藍箭公司的朱雀二號火箭

太空是人類努力開拓的未知疆域，是未來大國競爭的重要高地。世界航天發(fā)展已進入以新一代全球星座、常態(tài)化載人進出太空、大規(guī)模深空探測為代表的新階段。

中國正在從航天大國走向航天強國。在這個過程中，技術創(chuàng)新將是最重要的驅(qū)動力量。為此，我國航天領域正在新型舉國體制下，大力促進技術創(chuàng)新。由此，國營航天企業(yè)是航天技術創(chuàng)新的中堅力量，但正在興起的中國民營航天企業(yè)，必然成為中國航天技術創(chuàng)新的新生力量。

1.航天領域的顛覆性創(chuàng)新

建設航天強國，必須始終堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，加強顛覆性技術、新概念技術的研究與儲備。

1995年，美國哈佛商學院教授克萊頓·克里斯滕森與他的同事在《顛覆性技術的機遇浪潮》一文中，首先提出顛覆性(Disruptive)技術的概念。顛覆性技術是一種另辟蹊徑、對已有傳統(tǒng)或主流技術途徑產(chǎn)生顛覆性效果的技術，可能是全創(chuàng)的新技術，也可能是基于現(xiàn)有技術的跨學科、跨領域的創(chuàng)新應用。顛覆性技術打破了傳統(tǒng)技術的思維和發(fā)展路線，是對傳統(tǒng)技術的跨越式發(fā)展。例如，數(shù)字技術轉移應用到照相領域，顛覆了傳統(tǒng)的基于膠片的照相技術；計算機技術和通信技術的融合，產(chǎn)生的計算機網(wǎng)絡技術，顛覆了傳統(tǒng)的信息傳輸和應用方式。在這基礎上，克里斯滕森于1997年又出版了《創(chuàng)新者的困境》一書，在書中他首先提出了存在兩種創(chuàng)新，即持續(xù)性(Sustainning)創(chuàng)新和顛覆性創(chuàng)新。維持性創(chuàng)新是企業(yè)沿著既有技術和產(chǎn)品的改進軌跡逐步向前推進；顛覆性創(chuàng)新則是創(chuàng)造與現(xiàn)有技術完全不同的新技術，創(chuàng)造更為簡單、更加便捷與更廉價的產(chǎn)品。

在航天領域，顛覆性創(chuàng)新遠比克里斯滕森教授所描述的要復雜得多：

首先，航天是高風險事業(yè)。人類的航天活動十分復雜而繁重。由于面臨高風險和高成本，航天任務往往采用比較保守的成熟技術，以保證高的可靠性。對于新興技術的應用，要求在技術的先進性和可靠性、安全性之間進行平衡。

其次，航天新技術的成熟周期較長。一項新興技術是否是能夠在航天中產(chǎn)生顛覆性創(chuàng)新，要用實效來檢驗。由于航天工程的研制周期長，而且要求進行飛行試驗驗證，因而其成熟周期較長。

再次，與一般的民用產(chǎn)品不同，航天領域很長時期承擔國家任務，并由政府主導。進入新世紀后各國開始關注市場需求，在完善的市場環(huán)境下，企業(yè)逐漸成為航天技術創(chuàng)新的主體。

奧巴馬與SpaceX公司的團隊在一起（右起第一人為馬斯克）

最后，世界技術的發(fā)展是波浪向前推進的。不同技術的發(fā)展態(tài)勢有很大差別。實際上，在技術的發(fā)展中，會不斷出現(xiàn)一些帶頭技術，帶動其他技術的發(fā)展。當代，信息技術是一種帶頭技術。利用現(xiàn)代信息技術的成果，包括人工智能、大數(shù)據(jù)技術等，正在推動航天技術的發(fā)展?，F(xiàn)代的控制技術、通信技術、遙測技術等，進一步提高了航天運輸系統(tǒng)的性能。由于衛(wèi)星使用的信息技術的成分比航天運輸系統(tǒng)要多，信息技術對衛(wèi)星的發(fā)展影響更大。航天運輸系統(tǒng)的發(fā)展還取決于動力技術和材料技術等的發(fā)展。衛(wèi)星的發(fā)展也取決于載荷技術、推進技術和電源技術等的發(fā)展。展望未來，在航天領域除了利用信息技術和人工智能技術等成果外，更要在動力技術、材料技術、結構技術、能量轉化技術及綜合它們的總體技術方面，爭取出現(xiàn)顛覆性的創(chuàng)新。

事實上，發(fā)展顛覆性技術固然重要，但更重要的是把顛覆性創(chuàng)新和一般傳統(tǒng)的持續(xù)性創(chuàng)新融合起來，既要注意顛覆性的技術出現(xiàn)，同時也要關注那些漸進性的持續(xù)創(chuàng)新。因為顛覆性創(chuàng)新往往是在不斷的漸進性創(chuàng)新之后出現(xiàn)的。

2．航天發(fā)展迎來新高潮

回顧歷史，航天技術在它正式誕生之后，就產(chǎn)生一個發(fā)展的高潮，在美國實現(xiàn)“阿波羅”（Apollo）登月計劃時，幾乎到達了航天技術發(fā)展頂峰。在這之后航天技術就處于平緩的上升發(fā)展期，例如火箭發(fā)動機的比沖，在幾十年中雖有提高，但幅度很小。

當今，信息技術的迅猛發(fā)展，正在推動航天技術的發(fā)展。目前，人工智能技術、核技術、增材制造技術、量子技術、電推進技術、納米材料等新材料技術、激光等定向能技術等,正在快速發(fā)展，必將推動推動航天技術發(fā)生革命性的變化。作為對經(jīng)濟和安全有重大影響的航天領域，就像地球發(fā)生地震一樣，在較長時期積累能量以后，總會出現(xiàn)突破。我們期望這個日子能早日到來。

美國SpaceX公司自2002年成立以來，已經(jīng)發(fā)展了多項顛覆性的航天技術，如低成本高可靠的火箭重復使用技術、火箭垂直回收技術，超大規(guī)模的低軌衛(wèi)星的設計技術，衛(wèi)星的成批制造和發(fā)射技術等，為SpaceX公司取得成功奠定了技術基礎。SpaceX的火箭回收技術，大大地降低了火箭發(fā)射的成本。SpaceX的超大規(guī)模的低軌道的衛(wèi)星技術，使得公司實現(xiàn)贏利。

獵鷹9號火箭的回收

SpaceX公司發(fā)展的顛覆性技術，帶動了整個航天領域的技術創(chuàng)新。在信息技術方面，人工智能技術將應用到整個航天領域。特別是通信遙感一體化必須要利用人工智能技術。人工智能能夠很快的完成遙感數(shù)據(jù)的處理，這樣才能夠很快地通過通信轉發(fā)到地面上來。在動力技術方面，開始利用甲烷作為火箭發(fā)動機的，它在發(fā)動機燃料后的結焦很少，且很容易清洗掉，所以很多未來重復使用的火箭發(fā)動機大多采用甲烷作為燃料，而且甲烷很便宜。為了充分利用空氣中的氧氣，正在發(fā)展火箭發(fā)動機和吸氣式發(fā)動機組合起來的組合發(fā)動機?，F(xiàn)在由于核能安全技術的發(fā)展，已經(jīng)可以啟動核火箭的研制了。衛(wèi)星的動力系統(tǒng)發(fā)展也很快，各種電推進技術，包括霍爾效應的電推進系統(tǒng)也取得了成功，已經(jīng)出現(xiàn)全部使用電推進的衛(wèi)星。在材料和制造技術方面，先進材料和3D打印等先進的制造技術發(fā)展很快。這些技術的發(fā)展，可在一個月生產(chǎn)幾百顆衛(wèi)星，并全部在在地面完成測試好。當然，航天領域還會涌現(xiàn)許多其他方面的技術創(chuàng)新。

藍箭航天公司天鵲 80 噸發(fā)動機完成二次起動試車

由于技術創(chuàng)新的推動，在商業(yè)航天領域出現(xiàn)了許多新熱點：

1)低軌互聯(lián)網(wǎng)星座。要讓全球航天經(jīng)濟總量在本世紀40年代達到上萬億美元，需要出現(xiàn)“轉折點”，需要讓太空經(jīng)濟的推動力有根本改變。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是最可能的風口。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是繼有線互聯(lián)、無線互聯(lián)之后的第三代互聯(lián)網(wǎng)基礎設施，以SpaceX公司的“星鏈（Starlink）”計劃和一網(wǎng)公司的“一網(wǎng)（Oneweb）”系統(tǒng)為代表。發(fā)展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)將實現(xiàn)全球互聯(lián)網(wǎng)無縫鏈接服務，成為滿足目前還未入網(wǎng)這部分人的經(jīng)濟、高效解決方案，有著廣闊的市場前景。國外在建的互聯(lián)網(wǎng)星座，正在加緊頻率資源爭奪。Ku頻率資源已基本被瓜分殆盡；Ka頻率資源雖已有低軌星座系統(tǒng)規(guī)劃，但尚無實際衛(wèi)星應用；V頻率資源已成為多個星座系統(tǒng)作為規(guī)模擴展階段擬申報的儲備。目前低軌寬帶星座，正在努力攻克高效接入（直接聯(lián)通手機）、星間鏈路組網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)應用、大規(guī)模干擾規(guī)避等關鍵技術，并向通信和遙感一體化的方向發(fā)展。

“星鏈”的平板衛(wèi)星

2）新一代航天運載系統(tǒng)。新一代航天運載系統(tǒng)是低成本且運營靈活方便的運載系統(tǒng)。它們包括重復使用的運載火箭、飛船、航天飛機和空天飛機等。SpaceX公司正在研制的新型垂直起降運輸系統(tǒng)“星艦”，既可望出現(xiàn)一個跨星球的運輸系統(tǒng)，又可能實現(xiàn)地球上的快速運輸。為了實現(xiàn)航班化運輸，成本更低機動性更高的空天飛機也許是一種長遠的選擇。發(fā)展重復使用的航天運載系統(tǒng)，首先要解決能重復使用的動力系統(tǒng)。對于單純使用火箭發(fā)動機或使用組合發(fā)動機，需要攻克一系列不同的關鍵技術，后者由于要發(fā)展適合在寬域內(nèi)穩(wěn)定燃燒的發(fā)動機和發(fā)動機與機體一體化設計技術，其難題更多。當然，兩者還有許多共性的關鍵技術，如防熱材料和結構、人工智能的控制系統(tǒng)、先進的故障診斷技術等。

3）太空旅游。2001年4月28日，由美國太空探險公司用俄羅斯的聯(lián)盟號飛船，將美國商人丹尼斯·蒂托送入國際空間站。2021年維珍銀河公司和藍色起源公司相繼實現(xiàn)了亞軌道旅游。2021年9月16日，SpaceX公司實現(xiàn)了首次“全平民”太空旅游，將4名太空游客帶到距離地面550公里環(huán)繞地球飛行，進行為期3天的太空旅游觀光。今后，隨著航天運輸費用的下降和商業(yè)空間站的建成，太空旅游將有廣闊的前景。隨著太空旅游的發(fā)展，對航天運輸系統(tǒng)的可靠性和安全性會提出更高的要求，為此要發(fā)展新一代的太空救生技術。

4）現(xiàn)代航天制造業(yè)。現(xiàn)代航天公司正在將飛機和導彈的批量制造經(jīng)驗，融合到衛(wèi)星、火箭和地面設備的制造中，并希望應用3D打印，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術，增加使用商用工業(yè)級器件的比例，通過標準化、模塊化以實現(xiàn)批量生產(chǎn)，以縮減研制成本和研制周期。

5）在軌服務。包括對航天器的軌道加注（燃料和能量）、軌道維修、軌道加工和軌道碎片清理等。在軌服務的發(fā)展，呈現(xiàn)出從低軌到高軌再到深空的漸進式發(fā)展態(tài)勢。星座的發(fā)展，大大增加了在軌服務對象的數(shù)量和類型，需要采用更經(jīng)濟、更高效的在軌服務方式。太空機器人技術是在軌服務的核心技術，他包括目標捕獲跟蹤與測量技術、太空平臺技術、太空機械手技術、遙操作技術等。

6）太空采礦。行星、衛(wèi)星和小行星等天體具有豐富的太空資源，包括金屬、水、氫、氧和稀有礦物等，這些資源在地球上存量有限，而在宇宙中十分豐富并可持續(xù)利用。要早日實現(xiàn)太空采礦，需要攻克太空資源勘探與采選、太空導航定位與信息感知、太空采礦智能裝備、太空資源就地加工與原位利用、太空資源快速運輸?shù)纫幌盗屑夹g難題。

3.中國民營商業(yè)航天的創(chuàng)新

1）中國民營商業(yè)航天的興起

中國的商業(yè)航天與美國商業(yè)航天全由民營企業(yè)承擔的有所不同。我國國營的中國航天科技集團公司和中國航天科工集團公司，除了承擔繁重的國家任務外，仍然是發(fā)展商業(yè)航天的主力。同時也有多種類型的企業(yè)，（包括其他國營企業(yè)、混合制企業(yè)和民營企業(yè)），參與發(fā)展我國的商業(yè)航天。

2014年的11月，國務院發(fā)布的《國務院關于創(chuàng)新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》中，鼓勵民間資本參與國家民用空間基礎設施建設。完善民用遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)政策，加強政府采購服務，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。引導民間資本參與衛(wèi)星導航地面應用系統(tǒng)建設。自此，我國開啟了民間資本參與國家民用空間基礎設施的大門，拉開了中國民營商業(yè)航天的序幕。至今為止，航天創(chuàng)企超過400家，總共獲得的融資額大概有500億元人民幣。目前這些創(chuàng)業(yè)公司的產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋了從運載系統(tǒng)、衛(wèi)星平臺、載荷及其地面應用，以及發(fā)射、測控等航天產(chǎn)業(yè)鏈。這些民營航天公司彌補了國企在開拓市場和創(chuàng)新能力方面的不足，促進了國企的改革，形成了多種所有制共存合作的局面；調(diào)動了地方政府和社會資本的積極性，通過政企合作，與區(qū)域經(jīng)濟結合，成為地區(qū)經(jīng)濟增長的新動力。在世界商業(yè)航天領域，我國已處于僅次于美國的世界第二的位置。

星河動力公司的谷神星一號火箭

2）民營商業(yè)火箭公司的創(chuàng)新

在商業(yè)火箭領域目前已有五家非國有的火箭公司，已將商業(yè)火箭發(fā)射入軌。這些公司為星際榮耀、星河動力、中科宇航、天兵和藍箭航天。估計后續(xù)還有幾家民營火箭公司將發(fā)射火箭入軌。特別是星河動力連續(xù)完成8次成功發(fā)射，并曾在一個月內(nèi)完成兩次發(fā)射，將單個火箭制造與發(fā)射，擴展到批量制造與發(fā)射。藍箭的“朱雀二號”運載火箭發(fā)射成功，成為全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭。這些成就，都是在民營火箭技術創(chuàng)新的標志性事件。這些民營火箭公司有的采用“先固后液”的技術路線，有的“直接攻液”。而在發(fā)展液體發(fā)動機方面，有的選擇煤油，有的選擇甲烷?？傊?，這些民營公司實現(xiàn)了差異化競爭。有些公司也在火箭回收技術方面開展了預先研究?？傊?，它們并沒有照抄國企的成果，而十分注重技術創(chuàng)新。

圖7長光衛(wèi)星技術有限公司的“吉林一號”衛(wèi)星

3）民營商業(yè)衛(wèi)星公司的創(chuàng)新

商業(yè)衛(wèi)星領域已有多家商業(yè)遙感衛(wèi)星公司已取得了重大創(chuàng)新成果。其中長春的長光衛(wèi)星科技公司已經(jīng)發(fā)發(fā)射了109顆吉林一號衛(wèi)星，可以對世界各地每天拍攝18次。這家公司突破了一系列關鍵技術，包括星載一體化整星設計制造技術、先進光電成像技術、超大規(guī)模星座智能運管技術、遙感影像快速自動化生產(chǎn)技術、海量遙感大數(shù)據(jù)智能解譯技術等，實現(xiàn)了遙感衛(wèi)星技術的飛躍，大幅降低了成本，提升了性能和服務能力。珠海的上市公司歐比特發(fā)射并運營的商業(yè)遙感微納衛(wèi)星星座“珠海一號”（已發(fā)射成功4顆視頻衛(wèi)星和8顆高光譜衛(wèi)星）,填補了我國高光譜遙感領域的空白。這家公司致力于遙感數(shù)據(jù)地面系統(tǒng)與人工智能處理技術的結合，引導衛(wèi)星大數(shù)據(jù)行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。微小衛(wèi)星已成為商業(yè)衛(wèi)星發(fā)展的主流，已涌現(xiàn)出天儀研究院、微納星空、九天微星、零重力實驗室等一大批研制微小衛(wèi)星的民營公司。其中天儀研究院借助互聯(lián)網(wǎng)思維推行快速迭代，已經(jīng)發(fā)射了包括SAR衛(wèi)星在內(nèi)的25顆小衛(wèi)星。許多公司專注研發(fā)衛(wèi)星分系統(tǒng)，例如研發(fā)電推進系統(tǒng)的傲天科技，也已取得了許多成果。

圖8銀河航天公司的首發(fā)衛(wèi)星

衛(wèi)星通信是太空經(jīng)濟的主力和核心。我國應盡快建設一個具有中國特色的，由政府組織協(xié)調(diào)、企業(yè)分工合作的大型衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，將具有重要的戰(zhàn)略價值。2020年4月20日國家發(fā)改委首次明確將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)列入新型基礎設施的范圍。2021 年4月，星網(wǎng)集團在河北雄安揭牌，成為我國第97家央企。

2020年1月16日，銀河航天的首發(fā)星搭載科工火箭旗下的“快舟一號甲”運載火箭發(fā)射成功，成為中國首顆通信能力達10Gbps的低軌寬帶通信衛(wèi)星。2022年3月，由長征2號丙火箭成功發(fā)射了銀河航天的6顆低軌寬帶通信衛(wèi)星，它們與首發(fā)星共同組成了低軌寬帶通信試驗星座，并構建起星地融合的5G試驗網(wǎng)絡。2023年7月23日，銀河航天又成功發(fā)射了我國首款柔性太陽翼通信衛(wèi)星“銀河航天靈犀03星”。吉利汽車旗下的時空道宇公司，在2022年6月2日將“吉利未來出行星座”首批九顆星成功發(fā)射入軌，開啟了“天地一體化高精時空信息系統(tǒng)”空間段的建設。據(jù)悉，“吉利未來出行星座”計劃由240顆衛(wèi)星組成，以提供自動駕駛、物流運輸、無人機導航、遙感測繪等多領域服務。此外，國電高科正在建設“天啟”物聯(lián)網(wǎng)星座，即將建成投入使用。

4）我國民營商業(yè)航天面臨的挑戰(zhàn)

總之，我國民營商業(yè)航天的發(fā)展已經(jīng)取得了巨大成績，促進了航天直接為社會和經(jīng)濟發(fā)展服務；降低了航天發(fā)展的成本，并為持續(xù)發(fā)展積累資金；促進了航天技術的創(chuàng)新；鼓勵了更多年青人投身于航天事業(yè)。另一方面，我國商業(yè)航天的發(fā)展，也存在一些問題，如缺乏較長遠的統(tǒng)籌規(guī)劃，項目的低水平重復較多；缺乏原始的技術創(chuàng)新，特別是顛覆式創(chuàng)新等。

4．結束語：寄語航天創(chuàng)業(yè)者

現(xiàn)在，世界航天已經(jīng)發(fā)展到了一個新技術革命的前夜，未來十年將是航天發(fā)展的黃金時代。當前有許多創(chuàng)意的新思想層出不窮，包括像軌道服務和維修、核動力火箭、太空天梯、太空太陽能電站、太空采礦、太空制造、太空酒店、太空旅游等，這些想法都需要人用技術創(chuàng)新去實現(xiàn)。

未來，將有更多的創(chuàng)業(yè)者投身于航天事業(yè)。我們期望他們：首先要有獻身于中國航天的理想。從事航天行業(yè)，必須有一個長期默默貢獻的信念。其次，創(chuàng)業(yè)若想成功，需要有人才和團隊，人才是創(chuàng)新的前提，創(chuàng)始人的品德是團隊能否合作的關鍵。最后，航天領域的創(chuàng)業(yè)者，千萬不要害怕失敗，航天技術的高度復雜性就意味著高風險，萬一創(chuàng)業(yè)受到挫折，一定要堅持而挺過去。