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广州布局商业航空产业链发展 未来太空游或可一次性搭载7名乘客
2024-04-24 11:17:19
广州日报新花城

今天(4月24日是中国航天日,神舟十八号载人飞行任务新闻发布会也在今天举行。会上,中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强表示,将抓紧研究推动国外航天员以及太空游客参与空间站飞行。实际上,它已被广州商业航天公司提上日程。

去年6月,广州生产的“力箭一号”运载火箭以“一箭26星”的方式将试验卫星顺利送入预定轨道,刷新了我国一箭多星的最高纪录,这也让人们对广州的商业航天产业发展充满了期待。如今,随着广州不断加大政策扶持力度,以及中科宇航、吉利航天等龙头企业的纷纷落地,广州商业航天产业链正愈发壮大。

商业航天背后有哪些硬科技支撑?将来会有哪些超出人们想象的应用场景?广州日报新花城记者采访了航天专家和相关企业。

未来太空游单次可搭载7名乘客

中科宇航(广州)装备工业有限公司副总经理李秦峰是力箭一号运载火箭副总师,主要负责火箭的总装测试工作。他告诉记者,“力箭一号”作为当时我国最大的固体运载火箭,历时3年时间研制、共突破了6项重大关键技术和13项国内首次使用的技术“这是一款低成本、智能化、创新性的火箭,起飞重量135吨。运载能力方面,在500公里太阳同步轨道上达1.5吨,其客户主要面向国内、国际各类在近地轨道、太阳同步轨道有发射需求的卫星公司。”

谈到创纪录的“一箭26星”,李秦峰告诉记者,火箭内部结构如金字塔,“金字塔越往上,就需要越紧凑才能越稳定。火箭的内部空间很小,为了防止飞起来摇晃,卫星需要非常紧密地组装。但这会增加星箭分离时卫星之间碰撞的概率,这是‘一箭26星’面临的最大难题。”

“我们最终通过几种手段解决了这个难题。”李秦峰告诉记者,“第一,卫星在摆的时候尽量错开,按照分离的方向,朝向不同的方向;第二,给卫星设立不同的分离时序,最下面的卫星先分,之后是中间,最后是顶上。为了万无一失,发射前,我们会对摆放的位置、分离的时序和分离的动作进行仿真试验,先用计算机模拟,之后进行实物试验,最后才把这个难题解决了。”


李秦峰

如今,“一箭26星”发射成功吸引了不少客户,李秦峰说:“现在我们已经有不少订单在排队,甚至有的已经排到后年了。目前我们的客户主要是国内的商业卫星公司及科研机构。今年计划实施5次发射任务。”

李秦峰表示,目前在商业航天领域,运载每千克货物的费用普遍为5万至10万元。团队目前正在研发的大运力、高可靠、低成本的液体运载火箭 “力箭二号”,已进入工程研制阶段, 太阳同步轨道运载能力8吨,计划将于明年执行首飞任务,拟搭载低成本货运飞船等。 

“太空旅游未来将是非常好的商业航天项目,普通人在经过锻炼符合相关的标准后上就可以来到太空观光。”李秦峰介绍,亚轨道飞行器单次可搭载7名乘客,最大飞行高度将达100~120千米,乘客经过简单的专业培训,即可获得约10分钟的“宇航员”体验,其中包括约3分钟摆脱地球引力的失重感体验。

低空经济、车联网都有赖商业航天

谈到商业航天的未来应用,中山大学航天航空学院副院长张锦绣教授告诉记者,未来整个商业航天产业链中,卫星制造和发射服务大约仅占20%,其余80%集中在卫星地面设备制造和服务应用,比如车联网无人驾驶,低空经济无人机和飞行汽车智能导航和高速通信网等等。“未来,随着天上的卫星越来越多,更重要的是把后端的地面设备和产业应用做上来。”

张锦绣介绍,低轨遥感卫星,特别是合成孔径雷达卫星星座,无论白天黑夜,无论刮风下雨都可以获得海量遥感数据,这可应用于城市楼宇、桥梁等大型设施的安全监测,如城市超高层建筑每年的沉降形变等。目前因为数据获取得不及时和不均匀,还无法实现有效监测,但随着低轨卫星星座的建设,基于卫星遥感数据实现城市大型设施的数字化监测将成为可能。此外,海量遥感数据在农村还可以用于监测农作物的种植率、生产情况,甚至病虫害等。

商业航天在车联网、低空经济的应用同样重要。吉利航天就将总部放在了广州南沙,企业的卫星“吉利未来出行星座”近年来不断发射上天。张锦绣介绍,“广东公路网非常密集,将来会是车联网应用的重要地域。低轨卫星通信网络将提升汽车的行驶安全性和智慧出行体验,使得汽车成为一种多元化生活和智能服务的载体。同样由无人机、飞行汽车等低空飞行器等支撑的低空经济,其发展跟商业航天也是密不可分的,低轨导航增强卫星星座将提供低空经济所需的精密的空中定位导航……这些都与商业航天中密切相关。”

商业航天的低轨通信网络在广东也有着广泛的应用前景。张锦绣介绍:“广东有大量的海岛,漫长的海岸线,岛屿和岛屿之间,人员和船只出海之后怎么来通讯?以往的卫星通讯价格贵、信号差、延迟长。而随着商业航天卫星通信网络的建设,利用手机直接接入卫星网络进行通讯,这对于沿海省份的广东来说,具有十分广阔的市场价值。”

张锦绣告诉记者,学院与不少商业航天的头部企业都有产学研方面的合作,“今年正好是中山大学百年校庆,我们跟中科宇航联合将寻找合适的时机搭载一到两颗中山大学学生自己设计和研制的新技术实验卫星或空间医学微重力实验卫星上天。我们的这种合作,也是广州本地运载火箭企业与985高校在航天领域的一次有益的产学研合作。”张锦绣介绍,“卫星上天后,我们会合作开展一些空间微重力实验,涉及空间医学、新材料技术等等,预期我们会在未来半年到一年之内实施这样的合作。”

张锦绣介绍,目前学院有很好的商业航天全链条上人才培养能力。“目前,我们40%~50%的研究生留在广东,随着很多商业航天公司的落地,未来将有更多人留在广东发展。我们还有很多学生进入了低空经济领域发展,做飞行汽车方面的研究。”

广州商业航天朝气勃勃

谈到广州商业航天产业链的发展,李秦峰表示,广州对商业航天非常支持,着力将广州南沙打造成为商业航天“第三极”,南沙区也在去年年底出台《广州南沙新区(自贸片区)促进商业航天产业高质量发展的扶持办法》,对企业初期融资支持、航天器研制补贴等各方面都予以支持,“在这方面,我们感受到力度很大,这也是我们为什么选择落地广州南沙的重要原因。”

李秦峰表示,广州的产业链基础是非常雄厚的,不管是先进制造、软件乃至电子芯片,随着商业航天产业链的不断扩展,这些基础会起到重要支撑作用。“航天的各项设备要求非常高,需求量又不是很大,所以以往,社会化企业愿意涉足这一领域的比较少。但随着近期国家低轨互联网立项,庞大的发射数量肉眼可见,这会对整个市场产生非常大的牵引带头作用,也会带动广州乃至整个大湾区的企业加入到商业航天产业中来。”

中山大学航天航空学院教授张小虎认为,在商业航天领域,广州从空间应用到运载工具都有企业涉足,企业看中的就是大湾区在电子、材料方面的配套能力,以及庞大的市场需求,无论是卫星的研制、发射,乃至将来的太空游,都有很大的发展想象空间。传统的航天跟商业航天存在互补,商业航天在成本控制、市场响应能力方面更强。“从供应链来看,大湾区的生产制造能力、配套能力,对商业航天企业降低成本、提高商业航天普及性非常重要。”

张锦绣也认为,广州商业航天的发展潜力巨大,产业链条逐步完善,从卫星制造到发射服务,再到地面设备和产业应用,广州正逐步形成商业航天的闭环生态。

根据美国卫星工业协会(SIA)发布的统计报告,2022年全球航天产业实现了3840亿美元的总收入。在该产业中,卫星相关领域贡献了2811亿美元,占比高达73%。如今,全球航天活动已经进入了高频率的发展阶段。

2023年,全球火箭成功发射次数为211次,共发射卫星2895颗。SpaceX成功发射的次数占全球总数的45%,发射的卫星数量为2514颗,占全球总数的87%,显示出其在全球卫星发射市场中的绝对领先地位。

而国内商业航天市场规模从2015年的3764.25亿元增长至2021年的12626亿元,2021年同比增长率达到了23.76%。预计从2017年至2024年,年增长率将保持在20%以上。

相关预测指出,到2027年,中国低轨卫星网络的总规模预计将达到3950颗。在卫星制造、发射和地面设备方面的总投资预计将达到1690亿元,而卫星运营市场的未来潜力可能高达7000亿元。

文、图/广州日报新花城记者:武威(署名除外)
视频/广州日报新花城记者:武威
广州日报新花城编辑:赵小满



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