中組網(wǎng)的50個衛(wèi)星星座將占這7000顆衛(wèi)星總量的80%，小衛(wèi)星制造和發(fā)射服務(wù)的市場價值將達到380億美元。
國產(chǎn)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃也在醞釀。中國航天科工集團的“虹云工程”計劃發(fā)射156顆在1000千米運行的低軌小衛(wèi)星，通過組網(wǎng)構(gòu)建一個星載寬帶全球互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。中國航天科技集團的“鴻雁星座”將由300余顆低軌道小衛(wèi)星組成。民營企業(yè)方面，民營衛(wèi)星企業(yè)九天微星的物聯(lián)網(wǎng)星座計劃將通過一箭多星，在3年內(nèi)部署72顆低軌物聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星。天儀研究院的“天格計劃”將在2023年前，完成24顆空間伽馬射線暴探測微小衛(wèi)星陸續(xù)入軌工作，組成衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。
“目前全球通訊網(wǎng)、全球定位、物聯(lián)網(wǎng)是大方向，必然有很多企業(yè)要做星座和組網(wǎng)，因為那是一個大蛋糕，大家都要去搶，但能不能搶得到那一塊蛋糕，就要看各方面的因素了。”吳樹范認為，未來10年，民營企業(yè)一定能實現(xiàn)衛(wèi)星星座和組網(wǎng)。但在這一過程中，還需要面對資金、技術(shù)、市場需求的考驗。即使拿到資本、建立隊伍、打開市場，要把民營衛(wèi)星的未來故事變成現(xiàn)實還將涉及到技術(shù)與團隊的整合、公司的管理等問題。
“條條大路通羅馬，大家都從不同角度都往那奔，路不一樣，手段不一樣。但要走到那兒去，路上還有很多問題。每一個坎過不去，你就會跌倒。”吳樹范說，“有的企業(yè)也可以講故事，讓大家都來支持我，你再給我多少錢，我多少年以內(nèi)就能走到那兒，那么故事就要講得好。”而區(qū)分哪些公司真正有實力，就要靠投資者的眼力以及時間的證明。
在未來，中國的民營航天將走向哪里？吳樹范謙稱說不上來，他沒有給出太空旅游、洲際往返的答案，而是仍然堅持民營航天深不見底，“你不到那個地方你就看不到，所以你必須往那兒走，走到那兒你會發(fā)現(xiàn)更多的機會。”
原標(biāo)題—微納星空吳樹范：民營航天深不見底，中國可孕育SpaceX