中国民营商业航天何为?

中国建设天基互联网势在必行,但时间窗口已经等不及中国民营商业航天创业公司成长为SpaceX。

创业邦 2020-06-23

美国东部时间6月13日5时21分,SpaceX猎鹰9号火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地成功发射第九批“星链”卫星。这批“星链”卫星共有58颗小卫星,至此SpaceX已累计发射540颗“星链”卫星。

2019年5月24日,SpaceX成功发射“一箭60星”,这场发射引发了一场大洋彼岸的焦虑。

埃隆·马斯克(Elon Musk),这位以特斯拉、Paypal、SolarCity颠覆了汽车、互金、新能源的“狂人”,还想做宇宙征服者。五年前,他提出了一个大胆的奇思妙想——在太空分批发射1.2万颗卫星,最终所有卫星组网,为地球提供全天候、高速、低成本的高速互联网。这一项目被命名为“星链”(Starlink)计划,将在2019~2024年间落实。

更早些时候,2018年3月,SpaceX猎鹰九号火箭在一次常规发射任务中搭载了2颗小卫星,它们是星链计划的试验星。一箭60星,则意味着SpaceX部署卫星进程远超预期。尤其刺激大洋彼岸神经的是,2019年10月,星链发射卫星数量增加至4.2万颗,按照计划日程,2020年底前共有800颗卫星为北美地区提供互联网骨干网服务。

中国版“星链”何时来?呼声越来越高。

九天微星创始人兼CEO谢涛明显感受到了这股趋势。他曾在中国航天集团体制内工作十多年,全程参与嫦娥一号探月工程,2015年,他创办了九天微星。

在航天体制内,两大央企航天科工集团和航天科技集团分别提出了“虹云工程”和“鸿雁星座”。随着SpaceX数批星链卫星发射成功,中国显然需要更多民间力量加入天基互联网。

“航天早已成为大国博弈重要一环,美国有我们必须有,中国必须有人做这样的事情。”谢涛对创业邦说。

2020年4月20日,“卫星互联网”首次被纳入“新基建”范围。

2020年5月14日,九天微星宣布2.7亿元B轮融资,航空工业中航资本旗下基金中航产投及北京国富资本领投,河北唐山和四川宜宾两地政府基金参与其中。

央企与地方政府投资民营卫星创业公司,意味深远。中国版“星链”渐行渐近,至此或许已埋下伏笔。

01

做太空界的华为

大洋彼岸的创业者、投资人、军方越来越确信,互联网星座是可预见的未来。

“如果说2015年是中国商业航天元年,前5年各家各打游击战,摸索应用场景,如今Space X星链计划的加速部署则启示中国,卫星互联网是同互联网、5G那样重大领域的应用市场,各家民营航天公司将围绕基础设施建设、运营与应用等各环节,瞄准目标打阵地战。”谢涛对创业邦说。

2020年,Space X星链计划不再是异想天开,而是将要实现的事。

目前全世界仍有30亿未接入互联网人口。在马斯克的计划中,他将用11943颗低轨卫星满足这部分人群的连网需求。这是块巨大的增量,一旦成功,将为SpaceX带来每年至少300亿美元的收益。

此外,全世界每年约40亿人次的搭乘飞机场景,深山、荒漠、邮轮及建设地面基站不划算的偏远山村,都是卫星互联网用武之地。

还有技术应用场景。星链卫星集中布局在近地轨道,低轨道卫星通信的好处是低时延。马斯克估计,其星链太空卫星互联网延迟时间约为20毫秒,这一速度比位于地球静止轨道上运行的传统卫星快20倍。

对于卫星广播电视这种延迟可能无关紧要,但在金融领域,比别人提前知道几毫秒就意味着赚取更多收入,在医疗等技术场景同样毫秒必争。

马斯克的电动汽车业务也将极大受益于星链。届时天地无缝对接,低轨卫星网络将为L4级自动驾驶的特斯拉提供高精定位服务,实现导航增强功能,满足自动驾驶对于复杂路况的及时反馈需求。

中、俄、美等航天大国对于近地轨道优质频段的争夺正在变得剑拔弩张。

传统卫星在地球静止轨道上以单颗存在,当其寿终正寝,则会抬高200多公里,进入“墓地轨道”,腾出的位置则留给有需要的国家。传统卫星体积大,覆盖面广,但距地表远,高延迟,连接不稳定。

低轨卫星距地表近,覆盖范围有限,但由多个卫星连接而成的星座,可以兼顾时延和覆盖范围,这是低轨卫星常见的布局手段。而且,低轨互联网星座由成千上万颗小卫星组成,分批次发射。当一小部分卫星损坏或寿命结束,则由新卫星“补网”。

这意味着,近地轨道资源位基本是“谁先占谁所有”,目前国际卫星通信界和联合国也奉行这一原则。

SpaceX方面认为,在保证星链安全的前提下,地球低轨300~1000km轨道高度上大约能容纳5万颗卫星,而马斯克已计划在2024年底前发射4.2万颗。谢涛表示,无论是现实迫切需求还是国际竞争趋势,中国建设天基互联网势在必行。

然而,时间窗口已经等不及中国民营商业航天创业公司成长为SpaceX。

SpaceX成立于2002年。SpaceX最初研发猎鹰1号火箭,资金只够支持到第三次发射,前三次都搞砸了,马斯克卖掉房子、飞机和跑车,勉强凑齐第四次发射经费,还小心翼翼地将卫星换成了虚拟货物。如果再次失败,SpaceX将面临破产。

命运眷顾马斯克。SpaceX猎鹰1号第四次发射终于成功,几个月后SpaceX还拿到了NASA 16亿美元订单。奥巴马总统曾表示,未来的美国商业载人计划将完全交由民营企业运营,NASA将大力配合支持。事实上,美国政府给予民营商业航天公司的支持远不止订单,还有技术和人才,SpaceX凭着百折不挠的创新精神成为NASA选中的幸运儿。

纵观中国民营商业航天发展史,直到2015年还可谓蹒跚学步。首届中国商业航天高峰论坛于2015年举办,零壹空间、九天微星、天仪研究院、蓝箭航天、星际荣耀等民营商业航天公司均成立于2015~2016年间。相比美国,中国民营商业航天起步大约晚了15年。

在技术层面,SpaceX成功实现了一级火箭可回收技术,该项成本占到火箭发射总成本一半以上。火箭可回收,发动机和电子设备可复用,那就意味着SpaceX只需支出维护成本和燃料费,就可以执行分批次发射任务。据自媒体“小火箭”创始人、北京航空航天大学博士邢强测算,猎鹰火箭每个重达260公斤的卫星发射成本还不到60万美元,平均一公斤发射成本2300美元,而除猎鹰火箭之外,世界上最便宜的商用火箭发射费用每公斤卫星达到10000美元左右。

产业链层面,SpaceX从研发火箭起步,火箭发射成功后开始建星座,搞运营,最终实现火箭制造、卫星批量化制造、星箭设计、运营等各环节纵向一体化。产业链上下游整合的好处是能够自主把控发射频率,快速组网,进而整体优化成本。

SpaceX自创立到构建上述核心竞争力历时10多年。今天时代环境变了,10多年显然太长。

“不能刻舟求剑,如果星链计划一如预期,五年之内,近地轨道就将布满数万颗 ‘小星星’,到时候我们再想发展也没有空间了。”谢涛对创业邦表示。

在谢涛看来,中国商业航天创业公司与其对标做“中国的SpaceX”,不如做“太空界的华为”,卫星互联网的总体设计与运营由国家队把控,各家创业公司则基于自身定位做好产业链供应商,像华为那样力出一孔,单点突破,整个卫星互联网业态将是横向并发的局面。

02

九天微星的商业航天冒险

中国商业航天技术和人才过去主要集中在体制内。

2010~2015年间,SpaceX、谷歌、Facebook等国际巨头抛出了各自的星座计划,2015年左右,OneWeb备受投资人热捧,国内政策也渐渐对民营商业航天松开了口子。

2014年,国务院60号文件鼓励民营资本进入航天领域;2015年,天地信息一体化写入“十三五规划”重点项目。

一批待在体制内不安分的航天人,在2015年前后纷纷下海创业,谢涛是其中一员。

2014年马航MH370失联事件对谢涛触动至深,各国紧急调集高轨卫星参与搜救。结果不理想,“在这样一个信息无处不在的时代,人和飞机突然消失了,杳无音讯,如果有低轨通信卫星参与搜救,失联乘客就会多几分生还希望。”谢涛说。

2015年6月,九天微星成立。谢涛目标远大,他计划用800颗卫星组网服务于全球,做中国的宽带通信星座。

彼时,还很少有投资人关注商业航天。对航天稍有研究的VC则认为,囿于体制内对于航天知识产权和技术的保护,以及技术和人才集中在航天科技和航天科工两大体制内,民营商业航天难成气候。此外,VC都希望马上能挣钱,对长线投资缺乏耐心。2015年下半年,谢涛基本都在找钱中度过。

直到2016年6月,九天微星完成中科创星千万级别的天使轮融资。

经过头一年的摸索,谢涛变得切实。他做了番测算,建设拥有800颗卫星的宽带互联网星座,至少需要投资200亿元。以OneWeb为例,在发射首批卫星之前,OneWeb已拿到软银、可口可乐、空客共计34亿美元投资。中国的创业公司拿到百亿级别投资显然不现实。

谢涛开始转换思路,认为卫星物联网是个更加契合实际的领域。

卫星物联网主打to B市场,为物流、能源等行业公司在海上、山区等区域工作时提供通信服务,比如监测海上集装箱资产,监测野生动物数量和状态。这些应用场景每天只需传回几次数据,无需实时信号,72颗小卫星、花费二十亿便可实现。这72颗小卫星还可分批次投入,发射几颗小卫星即可先行运营,回笼一部分资金。

谢涛向创业邦表示,九天微星的星辰大海是卫星互联网,但是实现路径需要脚踏实地。九天微星原计划先做窄带通信,积累客户和运营经验,然后向上演进到做宽带,同时向下兼容。

随着2019年SpaceX“一箭60星”发射成功,中国已然意识到建设卫星互联网迫在眉睫。谢涛对公司业务做出进一步调整,投入更多资源和人力参与到低轨卫星互联网星座建设的热潮中。

谢涛表示,商业航天公司应当积极与国家队配合,拥抱卫星互联网,围绕卫星互联网产业链各环节,清晰自身定位,做大增量市场。

在他看来,这是大市场与大逻辑。接下来1~3年,通信卫星批量化研制与商业火箭发射将率先收益,占得先机的头部企业有望建立长期优势,实现抗周期发展,“就好比2008年NASA那份16亿美元的订单,在SpaceX发展过程中具有重大转折意义与关键作用。”

03

技术与市场双轮滚动

对讲机传出的倒计时声音回荡在空旷的发射现场,酒泉卫星发射中心看台上,一众人屏息凝神。

这时,橘红色烟雾腾起火箭直冲云霄,人群中发出一阵欢呼声。

九天微星创始人兼CEO谢涛表情并不轻松,他目视火箭在视线内消失,又急速跑回指挥控制中心,盯着大屏幕上跳动的数据和传回的报告声。直到星箭分离那一刻,他才长舒了口气。按照计划,这颗立方体纳卫星将在预定轨道上工作一年,验证通信链路的同时,为中小学和教育机构航天太空 STEAM 教育提供卫星通信资源。

2018年2月2日,九天微星首颗验证星 “少年星一号”搭载长征二号丁运载火箭于酒泉卫星发射中心成功发射。四天后,九天微星宣布完成由天奇创投和君紫资本联合领投,七熹资本及天使轮投资方中科创星跟投的过亿元A轮融资。

首星成功发射并实现卫星在轨运营意义重大。坐了两年多冷板凳,碰了无数钉子,谢涛已深刻认识到,卫星是门烧钱生意,九天微星需要其他相关业务,自我造血。

不同于卫星星座,“少年星一号”的目的是用 STEAM 教育理念为中小学生提供航天科普教育。

九天微星曾举办少年微星创客训练营,鼓励中小学生动手制作卫星原型,学校和学生参与热情高涨。复盘时,九天微星团队认为以航天太空科技为核心的 STEAM 教育能够更快实现公司技术转化。

九天技术团队将技术输出为知识点和配套课件,走进中小学课堂。该项目不仅有利于扩大初创卫星公司九天的影响力,更重要意义在于探索变现道路。此外,普及航天教育,人人可受益,人人可参与也与九天微星的价值理念相吻合。

另一面,谢涛需要向投资人、想要揽入麾下的候选人证明自身公司实力。

在首颗卫星发射成功之前,九天微星只有二十几名技术人员。因为这次成功发射,公司得以补充了一批技术人员,筹备百公斤级“瓢虫系列”卫星的发射,后者于2018年12月发射成功。

瓢虫系列卫星搭载长二丁型火箭发射

“早期招人非常困难,核心团队每个人选我都跟进了一年左右,技术人员认事,九天初步验证完自身技术和商业模式,招人才会相对容易。”谢涛说。

SpaceX星链的成功给了谢涛巨大的启示。SpaceX在技术取得突破以后,找到了更大的市场空间,再与技术相匹配去发展,进而获得更大发展空间。

“在商业航天领域,技术无所谓颠覆,市场也无所谓颠覆,只有技术和市场相结合才能产生颠覆。”谢涛说。

在他看来,九天微星成立至今做的最正确的一件事在于技术与市场双轮滚动。自发射第一颗卫星开始,九天微星就坚持卫星发出去,钱能够赚回来,尽可能保持一种动态的良性平衡。接下来一年,九天微星的主要目标是做好互联网卫星研制,以此为基础打造平台及载荷的智能制造产线。下一个5年,九天微星希望继续布局卫星终端领域,促进应用闭环,实现“卫星上天,产业落地”。

“商业航天不是百米冲刺,而是一场马拉松,九天微星的征途是星辰大海。”谢涛说。

 

参考资料:

《马斯克要发4.2万颗卫星,5G之外的通信新战场,为何中国版“星链”迫在眉睫?》;经纬创投 

《中美太空往事:蜜月、脱钩、突围、堵截》;饭统戴老板

作者:田甜

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