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劉百奇:圍繞6G太空互聯網提供可靠廉價的商業火箭

“商業火箭公司發展第一階段看入軌,如果都入軌了,那就看誰的火箭更可靠、更便宜,那時候才是真正的競爭階段。”民營火箭企業星河動力(北京)空間科技有限公司創始人劉百奇日前在接受澎湃新聞(www.thepaper.cn)記者採訪時表示。

火箭的商業邏輯比任何時候都清晰,作為航天運輸工具,它只需要將載荷成功送入軌道。但真正要走到終點,這條賽道仍然曲折。

星河動力創始人劉百奇

劉百奇表示,商業航天並不需要“華山論劍”,而是需要更符合市場需求的技術創新。在這個高技術門檻的行業,市場並非容不下多家創業企業,痛點在於創新,起步階段的創業公司即使技術不夠創新,最起碼要具備扎實的技術實力。

在市場機遇上,劉百奇表示,要把滿足6G太空互聯網的需要作為目標。他預測,未來中國或將形成約3000顆規模的衛星星座計劃,中國的火箭產能將嚴重不足,火箭就成了建設空間基礎設施的瓶頸。只有提升發射能力、降低發射成本,才能真正牽引衛星星座的發展,這也是商業火箭的發展機遇。

劉百奇畢業於北京航空航天大學儀器光電學院,2008年拿到博士學位後留校任教3年,研究飛行器的導航系統。2011年調至中國運載火箭技術研究院後,劉百奇轉而從事火箭導彈總體設計和航天領域發展戰略研究。

2015年,中國商業航天開始破冰,劉百奇身邊已有不少同事陸續跳槽民營航天企業,他忍住沒有動靜。“商業航天的核心是利潤,要想清楚航天和商業符不符合。”直到同合夥人搞清楚了發展目標、市場需求、技術路徑和融資節點,拿得出一個能說服自己的計劃,2018年2月他才動身,合夥創立星河動力,“結果一進來就趕上大家說的資本寒冬了。”

星河動力是一家從事低成本商業航天發射業務的民營航天公司。其核心產品及服務分兩條路徑,一是“谷神星”系列小型固體運載火箭發射服務,二是“智神星”系列中型重複使用液體運載火箭發射服務等。小型固體火箭“谷神星一號”面向低軌商業小衛星市場,預計2020年3月首飛,中型液體運載火箭“智神星一號”預計2022年12月首飛。

以滿足6G太空互聯網的需要為目標

劉百奇曾表示,要把滿足6G太空互聯網的需要作為目標,因此選擇可重複使用的中型液體火箭作為星河動力的主要研發方向。“6G=5G+太空互聯網星座,它並不僅僅停留在概念上。國外提出了多個龐大的星座計劃,咱們還沒想清楚打那麽多衛星上天幹嘛,但實際上這些衛星已經開始打了。”

目前提出衛星互聯網計劃的既有波音、O3b、Telesat、ViaSat等老牌企業,也有SpaceX、OneWeb、亞馬遜等新興科技公司,就連Facebook也要來湊熱鬧。而這些公司的太空互聯網計劃加起來,衛星數量有近20000顆。

當地時間5月23日,SpaceX利用獵鷹9號火箭發射一箭60星,開始大規模部署12000顆衛星的“星鏈”計劃,儘管60顆中有2顆衛星作為驗證離軌技術故意脫軌、3顆衛星離群失聯。

美國科技公司亞馬遜日前也向美國聯邦通信委員會(FCC)提出申請,計劃發射3236顆衛星,為無互聯網地區提供寬頻服務。FCC公布的文件顯示,亞馬遜的“柯伊伯項目”要把784顆衛星部署在距地面590千米的軌道上,1156顆部署在地球上空630千米的軌道上,1296顆部署在610千米近地軌道上。

除此之外,美國明星通信公司OneWeb早在2017年5月就曾向FCC遞交了超過700顆低軌道衛星通信系統的運營許可申請,用於構建太空互聯網提供高速網絡,並於同年6月獲得批準。今年2月,OneWeb首批6顆衛星升空,太空互聯網計劃進入大規模部署階段。

低軌衛星星座的部署步伐正突飛猛進。“美國人在天上跑馬圈地,這些衛星上天之後絕對不僅僅是用於上網,它們或許還有著巨大的軍事應用潛力。中國正從航天大國邁向航天強國,我們一定會在這個方向上和國外競爭。”

中國航天科技集團有限公司的鴻雁星座一期60顆衛星預計2022年組網運營,填補中國目前尚無低軌衛星通信系統的空白。中國航天科工集團有限公司的虹雲工程、行雲工程分別計劃發射156顆衛星和80顆低軌窄帶通信衛星。其中,虹雲工程、鴻雁星座兩個國家重大航天工程在去年已相繼成功發射第一顆衛星並進入軌道。

但劉百奇認為,中國不可能僅用幾百顆衛星同國外競爭,這樣的衛星數量仍然太少,中國或將形成3000顆規模的衛星星座計劃,軌道高度在1000-1500公里,每顆衛星或重300公斤以上,並在5年內完成部署。如果採用200噸規模的火箭一箭三星發射,他推測需要1000發火箭才能完成這一工程,這就需要年產200發火箭。

面對長征火箭每年兩位數的產量,劉百奇表示,未來中國火箭產能將嚴重不足,火箭成為建設空間基礎設施的瓶頸,只有提升發射能力,並如SpaceX一般,6200萬美元發射一箭60星再回收降低成本,才能真正牽引衛星星座的發展,這為商業航天提供了市場機遇。

市場並非容不下多家創業企業,痛點在於技術創新

“商業火箭公司發展第一階段看入軌,如果都入軌了,那就看誰的更可靠、更便宜,那時候才是真正的競爭階段。”劉百奇對澎湃新聞(www.thepaper.cn)記者表示。

火箭的商業邏輯比任何時候都清晰,作為航天運輸工具,它只需要將載荷成功送入軌道。但真正要走到終點,這條賽道仍然曲折。中國商業航天已經走過4年,每家企業走的技術路線、發展途徑都不完全一致。航天企業的發展仍面臨技術、資本、市場、國家監管等各方面考驗。

業內早早起步的另一家火箭民企,藍箭航天空間科技股份有限公司總裁張龍日前表示,能順利健康發展下去的企業,一定要具備技術產品創新性、為客戶提供最優服務、企業內部治理跟得上三個特點。

劉百奇說,商業航天並不需要“華山論劍”,而是需要更符合市場需求的技術創新。在這個高技術門檻的行業,市場並非容不下多家創業企業,痛點在於創新,起步階段的創業公司即使技術不夠創新,最起碼要具備扎實的技術實力。

中國航天基金會理事長吳志堅曾表示,民營企業要以創新為本。現在成長起來的很多民營企業通過資本推動體制內的人員出來從事商業航天事業,把體制內的事情拿到體制外來做。

對於重複性的研製,劉百奇認為這種做法不可取,一個行業的快速發展離不開行業裡活躍的創新與創業。但他同時表示,一旦很多人往一個行業進,有一部分人借鑒以前的技術路徑,例如從相對容易的固體火箭起步,先走出第一步,積累經驗,形成造血能力,再在重複使用液體火箭方向有自己的創新,“創新得一步一步來。”

他也曾羅列過30多家火箭公司的技術路徑,感慨國外商業航天創新局面繁榮。SpaceX實現火箭變推力後可重複使用。今年已完成3次發射任務的美國火箭實驗室(Rocket Lab)公司,其電子火箭發動機區別於傳統的燃氣循環發動機,而是依靠電泵驅動燃料循環。他們還利用碳複合材料製造出堅固輕便的飛行結構,開發了與液氧兼容的碳複合貯箱以減輕重量。

西班牙零至無窮(zero2infinity)火箭公司利用高空氣球發射火箭,這種被稱作“氣球-火箭”(Rockoon)的發射方案,先用氣球將Bloostar小型運載火箭送上20-25千米的高空,隨後氣球釋放火箭,三級火箭點火發射送載荷入軌。

西班牙零至無窮火箭公司Bloostar小型運載火箭

在劉百奇看來,這些開腦洞的做法源於國外商業航天起步早,“有政策法規和資金支持,已經形成了產業,我們現在還是行業。”他表示,目前國家頒布文件指導商業航天發展,推動行業走向規範化。中國的航天企業則選擇簡單方式起步,“一步步來,最重要的是要鼓勵大家積極參與,有航天情懷、有商業頭腦、有技術的人等等各種資源集合在一起來做這個行業。”

另一方面,創新仍然是為了滿足商業目的,航天企業的長遠發展要圍繞市場。“以前航天的思維是以對手為核心,現在商業航天是以用戶為核心。火箭怎樣能更可靠、更便宜地滿足用戶需求,這是商業航天真正需要解決的問題。”劉百奇說。

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