中美太空争夺战,中国商业航天能追上美国吗?(组图)

公元1492年，奉西班牙统治者伊莎贝拉女王和她的丈夫费迪南的命令，航海家哥伦布携带着一封写给东方大汗的书信，率领三艘战舰、九十名随从水手，从西班牙的巴罗斯港启程，向着一望无际的大西洋深处驶去。

在海上漂泊两个月之后，哥伦布踏上了一片完全陌生的陆地。

这次事件，在历史上被称为“哥伦布发现新大陆”。从哥伦布的皮靴踏上新大陆沙滩的那一刻起，“地理大发现”的时代开始了！

1492年 哥伦布发现新大陆

来自西班牙、葡萄牙、荷兰、英国、法国的航海家、探险者、殖民者像成群的蝗虫一般越过大洋——他们口中虔诚地赞颂着上帝和圣母，手上却在用火枪和舰炮来丈量这个新的大陆。

从此之后，欧洲的“海洋民族”们开始高速崛起，殖民军队的大炮指向哪里，哪里就会成为给殖民者提供财富和原料的殖民地，最先是南美，然后是东南亚，最后是东亚。

所以，当英国人的舰队出现在广东沿海的时候，中华民族屈辱的百年近代史也就开始了。我们这个民族“百年苦难”的根子，就在于我们错过了那个“大航海时代”。



鸦片战争之后，中国沦为半殖民地半封建社会

人类用数千年的时间才从独木舟发展到了可以远洋航行的三桅帆船。但人类从离开地面到突破大气层也不过就只用了几十年。

未知的太空，是人类最后的“新大陆”。

前几天，SpaceX的老板、特斯拉的创始人、“钢铁侠”的人间体——埃隆·马斯克公开了他的“火星宣言”，他认为火星上的人不应当受到地球法律的管辖，应该完全自治。看他这样子，怕是恨不得自己要去当“火星球长”。



马斯克常常谈起火星

这种思维，简直和当年离开欧洲前往新大陆的殖民者和投机商一模一样。

我们总以为航天和太空旅行之目的在于科研和冒险，但在另外一些人的眼里，星际航行也许不过就是另外一种“殖民”。

太空，最终仍不可避免地成为民族与民族、国家与国家之间争夺对抗的战场，尽管这种对抗现在还是和平非暴力的。然而，美国人已经开始公开讨论“殖民火星”的问题了，但中国的商业航天却还没有完全成型。

错过“大航海时代”的中国人，决不能再错过即将到来的“大航天时代”了。因为，落后就要挨打。



通往星辰大海的必经之路

在太空探索这一块，中国是为数不多的参与者之一。

我们独立自主，我们成果丰硕，但在新世纪的太空竞赛之中，我们真正的挑战可能并不仅仅在于技术，还需要考虑战略——我们应该如何发展航天？我们应该发展什么样的航天？

想明白战略方向有多重要，我们需要看看历史。

早在哥伦布发现新大陆的80年前，郑和的舰队就已经走遍了西洋。大明王朝的舰队在大洋上航行，艨艟巨舰遮蔽洋面，宛如移动的海上要塞，跟随郑和出征的水兵多达万人，都是跟随朱棣征伐天下的精锐将士。



郑和除了没去新大陆，南亚、东非都走遍了

比起郑和，哥伦布的船队就是一个草台班子，甚至不如郑和随手按死的南洋海盗。但我们都知道：最终改写世界历史的，不是郑和。

郑和的航海力量远胜于哥伦布，但大明王朝的战略注定了新大陆不属于我们。

哥伦布和他的后继者们“极其务实”，除了血腥殖民就是疯狂传教，左手政治经济，右手意识形态。以至于到了今日，整个南美洲仍然在讲西班牙语和葡萄牙语，后来的英国殖民者更是通过殖民让英语成为了世界语言。

但郑和下西洋，为的是“宣扬德化”“教化蛮夷”——把东南亚诸国纳入中国古代传统的朝贡体系之中，大家一起“君君臣臣父父子子”。

看上去确实挺“仁义”的，但经济和政治利益几乎为零，大明甚至每年还需要花自己的钱“赏赐”这些番邦。毕竟，这种松散的体系对大明而言几乎没有什么实际的好处——除了面子。



虽然朝贡体系意义不大但是长颈鹿很可爱

这就是战略方向的意义所在：我们赢了面子，西方赢了里子。

然后，鸦片战争一声炮响，我们面子、里子都没了。

现在，中国的航天事业也面临着类似的路线问题。



地球周围的轨道空间是极其有限的

“大航天时代”，地球外面那一圈圈轨道和一个个通信频段就是“新大陆”。这些轨道和频段都属于“不可再生”的资源，如果我们不去占领“优势的”轨道和频段，那么别人就会占领，“手快有，手慢无”。

以SpaceX正在操作的“星链计划（Star Links）”为例，根据“星链计划”，在2021年3月之前，美国将会在550公里高度的轨道上发射1584颗卫星，每个轨道面22颗，总计72个轨道面。如果任由美国人大量发射，那么留给我们自己的空间就越来越少。

和平年代，丢失一个轨道一个频段可能还没什么影响；但如果战争爆发，一个轨道一个频段的得失可能会直接影响战场态势。

我们传统的“计划航天”某种意义上就像“郑和下西洋”，有强大的实力和背景，但缺少“野性”——做起事情四平八稳，面对快速变化的环境却“慢半拍”。

这是计划经济的“特点”，而航天也恰恰是我们几个仍然坚持指令性计划，尚未进行市场化的领域。

如果我们在这个需要快速占领“太空阵地”的时代里仍然固执地坚持“计划航天”，那么我们有可能断送先机，丢掉那些我们本可以占领的轨道阵地。

而商业航天则像是“大航天时代”的“海盗”——有野性，有强烈的进取心，非常狡猾且灵活机动。经常会做一些“不靠谱”的事情，但对于快速变化的环境有着“野兽般的直觉”。



Space X的“星舰”这玩意儿如果军事化了就是一架轨道轰炸机

而且，商业航天企业研发火箭的成本相较于政府部门要低得多。有人曾经测算过：如果SpaceX的火箭交给NASA来进行研制，至少需要13亿美元；而马斯克的团队只花了4亿美元左右。

商业航天的逻辑是资本逻辑，擅长当机立断打“闪电战”，计划航天的思维是政治思维，喜欢长期发展。

最终，我们选择：两者并重，在保留计划航天的基础上发展商业航天。

这也代表着：商业航天，是我们通向星辰大海的必经之路。



和美国比我们差在哪里

我们都很清楚：在航天领域，美国是我们最大的竞争对手——这个世界上最先开始进行商业航天的国家，也是商业航天最成功的国家，和它相比，我们的商业航天居于巨大的劣势之中。

劣势1：规则不明，资源利用不足

以下两张图片可以说明很多问题：



2019年，中国发射了全球三分之一的火箭。



中国商业发射次数连全球的百分之三都不到

一方面，我们是全球发射火箭次数最多的国家，另一方面，我国商业发射次数连全球的百分之三都不到（SpaceX一家占了52%）。

这说明：中国商业航天的航天资源利用率严重不足。

所谓“航天资源”，指的是进行航天活动所必须的各种软硬件。软件，指的是相应的制度、法规、人才、教育、技术储备和工具软件；硬件，指的是火箭工厂、火箭发动机试车台、发射基地、辅助设施等。

商业公司想研制一款火箭，前期需要通过政府部门的审批、用专门的工具软件进行火箭设计，中期需要专门的“试车台”来测试火箭发动机的性能指标，后期需要合适的发射基地来发射火箭，并且还需要测控站来控制火箭的飞行姿态。



国产商业航天公司自研火箭发动机在实验

没有这些“航天资源”，别说上天了，连发射架都上不去。

相反，美国航天企业能享用的“航天资源”则充裕的多。

为了扶持马斯克的SpaceX和贝索斯的Blue Origin，美国政府可以说是“掏心掏肺”，技术转让、人员帮扶、新技术研发、发射任务合同、发射场使用权、辅助设备使用权，美国宝贵的资源放开了等着各路商业航天公司来享用......给钱，给人，给技术，NASA在近乎“溺爱”地扶持商业航天公司。

2017年，NASA甚至将前期在航天领域的研究成果和工具软件公开发布，任由民营航天企业使用，就差手把手教你造火箭了。



1984年 美国就开始琢磨商业航天了

和美国相比，我国的商业航天公司的境遇就显得有些“尴尬”。

比起SpaceX的“NASA亲儿子”待遇，中国的不少商业航天企业就像是“赘婿”——尤其是在早期阶段，很多企业不知道自己的主管机构是谁，也不知道怎么申报航天项目，想获得航天技术的专利、发射场地、辅助设备的使用权更是面临各种问题。

制度缺位，技术薄弱，资源缺乏，中国商业航天业绩和中国航天大国地位之间的种种“不相称”也就解释的通了。

又要发展商业航天，可资源又不充足，不客气地说，中国的商业航天就像是“抱着金饭碗讨饭吃”。

劣势2：技术落后，竞争力不足

技术是航天的命。

很不幸，中国商业航天的技术远远落后于美国。

第一是因为美国同行起步早，SpaceX已经发展18年了，而我们大多数的商业航天企业基本上是2015年之后才成立的......这对比，简直是顿顿吃牛肉的青年壮汉在爆锤营养不良的幼儿园孩子。

第二是因为美国同行能从官方的航天资源里分到肉吃，1986年，《联邦技术转让法案》允许政府科研单位向企业转让技术。SpaceX这么多年里也参与过不少NASA的尖端研究。背靠大树好乘凉，马斯克站在巨人的肩膀上，SpaceX能掌握世界顶尖的Raptor猛禽发动机也就不足为奇了。





中美商业火箭参数对比

从具体的技术来看，如果想超越SpaceX，不论是商业航天还是计划航天，我们都需要攻克两个难关：大推力火箭技术和火箭垂直回收技术。

SpaceX的“大推力火箭”的推力极为强悍：一枚Falcon-9（猎鹰9号）火箭，在不进行回收的情况下，能将22.5吨重的货物送上近地轨道（LEO）。如果将三枚“猎鹰9号”并联组成“重型猎鹰”火箭，其有效载荷将达到可怕的63吨。

之前提到的“星链计划”就是依靠“猎鹰9号”进行建设的——今年1月7日，一枚“猎鹰9号”火箭一次性将60颗星链卫星送进了预定轨道。

与之相比，我国目前最大的“长征5号”火箭的运载能力也只有25吨而已。

SpaceX的“火箭垂直回收”技术，则是一个能将现有游戏规则完全颠覆的突破。在过去，火箭是一种一次性的运载工具，但Space X却实现了火箭的垂直回收。这就把原来一次性的“工具”变成了可以多次重复使用的“交通工具”。

SpaceX的发射成本直接降低了一个数量级。

在国际市场上，这一系列的技术差距使得我们很难与SpaceX展开竞争。

我们2015年才开始大规模地发展商业航天。到今天，大多数商业航天企业的发展也才刚刚5年而已。大多数企业都是通过集成已经有的资源来研制火箭并组织发射。

尽管我们提出了“军民融合”的战略，但国内的民营航天企业的火箭、发动机仍然都在从头开始研发，计划航天系统向商业航天的技术转让程度并不高，更别说这其中可能还涉及到保密、利益相关的问题。

结果就是，我国民营航天企业的火箭“短小无力”——普遍运载能力只有300-500公斤。

对于近地轨道的任务来说，这够用了，但对于未来的“太空争夺战”来说，这远远不够。

于是我想起了三体里的一句话：

“任何超脱飞扬的思想都会砰然坠地，因为现实的引力太沉重了。”

想让中国商业航天冲出大气层，就必须给民营航天企业提供“突破显示引力”的可能。

在中国商业航天的初级发展阶段，如果民营企业无法有效地得到来自政府和军方的技术支持，那么中国商业航天的发展进度将大幅度落后。

劣势3：定位不清，体系不明

除了资源匮乏和技术落后，中国商业航天的另一个问题在于自身的定位：中国的商业航天到底要做什么？

定位不清，方向不明，民营航天企业便很难在整个产业链上面找准自己的“生态位”。于是就会形成“一窝蜂”的状态——全民放卫星，全民造火箭——用专业点的术语就是：大规模、低水平、重复建设，导致了大量的资源浪费。

美国人在定位上很明确：NASA负责深空探索，卫星发射之类的成熟简单业务全部交给商业航天来做。这样做带来的好处就是大家各自做各自擅长的事情，避免了重复建设导致的资源浪费。

而我们这边，情况就比较复杂了。

卫星发射业务是我们最擅长的业务，但从官方到民营企业，所有人都在做卫星的业务，于是就形成残酷的竞争。

这也是现实状况带来的无奈之举：军队的卫星太机密、太敏感，不能交给商业公司进行操作，只能交给国企。民营企业技术不靠谱，客户不敢把卫星交给民营企业负责发射。于是，国内绝大多数的商业发射仍然是靠国企来操作的。

恶性循环，雪上加霜。



轻快敏捷：SpaceX的秘密

我们希望中国的SpaceX早日诞生。但在此之前，我们必须知道今天的SpaceX是如何崛起的。

美国人发展商业航天的初衷是想“降低发射成本”——波音、洛克希德·马丁为代表的老牌垄断企业已经彻底把NASA搞烦了。



从本质来说，NASA属于政府机构，主要负责管理和科研工作，经费来自国会拨款，本身的盈利能力有限，且没有生产大型装备的能力。

所以，NASA如果需要一枚火箭，就需要到市场上进行采购。很长一段时间里，美国只有波音和洛克希德·马丁两家公司可以生产满足NASA需要的火箭。然后，NASA就被波音、洛马给宰了。



DELTA-V重型火箭，波音-洛马的杰作

时间久了，NASA便渐渐无法容忍这样的“黑店行为”了。而破除这种问题的最好办法，就是引入竞争机制。然后，美国就出现了诸如马斯克的SpaceX与贝索斯的Blue Origin。

从Space X的创立背景中，我们可以得到三条基本的判断：

 传统的、无竞争的航天发射市场会导致发射成本虚高。

 充分竞争的航天发射市场能为航天科研事业减轻负担。

 培育民营的商业航天企业是最简单直接的手段。

可以说，SpaceX之类的商业航天公司的出现就是为了解决传统航天活动中长期存在的“高成本”“低效率”难题。为了这个使命而生的SpaceX，行事风格自然也和老牌企业不同。

SpaceX 开发火箭的速度，甚至比某些软件公司的开发速度都要快。

从验证技术的“蚱蜢”火箭到“猎鹰9号”回收成功，3年。从5吨载荷到20吨载荷，3年。从只有34吨推力的初级发动机到世界第一推重比的发动机，5年。从货运到载人航天，3年。从研发超重型火箭到发动机试制成功，3年......



猎鹰9号火箭

SpaceX的秘密就在于：它在用写程序的方法造火箭——不怕失败，快速迭代——炸了烧了解体了，完全没关系，就像写程序的时候出了bug，删掉再来就行了。



SpaceX官方甚至做了一个火箭失败搞笑集锦

以最著名的“垂直回收技术”的研发为例，Space X为了测试垂直起降性能，专门打造了一台名为“蚱蜢”的试验火箭。

第一次，只能飞不到两米；第二次，也不过5米；第三次，40米......蚱蜢火箭不断地在失败中得到改进，经过了无数次爆炸、燃烧、解体、坠毁，最后“猎鹰9号”火箭诞生了。



SpaceX的每一次实验都无限接近于放烟花

一改传统航天那种严谨严肃的氛围，SpaceX的整个气质都显得轻松愉快，就连用来在海上进行火箭回收的无人船也被取了一个正常人绝对不会起的名字“Of course I still love you”（当然我依然爱你）。

正如前SpaceX工程师David Giger所言，“SpaceX was built on 'test, test, test, test, test'. We test as we fly.”（Space X建立于测试测试再测试，不测试，我们就飞不起来！）

除此以外，Space X内部的行政手续也大为简化。一是因为商业公司而非NASA这样的政府机构，二是因为扁平化的管理和轻松的企业文化，每当工程师打算对火箭的某个参数进行调整的时候，不必向过去那样层层上报，获得批准之后再干活儿——他们可以原地直接对设备进行调整，研发速度直线上升。

此外，“猎鹰9号”上还大胆地采用了“非航天级”的工业级元器件。尽管不像航天级设备那样能抗低温、抗高热、防辐射，但胜在价格便宜量又足，而且只要运用得当也不影响使用——这也使得“猎鹰9号”的成本一降再降。



中国航天企业，路在何方

对于中国航天企业而言，现在的局势谈不上有多有好。虽然之前谈了很多制约中国航天企业发展的障碍，但商业航天大发展的这五年中，我们也取得了不少成就。



尽管数据不太好看但是只要有进步就好

既然决定了发展强大的商业航天，那么就要考虑市场对行业的影响。

2016年，全球航天产业的总收入为3293亿美元，而其中商业市场贡献的收入高达2526亿美元，占比接近八成，商业航天已经是整个行业的主要收入贡献者。

目前，商业航天最成熟的业务就是卫星业务，而卫星业务又可以分为：通信、导航、遥感三类。

美国之所以是“地球第一商业航天强国”，就是因为：

全球557颗在轨通信卫星，

美国占了51%（2017年数据）；

除了中国北斗之外，

就只有美国的GPS可以做可靠的全球导航

（欧洲和俄罗斯的份额实在太小）；

2017年，就算在产值占比仅有2%的商业遥感卫星领域，

美国的占比也达到了可怕的68%......

而我国，连1%都不到。

在产业链之中，上游是卫星制造，中游是卫星发射，下游是卫星相关的通信、导航、遥感服务。而最赚钱的卫星通信行业，上下游的收入规模占比达到了1：20，下游的通信服务企业收入是卫星制造企业的20倍。

作为一个掌握了5G、量子通信的通信业强国，卫星通信，完全有可能成为中国商业航天的突破点。



卫星通信产业链

一般来说，我国的城市和农村居民的移动通信服务都是靠基站提供的，但对于那些无法修建基站或无法使用基站的消费者（偏远地区居民、航班、远洋船）来说，卫星可能是唯一可用的沟通方式。



5G+卫星通信

2016年，我国第一颗移动通信卫星“天通一号”入轨，尽管比美国人晚了40多年也不是商业性质的卫星，但占据后发优势的我们也对卫星技术有了更深刻的认识，中国的鸿雁、银河、虹云星座也都在建设之中。

随着“一带一路”的深入发展，中国的卫星通信也可以沿着陆上和海上丝绸之路向国际市场扩张。

除了卫星移动通信，我国的遥感卫星发展也非常迅猛——2017年的时候，天空中的414颗遥感卫星里，美国独占281颗，就连印度都有21颗，而我们几乎空白。

但仅在2019年一年之中，我国就发射了20颗商用遥感卫星，在轨遥感卫星综述达到了40颗。仅仅两年时间，我国遥感卫星的数量就超越了除美国之外所有的竞争对手。



从默默无闻到世界第二这波啊，这波就叫“中国速度”。



尾声：决胜太空

1981年9月，苏联和华约集团集结五十万重兵，在波罗的海沿岸举行了人类有史以来最大规模的军事演习。整个西方世界都在苏联的威慑之下瑟瑟发抖。

毫不夸张地说，如果星期一战争爆发，到了星期五，苏军的坦克就能开进巴黎。



“西方81军演”名场面无边无际的钢铁洪流

一年之后，1982年，一份名为《“高边疆”研究报告》的文件被呈上了美国总统罗纳德·里根的案头。这份报告第一次系统地提出了开拓、利用宇宙空间的总体构想，将太空战略成为了一种包括了军事、技术、政治、经济等等战略在内的总体战略。



我国从很早就开始研究太空战略了

又过了一年，1983年，为了从更高维度和苏联进行对抗，以“高边疆”计划为先导，美国开始了臭名昭著的“星球大战”计划。

在美国人眼中，“高边疆”战略不再仅仅是五角大楼军官和NASA科学家应该关心的事情，更是成为了涉及美国国家安全的国家级战略。

如今，全球商业航天搞得如火如荼，美国星链计划的数万枚卫星都在焦急地等待发射；各个航天大国的太空旅游、太空制造业、太空互联网等等产业也都开始紧锣密鼓地进行融资和布局。



航天器动辄数亿美元对任何国家都是宝贵的资产

也许就在不远的将来，太空就会实现工业化。

当太空设施开始成为不亚于铁路、港口、大坝的重要资产，那么，自然而然，人们就会想尽一切办法对空间设施进行安全保护。

于是，冷冰冰的五个大字便摆在了我们面前：

太空军事化！

War, war never changes.

战争，战争从未改变。

当资本、劳动力、产品不断地在殖民地和本土之间流入流出，当每个民族都想在“新大陆”上获得更多的空间，他们彼此之间必然会出现种种摩擦。只需要一粒微不足道的火花，就能引爆一场大战。

只是，“新大陆”就一定在地球上吗？

上半年，一部搞笑的美剧《太空部队》引起了轰动。在剧中，中美两国的宇航员在太空中斗智斗勇，演绎出了各种搞笑的场景——中国飞船蔫坏地摘掉了美国飞船的太阳能电池板；美国人打算偷袭中国月球基地，迎面碰见了同样打算去偷袭美国基地的中国宇航员......



美剧《太空部队》截图，中国飞船攻击美国飞船

言者无心，听者有意。尽管《太空部队》是一部轻松喜剧，但它却在强烈地暗示：中美太空争夺战，正在此刻的夜空中激烈地进行着。

平心而论，在这场太空争夺战之中，我们目前的实力和美国之间还有很大的差距——“重型猎鹰”火箭只是美国火箭军火库里的一款产品而已，“土星五号”“大力神”“德尔塔”也都是世界先进水平的运载火箭。

不谈思路，不谈哲学，仅仅在最基础的装备层面，我就有许多需要补课的地方。但我们要知道：补课、短板、缺点，这些东西从来都是一体两面的，越是有短板的地方，就越是有取得突破的机遇。

以前我们没有高铁也没有隐形飞机，但一旦明确了发展方向，填补空白也就只是时间问题。

我相信，在这场太空争夺战之中，中国商业航天必将成为一个合格的对手。 阅读原文