辣评weekly:财政金融齐发力,卫星产业迎多地重金布局?马斯克为何重申星舰星链之间关系?国家航天局发布“十四五”及未来发展重点


国家航天局秘书长许洪亮在近日召开的新闻发布会上,正式发布了“十四五”及未来一个时期发展重点规划。
“十四五”及未来一个时期,中国航天将按照国家对航天强国建设的决策部署,加快推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展,重点提升航天科技创新动力、经济社会发展支撑能力,积极开展更广泛的国际交流合作。

将重点推进行星探测、月球探测、载人航天、重型运载火箭、可重复使用天地往返运输系统、国家卫星互联网等重大工程。其中,在大家最关心的行星探测方面,2025年前后,将实施近地小行星取样返回和主带彗星环绕探测任务,实现近地小行星绕飞探测、附着和取样返回;2030年前后,实施火星取样返回任务;还将实施木星系环绕探测和行星穿越探测任务。另外,嫦娥五号新闻发布会上已经介绍过,在月球探测方面,“十四五”时期,将发射嫦娥六号、嫦娥七号探测器,实施月球极区环境与资源勘查、月球极区采样返回等任务;后续还将研制发射嫦娥八号,与嫦娥七号共同构成科研站基本型。值得一提的是,在载人航天方面,2022年我国将建成长期有人照料的载人空间站,开展航天员长期驻留、空间科学试验、空间站平台维修维护等工作,并推动后续任务深化论证和关键技术攻关。

“十四五”时期,我们将继续按照国家新型基础设施建设的要求,完善国家民用空间基础设施和配套地面设施,提升卫星对地观测、通讯广播和导航定位的服务能力。在服务治理能力提升方面,围绕平安中国、美丽中国和数字中国建设需求,加强卫星数据产品与服务在资源环境与生态保护、防灾减灾与应急响应、社会管理与公共服务、城镇化建设与区域协调发展等行业领域深度应用。在服务经济发展方面,推动遥感、通信、北斗导航应用产业化,开发面向大众消费的新型信息消费产品与服务,丰富应用场景,提升大众生产生活品质,推动航天战略性新兴产业发展。

中国将继续秉持平等互利、和平利用、包容发展的原则,积极与各国开展航天领域的交流合作。在工程合作方面,推进国际月球科研站深化论证和技术攻关,按计划推进中意电磁02星、中法天文卫星、中巴地球资源后续星等卫星工程联合研制,促进卫星数据共享与应用。在服务全球方面,积极推动“一带一路”空间信息走廊、金砖国家遥感卫星星座建设,提供高质量的空间信息服务,共同应对全球气候变化、近地小行星撞击风险等共同挑战。在促进交流方面,充分发挥多双边机制作用,支持海南国际航天城交流平台建设,鼓励科研机构、航天企业、高等院校等积极开展科学研究、学术交流、展览展示、人才培养等不同层面的国际交流与合作。
国家航天局还将陆续公布后续月球与深空探测任务如嫦娥七号、八号等月球探测任务以及火星采样返回、木星系探测等行星探测任务的国际合作计划,将秉持“共商、共建、共享”理念与国际同行一起密切协作共同探索宇宙的奥秘。
看得出来,国家航天局的首要重点,还是完成国家赋予的政治任务。但必须看到,经济发展也是政治任务的一部分。国家队和商业队在主要利益上是一致的,业界应当着重开发的,是融合性的航天产业发展格局,让科研能力和生产能力既能服务于政治型号,也能服务于大众应用。这并不是做不到的事情。
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深圳6月7日发布《深圳市关于支持卫星及应用产业发展的工作意见》,从打造特色应用场景、增强自主创新能力、夯实基础设施建设等五个方面推出16条举措,拟将当地打造成全球卫星及应用产业创新高地。
5月13日,武汉国家航天产业基地卫星产业园建成投产、首颗卫星下线,湖北提出将完善航天产业发展规划,抓实重点项目建设,完善产业生态链,加快把武汉国家航天产业基地打造成为国家航天战略的重要承载地和全省经济发展的重要增长点。
此前,北京出台的《北京市支持卫星网络产业发展的若干措施》明确了“南箭北星”产业布局,建设商业航天产业基地,引导社会力量支持卫星网络产业创新和发展。
包括财政、金融、社会资本在内的“真金白银”将进一步向卫星产业集结,以进一步增强自主创新能力、加快高端项目落地、鼓励卫星与各行各业融合应用等。
其中,深圳提出,加快卫星及应用产业链重要环节突破。围绕通信、导航、遥感卫星综合应用、一体化集成应用及卫星研制的核心领域和重要环节,布局一批重大装备和关键零部件研制项目,按照不超过项目总投资的40%给予资助,最高3亿元。
湖北将充分发挥财政金融联动效应和产业基金撬动效应,促进更多高端载体、高端项目、高端人才落户,加快推动航天产业发展,打造千亿级航天全产业链集群。
北京在创新财政政策支持方式上,将实施商业航天发射保费补贴,引导企业利用市场手段降低创新风险;同时实施政府基金收益让渡,在市级引导基金设立的卫星网络子基金清算时,按政府出资超额收益的10%到20%,奖励基金管理团队,鼓励社会资本投资北京卫星网络产业。
每当看到这种新闻,我们总是倾向于敲警钟。财政的重视和倾斜当然是好事,但是卫星产业更多地需要营造市场,而不是申请财政资金。过度强调政府的支持,可能会营造出一大批吃唐僧肉的“卫星应用企业”,对商业航天的发展有百害而无一利。这是一个应该凭本事吃饭的行业,财政一定要控制自己的输血热情。
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根据中国载人航天工程办公室发布的消息,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波将于6月17日9时22分,乘神舟十二号载人飞船前往空间站天和核心舱。按计划,他们将在天上驻留长达三个月。
我国载人航天工程空间站各舱段、神舟系列载人飞船、天舟系列货运飞船及其发射使用的长征系列运载火箭由中国航天科技集团有限公司研制。那么,航天科技集团打造的“太空之家”舒适吗?航天员在天上如何生活?

“天宫一号”于2011年成功发射,发射重量8吨左右,提供给航天员的舱内活动空间为15立方米,可以满足3名航天员同时在轨工作和生活的需要。这相对于神舟七号7立方米的舱内活动空间有了较大提升,但是依然比较局促。
当2021年我国开始建造空间站时,为了提高航天员太空生活的“舒适度”,设计师们为航天员预留了相对充裕的生活环境,舱内活动空间从天宫一号的15立方米提升到了整站110立方米,简直是从“筒子间”搬进了“大平层”。

中国空间站本着“人性化”的设计理念,分别设置了生活区和工作区。生活区内有独立的睡眠区、卫生区、锻炼区,还配有太空厨房及就餐区。在设计上最大程度考虑到私密性和便利性,极大地提高了航天员的太空生活质量。
航天员乘组在空间站拥有3个卧室,配置了120余种营养丰富、口感良好、保质期长的航天食品。

在太空中,航天员也能实现“睡觉自由”,能够享受独立的睡眠区,确保睡觉不受干扰。虽然依然要把自己“装进睡袋”,但已经实现了从“站睡”到“躺睡”的变革了。独立的睡眠区能够让航天员更放松,享受相对高质量的睡眠,让他们的太空工作和生活更加“元气满满”。

航天员虽然不能享受和地球上一样的淋浴和泡澡,但每个人都能够在一个“包裹式淋浴间”里,手持喷枪,把自己擦拭干净,最大程度上解决了个人卫生问题。

除此之外,随着10多年来我国无线通信和物联网技术的不断飞跃,设计师们在之前的总体设计方案上不断升级,采用全新的信息技术,让中国空间站有了“移动WiFi”,并创造了一个智能家居生活空间。
在中国空间站里,设计师们给每一个航天员准备了一个手持终端,航天员可以根据个人需求通过APP调节舱内照明环境,睡眠模式、工作模式、运动模式……不同的舱内灯光,能够调节航天员的情绪,避免长时间处于单调的环境所带来的不适。
仅仅就舱内灯光环境和温度环境,设计师们就进行了多次体验,反复验证和调整,尽最大可能让长时间驻留太空的航天员有舒适的生活感受。

在以往的载人航天活动中,天地通话是“传统项目”。在中国空间站运行中,设计师们会给航天员预留一条私密语音通道,航天员可以在这里和家人打电话“说悄悄话”,分享自己在太空生活的心情。
平时,航天员们都带着骨传导耳机,舱内的WiFi可以方便他们在站上各个舱段相互通话,而且他们在任何位置上也都可以与地面通话。

根据国际同行的经验,航天员在太空中有相当一部分工作是进行舱内组装和维修,也就是说,完成空间站的建造任务,以及保持空间站十几年的运行,有很多组装和维护维修工作需要航天员在太空中独立完成,其中有一些甚至需要出舱,在舱外完成。单算核心舱,上面就有1243台设备,它们的很多组装工作都需要航天员在天上手工完成。此外,还有一系列出舱活动,航天员在太空中可绝对是一个“忙碌的宝宝”。
为了让航天员的维修和组装工作能够更加准确、高效地完成,设计师们在“防差错设计”上下了不少功夫、想了不少办法,从标志、颜色、外形等方面对要维修组装的设备、线缆和插头采取了一些措施,确保航天员在太空操作时“不看错、不误操作”。

上天无小事。空间站建造和运营的每分每秒,都有地面工作人员密切关注。不仅如此,地面还有一个和天上一模一样的空间站,就是为了确保在遇到突发情况时,地面人员能够根据模拟空间站的实际情况,给太空中的航天员提供强有力的地面支持。
朋友圈中有人戏言,三位宇航员要是在天上开个直播,一定能收到不计其数的打赏。说不定把任务经费都赚回来了。现在的载人航天管理模式当然不允许做这种事,三位宇航员的军人身份也不允许。但这未必不能成为后续航天活动的一种收入模式。哪怕仅仅在失重环境里做简单的物理实验,短视频的点击率恐怕会超过人们最乐观的预期。
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航天装备制造作为我国航天科技工业体系的坚强基石和核心能力,是我国航天可持续发展的基础,先进的工艺技术和制造能力是确保各项科研生产任务顺利完成的重要保障。
近年来,我国航天装备制造的技术水平随着型号任务的开展取得了显著提升,突破了新一代运载火箭大型贮箱制造装配工艺和以焊接铣切一体化大型焊接装备为代表的一大批关键技术,普遍实施了以产品为中心来替代以专业分工为中心进行生产单元组建的生产方式,加快制造工艺与装备的升级换代,大量引进并应用了工艺管理系统、生产派工系统、车间制造执行系统等信息化平台,在三维数字样机开发、设计工艺协同、工艺设计仿真验证等方面取得了一定突破,航天装备制造逐步开始向数字化研制模式过渡与转型。
当前,西方发达国家重新认识到了制造业的地位和价值,力争要在新一轮先进制造业竞争中取得优势地位;我国航天装备制造技术水平与国外航天先进水平相比还有一定差距,还不能很好地适应航天产业快速发展的要求。

我国航天装备制造主要采用研制与批量生产混合共线的模式,其批量生产能力不强。在研制和批量生产模式发生冲突时,批量生产能力易受到影响。同时,由于航天产品多品种、小批量的特点,使其制造过程换型频繁,再加上缺乏在线原位检测设备和快装快换的工具手段,使得制造单元的制造效率难以获得根本性的提升。
航天装备制造数控化水平比较低,劳动密集型的手工生产模式普遍存在。设计–工艺–现场生产线之间的数据链路没有贯通,设计阶段生成的数字化模型无法直接辅助生产制造。工艺仿真、数字化装配等先进数字化制造技术能力薄弱。
设计制造一体化程度不高。工艺设计与产品设计尚未实现并行工程,工艺提前介入设计的程度有限,导致设计方案的可制造性不强。设计与工艺之间的系统平台、专业软件、标注规范尚不统一,设计模型和数据难以共享。

我国对工艺在航天科研生产体系中的作用重视不够。长期以来,我国航天制造业一直是通过研制来建立科研生产体系的,出现了重科研轻生产,重设计轻工艺的现象,对工艺在科研生产中的作用认识不足,重视不够,没有建立独立、完善的工艺发展体系,难以从根本上提高工艺的技术水平和能力,制约了我国航天装备制造能力的进一步提高。
工艺技术水平尚不适应型号任务快速发展的要求。在航天型号研制生产过程中,随着新技术、新设备、新材料的大量应用,客观上要求加大工艺攻关力度以适应型号任务需要;但从整体上看,我国航天工艺技术研究欠缺,创新不足,一些新型号的研制仍然沿用几十年前的工艺方法,难以适应型号任务的发展要求。
工艺手段较为陈旧。对先进工艺技术手段的应用不够,相较于计算机辅助设计和计算机辅助制造环节,工艺环节的计算机辅助工艺过程设计成为了航天数字化制造模式的短板。先进工艺手段的缺乏使得工艺规程的一致性较差,效率较低,同时,工艺标准、工艺技术成果也难以进行有效的积累、管理和复用。

航天大型、异形复杂结构件的制造能力还不能满足型号研制需求。随着国家航天活动由近地向深空、由单一任务向多任务、由短期停留向长期驻留的扩展,航天装备的结构尺寸和结构复杂程度大大增加,这对我国大型、异形复杂结构件的加工和成型能力提出了更高要求;因此,面向未来的航天型号任务,亟需研究能够突破大结构尺寸产品和异形结构产品的装配技术、测量技术、大直径运载火箭贮箱原位制造基础技术和大型铆接筒段壳体自动化铆接成套装备、贮箱箱底整体旋压装备、大型铝合金环形结构件精确校形装备等。
航天精密制造能力有待进一步提升。目前,以生产惯性器件、微电子、光学遥感器为代表的航天精密、超精密制造技术已由宏观制造领域进入微观制造领域,精度要求已经达到了亚微米,甚至纳米级,这对我国航天装备制造业的精密加工、精密成型、精确装配等精密制造技术提出了更高要求。我国现有的航天装备技术水平距离精密制造技术还有一定差距,比如我国新一代高精度惯性仪表和平台系统在设计技术和指标上能够接近国际先进水平,但其关键零部件的精密制造技术水平低,工艺装备落后,导致其研制周期长,制造成本高,产品精度和可靠性低,产品质量和批量生产能力难以进一步提高。
航天复合材料制造能力与国外先进水平相比还存在一定差距。随着航天任务要求越来越高,航天高性能复合材料的用量也在迅速扩大,各种航天飞行器的重要结构件,如运载火箭和导弹的壳体、飞船部件、卫星天线等的生产,正在越来越多地采用复合材料,这对我国航天复合材料的制造技术水平和制造能力提出了更高要求。我国航天制造业在铝锂合金等新型轻质材料及钛合金等高熔点合金的成型、连接及增材制造技术,热防护材料、高模量碳纤维、耐烧蚀纤维陶瓷等先进功能复合材料技术与自动成型加工装备等方面与国外先进水平相比还有一定差距。

航天装备制造企业所获得的投入和支持力度相对不足。我国航天生产制造企业在整个航天科技工业体系中话语权较小,所获得的资源投入相对较少。国家军工固定资产投资型号痕迹过重,锻造、铸造、焊接、检测等航天基础制造能力获得的投入较少。航天生产制造企业往往面对多家设计单位,同时承担多个型号的研制与批量生产任务,普遍面临着制造资源紧张、人员加班加点的问题。
航天装备制造系统中不同单位间的协同性有待加强。航天设计单位与制造单位相互分离,协同性不高,设计单位与工艺单位之间缺少沟通,技术状态变更频繁,制造工艺难以稳定。主管单位与分系统单位、上下游单位之间的计划调度安排不够合理,制造资源占用均衡性、进度匹配性较差,产品难以齐套;前方与后方制造企业之间存在转接产技术交底不充分的现象,造成后期多次沟通协调、重复投入资源开展工艺攻关等问题。
科研管理难以有效支撑航天装备制造能力的提升。在长期保成功的压力下,为达到航天产品高可靠性的要求,航天装备制造在采用新技术、新工艺方面较为保守,只有在其他型号上应用成功后才敢使用,先进的制造技术、工艺转化推广较慢。航天装备产品化程度较低,距离通用化、系列化、组合化的“三化”要求还有一定差距,制造效率难以提升。
航天装备制造可以认为是一种极其高端的定制,虽然在航天人看来,中国的航天装备制造还有很大差距,但是如果用一种“降维”的思路来看待其他行业,会发现航天制造在很多领域已经非常超前了。相关技术的民用转移,可以具备广阔的应用前景。其实这样的降维在航天内部已经有了先例,长征五号制造技术的降维使用,大大提高了长征三号系列的产能,为北斗的部署做出了重要贡献。
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美东时间6月11日,马斯克在互动推文中重申星舰与星链关系,“星链任务将会移至星舰发射”。这意味着猎鹰9号火箭目前承担的高频发射星链任务,最终将被下一代发射系统星舰完全取代。根据星舰运力估算,一艘星舰最多可发射400颗星链卫星(106吨),相当于6.5次猎鹰9号专属发射任务(一箭60星)。
按照星链星座部署1.2万颗来算,只需要发射30次星舰;按照每月两次发射频率来算,只需要15个月即可完成。即使按照最大部署卫星数量4.2万颗来算,也只需要52.5个月(4年零4个月)。这绝对是大力出奇迹!
此时此刻,马斯克再度重申星舰与星链关系,强调星链任务将会移至星舰发射,这既是对看似不可能的星链项目打气鼓劲,又是对未来星舰谋篇布局的具体打算。
按照目前最乐观估计,今夏启动星舰轨道级首飞,依照每月测试一次的进度,到今年底、明年初有望掌握轨道级发射技术。即使再延长6个月,经过一整年攻克技术难关,想必到2022年可以全面掌握星舰系统轨道级发射能力。
而在“2023年开启首次环月之旅”“2024年阿尔忒弥斯任务载人登月器”之前,为了证明星舰系统的可靠性,只有经过多次安全无误发射之后,才会堪当大任。这期间最好的验证任务无疑是发射自家星链卫星。这既能证明星舰可靠性,更能大幅加速部署星链星座。一举两得,妙不可言。
马斯克是美国航天领域少有的说到做到之人,无论NASA还是军方的大型项目,甚至贝索斯之类的商业航天企业,无一不在遭受进度拖期、成本上涨的折磨。所以,马斯克的管理方式显然要比其他有效得多。其中非常重要的一点就是,不要害怕为自己定下一个非常高的目标,哪怕距离这个目标只差一点点,也已经比其他人超前很多了。
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日本参议院(国会上院)6月15日通过了允许企业开采和利用太空资源的立法。而与此同时,俄罗斯航天国家集团(俄航)总经理罗戈津对这方面的类似国家立法提出了批评。
日本正式名称为《宇宙资源勘探开发相关商业活动促进法》的那项法案此前已于6月10日由众议院通过。法案得到执政的自民党和立宪民主党这两大政党的支持。法案准许日本企业勘探、开采和利用各类太空资源。有意开展此类活动的公司须首先向日本政府办理许可。东京从事月球着陆器业务的ispace公司首席执行官袴田武史发声明说,“我们热情支持日本太空资源法的通过,称赞超党派国会议员小组采取迅速行动,以在这项事业上领先于世界”。
日本这项立法与2015年由美国国会通过并由奥巴马总统签署成法的《商业航天发射竞争力法案》类似。那项法律赋予美国企业对于所开采资源的权利,但不包括天体财产权,因为那将会违反《外空条约》。卢森堡和阿联酋后来也通过了类似的立法。
这四个国家都是“阿蒂米斯协议”的签字国。该协议支持发展太空资源开采和利用能力。协议称,“签字国确认,空间资源开采本质上并不构成《外空条约》第二条下的国家占有,且与空间资源相关的合同和其它法律文书应符合那一条约之规定”。
俄罗斯对此持不同观点。罗戈津当天在圣彼得堡全球航天探索大会一次会议上说,“这些采矿活动的监管事宜仍是个非常棘手的问题”。他呼吁建立一个“规则体系”来从国际层面上解决那些问题,而不是像日本新通过的那项法律那样制定国家法律。他说,“俄罗斯认为各国不能单方面采取任何法律法规,因为空间是我们的共同遗产,属于每个人”;“我们认为联合国是讨论这些问题的一个合适场所”。
作为最新在“阿蒂米斯协议”上签字的国家之一,新西兰也支持就空间资源问题开展国际讨论。新外长马胡塔5月31日在就协议签署发表的一份声明中说:“虽然现有国际法就资源利用做了高层规定,但我们认为需要制定进一步的规则或标准来确保这些资源的保护和长期可持续性”。她称“阿蒂米斯协议”“在这方面迈出了重要的第一步”。
日本因为国土狭窄,对太空开发的热情其实比其他国家都要高得多。只不过因为政治上受到严格限制,不能随心所欲而已。但是,随着日本两次探索小行星成功,日本对太空资源的开发利用,早已经提上了议事日程。需要知道的是,太空算作人类公地,换个说法就是先占先得。那么中国是不是也应该考虑编制相应的国内法呢?至少,今后为此谈判的时候,可以争取到更大的主动。
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