轨道未来发力卫星在轨服务,构建航天良性循环

来源: 大众网
2022-12-08 16:09 
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2022年,中国商业航天的故事,仍然吸引着资本的目光。

媒体数据显示,仅第一季度,国内至少有21家商业航天企业宣布获得融资,总金额超过37亿元人民币。这些企业,主要集中在航天产业链的上游和中游环节。

而在全球范围内,随着商业航天的发展,在低成本运载火箭、卫星互联网等领域之外,一个新的领域——卫星在轨服务正逐渐兴起,甚至成为众多新兴航天企业和投资机构的宠儿。

在轨服务的主要业务,包括太空维修卫星和太空垃圾清理,目前美国、日本、瑞士等均有相关企业出现。

轨道未来作为国内首家开展卫星在轨服务的商业航天企业,对所在行业有更深入的判断。“2015年到2021年的中国商业航天最重要的发展是建立能力,建立火箭、卫星研制能力,那么从2021年开始商业航天最重要的工作是建立盈利能力。” 轨道未来创始人边九州说,“在轨服务的毛利率高达60%,投资规模小,见效快,非常符合现阶段的商业航天发展诉求。”

更关键的是,以卫星在轨服务为支点,利用相关技术,可以进一步进军太空旅行、深空探索等领域,促进中国商业航天的良性循环。

1、新机遇带来新蓝海

1984年4月,美国挑战者号航天飞机上的宇航员们,在轨道上成功修复了一颗已经故障3年的卫星。这是人类历史上首次在轨道上对一颗卫星进行修理。

在此之前,卫星故障或者燃料耗尽后的命运往往只有两种:一种是逐渐降低高度,最终坠入地球大气层焚毁;另一种是控制其上升到距离地面3.8万公里的所谓“墓地轨道”,以防止其对正常工作的卫星产生威胁。

航天飞机的出现,让卫星在轨服务成为可能。但从经济学视角来看,以航天飞机为载体的在轨服务注定难以持续。数据显示,航天飞机发射一次的成本在16亿美元左右,远超卫星的价值。因此在航天史上,只有极其高价值的航天器,才能享受在轨服务的待遇。

近年来,随着商业航天的发展,卫星在轨服务的需求越发强烈。对民营航天企业来说,修复一颗卫星,所需成本远小于重新发射一颗卫星。根据轨道未来的计算,一颗GEO卫星成本约为15亿元,设计寿命15年,每年可以创造约2亿元的收入。延寿卫星可延长这类卫星寿命5年,创造10亿元的额外收入。

收益的凸显,让卫星拥有者及市场有了更急切的意愿,也让买单者蜂拥而至。

全球最大的卫星服务供应商国际通信卫星集团(Intelsat),主要通过卫星系统提供网络连接、电视广播、蜂巢式移动电话系统等服务来盈利,目前在轨运行卫星超过50颗。他们成为卫星在轨延寿服务的第一个获益者。

2020 年 2 月 5 日,美国诺斯洛普·格鲁曼公司旗下太空物流公司(Space Logisitcs)发射的任务延寿飞行器-2(MEV-1),与该集团的IS-901 通信卫星成功对接,令这颗即将退役的卫星可以继续工作五年。

这也标志着“卫星在轨延寿服务”商业化的大幕正式拉开。空间物流公司甚至宣称,公司已经拉到了一大堆客户。

除了卫星延寿,在轨服务另一个可以大显身手的地方,是太空垃圾清理。欧空局数据显示,自上世纪60年代以来,世界各国在近地轨道上留下了23000个比葡萄柚还大的物体,还有数百万个无法被追踪的小物体。即使是几毫米大小的物体,也会因其高速度对其他航天器造成巨大的破坏,而每一次碰撞,都会形成更多的碎片。

近年来,随着商业航天的发展,卫星价格不断下降,在轨卫星数量不断增多。“近三年,我们发射的卫星数量占到人类卫星发射总数的35%。”轨道未来创始人边九州说,“未来5到10年,全球大概还要发射数万颗卫星。”

随之而来的将是大量由失效的卫星、废弃的火箭和在轨碰撞形成的太空垃圾。其数量之多,足以令各国政府不得不采取措施,维护越发紧缺的轨道资源。

轨道未来对在轨服务的市场规模持乐观态度。“这至少是一个千亿级的市场。”边九州说,“以地面乘用车市场为例,它的售后包括加油站、维修店、洗车店、4S店、保险等一系列产业,这个市场有多大,在轨服务的市场就有多大。”

而根据业内知名智库NSR(北方太空研究所),未来10年,这一领域的收入将达到143亿美元。可以说,在轨服务正在成为商业航天的新蓝海。

2、技术驱动新赛道

根据NSR发布的《在轨服务与空间态势感知市场报告》,卫星在轨服务主要包含五大市场,分别为:在轨延寿、机器人操作、发射后轨道修正服务、重新定轨业务、离轨服务。

目前,几乎每个赛道都有相关企业。在美国,太空物流公司(Space Logisitcs)聚焦轨延寿领域。这也是目前唯一一家成功为GEO卫星提供在轨服务的公司。

其官网信息显示,其任务延寿飞行器(MEV)携带的燃料,预计可使用15年以上,可以为多颗卫星提供轨道服务。当一个客户不再需要服务时,MEV将解除对接状态,转移到下一颗卫星。

成立于2013年的宇宙尺度公司(Astroscale),总部位于日本东京,聚焦太空碎片清理。目前,该公司已经完成了在轨物体捕获与清除技术的首项重要测试,释放并重新捉回了一颗小卫星。

而早在这次试验之前,2020年,该公司便与日本宇航局碎片清除项目签署合同,成为该项目的第一批合作伙伴。

瑞士初创公司“清洁太空”(Clear Space)同样聚焦太空碎片清理,目前已经同欧洲空间局(ESA)签订了一份价值约8600万欧元的合同。预计到2025年,该公司将发射“清洁太空-1”(ClearSpace-1)卫星,捕获一块约100公斤重的太空垃圾。

作为国内首家开展卫星在轨服务的商业航天企业,轨道未来成立于2021年10月。目前,公司已经获得了陆奇博士所创奇绩创坛的天使轮投资。

轨道未来选择从卫星延寿领域切入在轨服务市场。预计2023年,公司将发射“OF-1技术验证飞行器”,完整验证延寿服务流程。它的主要作用,是向客户证明,轨道未来有足够的技术实力来为客户卫星提供安全可靠的服务。

技术验证飞行器项目成功后,2024年,轨道未来将继续发射Reach-1延寿卫星首星,正式开启商业化进程。再之后,公司将继续开展卫星在轨维修业务、空间碎片清理业务,以及空间组装等业务。预计到2030年,公司将成长为一家复合型的专业在轨服务企业。

今年11月,轨道未来携带其设计研发“OF-1技术验证飞行器”模型,亮相2022杭州·云栖大会。金黄色方型立体模型吸引了众多参观者的目光。

从实际来看,在轨服务领域,我国在轨服务技术与国外相关公司的差距并不大。未来几年,预计会有更多新兴公司涌入这一领域。

3、撬动航天良性循环

从2015年至今,中国商业航天蓬勃发展。一批围绕航天产业链及其配套建设的创业企业应时而生,吸引了来自通信、电子、互联网、航天等不同领域的人才,也得到众多资本的青睐。

然而不得不承认的是,众多民营航天公司仍然处于证明自己的阶段,商业航天的新故事并不好讲。

相对而言,卫星在轨服务可以说是其中商业模式最为成熟的领域。它有明确的购买方,商业卫星拥有者愿意为卫星延寿带来的利益买单;各国政府和国际组织希望清理太空中的碎片,以换取日益紧张的轨道资源。

就在今年9月,宇宙尺度公司(Astroscale)和“清洁太空”(Clear Space)一起拿到了英国航天局(UKSA)440万美元的合同,要设计一个2025年把两艘航天器从轨道上移除的任务。

这些都显示着在轨服务的商业价值,然而,发展在轨服务技术的意义远不止如此。除了商业价值,在轨服务涉及到的技术,同样是空间卫星制造、深空探测等领域的基础,甚至有业界人士将在轨服务视为“新太空经济基础设施的关键。”。

以在轨服务为基础,或许可以推动中国商业航天构建起一个良性循环,走出一条真正适合自己的道路。

商业航天领域的代表企业SpaceX,凭借猎鹰重型、星舰为代表的大型火箭及绰号“超级筷子”的火箭可回收技术。成功降低火箭发射成本,并以此为基础,快速扩大传统火箭服务市场的份额,并在卫星互联网等领域带来颠覆性革命。

据《2021中国商业航天产业发展报告》统计,SpaceX在北美发射市场份额已达到创纪录的58.95%,其 Starlink星座计划已成功部署2653颗卫星,覆盖北美、欧洲、澳大利亚等广阔地区,用户数超过40万人。

此外,低廉的发射成本正催生太空殡葬、火箭洲际货运等新的商业模式。可以说,以运载火箭技术为基础,SpaceX已经构建了一个良性的商业循环,并以此为基础带动更多领域的发展。

中国商业航天,也需要类似领域,撬动商业航天的良性循环。综合各方面来看,在轨服务无疑是一个不错的选择,而这也是轨道未来的终极目标。“我们不能总在别人后面追,也要敢于领跑。”边九州说道。

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(朱萍)

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