本文來自微信公眾號:每經頭條 (ID:nbdtoutiao),作者:蔡鼎、李孟林、高涵,編輯:高涵、孫志成、王嘉琦,校對:王月龍,原文標題:《馬斯克“龍”飛船上天,貝索斯擬5年發射3236顆互聯網衛星,6萬億太空經濟究竟有多熱?》,頭圖來自:unsplash
在很久以前,神秘的太空就已經吸引了地球村的注意,但直到上世紀60年代,人類才開始真正走近這一夢想。1961年4月12日,宇航員尤里·加加林乘坐“東方一號”宇宙飛船首次飛入太空,開啟了人類探索太空的新紀元。
此后又過了將近50年,太空旅行的商業化序幕才逐步拉開。維珍銀河、藍色起源、SpaceX先后完成各自首次載人太空商飛——維珍銀河“團結”號、藍色起源“新謝潑德”號分別提供高度80公里、100公里的亞軌道觀光服務,SpaceX則提供高度575公里的繞地飛行服務。
太空旅行憑借其話題性將太空經濟帶入了公眾視野,而衛星互聯網則是太空經濟版圖里面在中短期內增長最快的領域。自2019年起,馬斯克的“星鏈”計劃就陸續發射衛星,并預計將于2019年至2024年間在太空搭建由約1.2萬顆衛星組成的“星鏈”網絡提供互聯網服務。
今年4月,太空旅行和衛星互聯網領域都迎來了歷史性的進展。前有亞馬遜宣布了商業航天史上最大的火箭發射采購協議,積極布局衛星網絡,后有馬斯克的SpaceX“龍”飛船將“全私人”太空旅行團首次送到了國際空間站。
在追逐太空經濟的前沿,赫然出現了世界首富馬斯克和世界第二富貝索斯的身影。讓人不由生出疑問:究竟什么是太空經濟?這個市場有多大?億萬富翁“爭霸”太空背后打的是什么算盤?太空旅行和衛星互聯網這兩個熱門賽道潛力如何?布滿衛星、交通繁忙的未來太空世界中,安全和秩序如何維護?
《每日經濟新聞》記者對話國際知名太空考古領域專家愛麗絲·戈爾曼(Alice Gorman)和歐洲航天局(ESA)太空碎片辦公室主任蒂姆·弗洛爾(Tim Flohrer)等數位專家,試圖揭開浩瀚太空的一縷真實。
一、太空旅行“三國演義” 頂級富豪的棋局
“龍”飛船與國際空間站對接 圖片來源:NASA
世界首富埃隆·馬斯克不僅是電動汽車的領導者,在太空領域的拓展也是一馬當先,步伐遠超其競爭對手。4月9日,SpaceX“龍”飛船在飛行21個小時后抵達離地球420公里的國際空間站。參與本次飛行的4名乘客皆非職業宇航員,至此,SpaceX成為史上首家將“全私人”旅行團送達國際空間站的企業。
實際上,SpaceX早已經證明了自己的載人太空飛行能力——2020年,SpaceX就完成了把NASA宇航員送入國際空間站的任務。去年9月,SpaceX將全平民旅客團隊送入太空,完成了三天的繞地球飛行。當時雖然沒有接入國際空間站,但飛行高度達580公里,比國際空間站還更遠。
相較之下,世界第二富豪貝索斯的藍色起源盡管在2000年就已成立,比SpaceX還早兩年,但太空飛行能力還差了一大截,目前只能送乘客到距離地球100公里的太空臨界點“卡門線”附近,短暫體驗幾分鐘的失重感。據悉,藍色起源研發的重型運載火箭“新格倫”也遲遲未能進行首次發射。
同樣是太空旅行的先驅,英國富豪理查德·布蘭森的維珍銀河公司在2021年7月搶先一步,拔得“史上首個私人太空旅行”的頭籌,比貝索斯的藍色起源早了整整9天。但是維珍銀河的飛行高度只有80多公里,符合美國定義的太空高度,卻低于國際公認的“卡門線”,也引發不少人質疑維珍銀河提供的是“假太空”旅行。
太空旅行“三巨頭” 信息來源:公司官網
另一方面,由于藍色起源和維珍銀河提供的都是低于繞地飛行軌道的“亞軌道”飛行服務,因此成本遠低于SpaceX進入地球軌道的飛行,相對低廉的太空旅行價格也帶來了火爆的商業預定訂單。據貝索斯2021年透露,藍色起源已經賣出了近1億美元的機票。截至2021年11月,維珍銀河也已經累積了約700名等待太空飛行的客戶。
自2021年三家公司先后完成首次商業太空飛行之后,太空旅行領域的三足鼎立成型,一場爭奪“市場蛋糕”的競爭已然展開。據瑞銀集團2021年的一份預測,到2030年,太空旅行的市場規模將達到40億美元。
太空旅行乘客體驗失重 圖片來源:藍色起源官網
不過,囿于風險與收益比不明確的現實情況,業界預計太空旅行的覆蓋人群暫時不會太大,但營運和投入的絕對值會很可觀,且會帶動許多配套設施和相關產業的發展。對于太空旅行這一細分市場,業界普遍認為投資者會承擔巨大的風險:一次致命事故就可能終結整個企業。為了補償投資者,太空旅行公司還必須具有提供大規模收益的潛力。
二、商業航天飛行前景廣闊
事實上,相較太空經濟整體規模,太空旅行的市場占比其實并不大。按瑞銀預測,2030年太空經濟規模將增長到9000億美元左右,以此計算,太空旅行的占比只有4.4%。
如果放寬視野,從太空運輸能力的角度來看待私有公司的航天業務,市場前景就會寬廣得多。太空經濟研究機構Caelus Partners總裁米卡·沃爾特·蘭奇對《每日經濟新聞》記者表示,他一直覺得比起太空旅行,“私人航天飛行”或者“商業航天飛行”是一個更恰當的稱呼,“就好比航空業務,部分是為游客服務,但更多是服務于商業客戶?!?/p>
因此,除了維珍銀河將專注于亞軌道旅游體驗以外,對于藍色起源和SpaceX兩家公司而言,利用自己的太空飛行能力,深度參與正在蓬勃發展的太空經濟生態系統或許才是最終目的。實際上,貝索斯和馬斯克成立太空企業的初衷,就是為了將人類經濟活動拓展到太空。
中期來看,由于國際空間站即將在2030年左右退役,興建商業空間站的熱潮即是兩家公司的商業機會之一。本次SpaceX協助公理太空(Axiom Space)公司完成的國際空間站載人飛行任務,就是為后者的商業空間站建設探路。
按照公理太空的規劃,接下來公司還要送三批乘客抵達國際空間站,仍然由SpaceX負責運送。與此同時,公理太空正在加緊制造首個接入國際空間站的航天“模塊”,準備在2024年9月將其發射并接入國際空間站,隨后每隔9個月再發送一個模塊。四個模塊到位后,將組成一個完整的空間站,隨后脫離國際空間站,在太空自由遨游。
圖片來源:SpaceX官網
對于藍色起源而言,和波音、內華達山脈公司 (Sierra Nevada Corp.)合作的“軌道礁”商業空間站項目是其太空商業版圖的重中之重。
軌道礁最多可容納10人,被藍色起源描述為太空中的“多用途商業園區”,將對各國政府、私營企業和太空游客開放。該項目是NASA資助的四家商業空間站項目之一,獲得了1.3億美元的資助。
《每日經濟新聞》在對四個商用空間站項目的規劃進行梳理后發現,未來民營空間站的主要業務來源包括:各國航天機構的訂單,企業界和學術界研究活動的付費使用、太空制造、太空旅行體驗等。
在繁忙的空間站建設以及未來的空間站經濟生態中,藍色起源、SpaceX,以及波音、洛克希德·馬丁等傳統航空航天巨頭,勢必將迎來人員和設備運輸業務的大規模增長。
三、衛星互聯網:數千億市場待開啟
圖片來源:亞馬遜官網
再將目光投向太空經濟的另一大“白熱化”領域——衛星互聯網。
北京時間4月5日,亞馬遜公布了商業航天工業史上最大火箭發射協議,其中包含83項發射任務,以構建其柯伊伯計劃(Project Kuiper)互聯網衛星星座。據悉,亞馬遜將在未來五年內部署3236顆互聯網衛星。
柯伊伯計劃旨在近地軌道構建一個服務全球的互聯網絡,在概念上類似于SpaceX的星鏈(Starlink)衛星。
《每日經濟新聞》記者注意到,這是一個成本昂貴的項目。去年5月,貝索斯在亞馬遜的年度股東大會上曾稱該項目的初始投資超過了100億美元。
目前,美國已經形成了由特斯拉、亞馬遜、軟銀投資的一網(OneWeb)和波音等為主要核心成員的強大低軌衛星互聯網網絡。其中SpaceX目前發射了超過2000顆衛星,其布局的“星鏈”計劃未來將總共發射4.2萬顆衛星,而亞馬遜所推進的“柯伊伯項目”計劃在2026年7月之前將約1600顆衛星送入軌道,火箭制造商Astra也在積極部署名下13600顆衛星組成的太空網絡。
一網衛星 圖片來源:NASA
美國國會研究服務處在去年的一份研究報告中寫道,衛星互聯網是以衛星為接入手段的互聯網寬帶服務模式,其本質是衛星通信領域的一個重要衍生應用,在特種領域、商用寬帶通信等領域均具有獨特的應用價值。低軌道衛星具有廣覆蓋、低延時、帶寬高、低成本等優勢,是衛星互聯網組網最佳選擇。
據稱,亞馬遜未來提供的衛星互聯網服務速度可達每秒400Mbps,而根據網速測試網站Ookla的數據,標準星鏈用戶的預期網速在100Mbps~200Mbps之間。一般來說,下載速度為100Mbps時,用戶可以在1分鐘內下載一部電影。也就是說,如果亞馬遜的衛星互聯網服務可達400Mbps,那么下載一部電影僅需不到15秒。
摩根士丹利預計,到2040年,全球太空經濟市場規模將超過1萬億美元(約合人民幣6.37萬億元),而衛星寬帶將占太空經濟預期增長的50%,最樂觀的情況下或將高達70%。
統計數據網站Statista預測稱,到2030年,基于衛星互聯網的衛星寬帶市場將增至460億美元(約合人民幣2931億元),2020~2030年之間增長5倍;衍生應用市場將增至990億美元,2020~2030年增長約100倍,為全球商業航天及應用服務企業提供廣闊發展空間。
四、衛星“搶位戰”背后的稀缺資源競爭
不少老牌和新銳航天企業已然嗅到了商機,在當代高通量衛星技術的發展促使衛星互聯網通信的性能大幅提升和用戶成本的快速下降背景下,全球衛星互聯網產業發展已經進入了一個快車道。也有研究認為,目前地球上超過70%的地理空間、約30億人口尚未實現互聯網覆蓋,但衛星互聯網可以消除“信息孤島”與通聯死角,意味著多達30億的消費人群都將在獲得衛星互聯網接入服務后成為后者的繳費客戶,在這一背景下,誰先下手,誰就可能分羹最多。
因此,無論老牌衛星通信運營商Viasat、Telesat,還是新銳企業SpaceX、一網(OneWeb),各大航天企業均已紛紛入局。就在上個月,同樣是競爭關系的SpaceX和一網宣布了一項協議,將開始用SpaceX的獵鷹9號火箭發射一網的互聯網衛星。
業內認為,在SpaceX等公司帶動下,火箭、衛星等制造模式從傳統的定制化變為批量化,傳統發射制造成本大大降低,通信衛星可以低成本快速組網,衛星通信技術設施快速完成全球覆蓋。此外,衛星通信也進入了與地面通信網絡的融合階段,以一網、SpaceX等為代表的企業已開始主導新型衛星互聯網星座建設。由此,衛星互聯網與地面通信系統將進行更多的互補合作、融合發展。
獵鷹9號火箭 圖片來源:Space X官網
《每日經濟新聞》記者注意到,除了航天企業外,軟銀、谷歌、Facebook這類互聯網巨頭、空客和波音等航空公司,以及高通、可口可樂等其他領域巨頭也參與其中。
日本汽車制造商本田計劃在2030年前進入小型衛星發射業務。歐盟在今年2月也表示,其計劃投資60億歐元建立衛星星座,并在2025年前投入使用。擁有衛星的國家/地區也越來越多。如今,大約已有75個國家/地區擁有至少一顆衛星,而2001年這一數字僅為26個。
有研究認為,衛星互聯網產業前期資產投入較高。衛星前期生產制造、星座搭建、火箭制造發射等階段均為重資產投入階段,較依靠外部融資。面對巨大的市場潛力,風險資本早已紛紛涌入該領域。一網已先后獲得軟銀、高通、空客和可口可樂等巨頭的融資,目前估值已達270億美元;2015年年初,谷歌與富達(Fidelity)共同為SpaceX投資了10億美元;今年3月,比爾·蓋茨領投美國的衛星通信公司Kymeta新一輪約獲得8400萬美元股權融資……國內民營衛星互聯網市場上,銀河航天、星際榮耀、藍箭航天、零壹空間等業內企業均已獲得數億元規模融資。
擁擠的衛星互聯網賽道凸顯了低軌道衛星資源的稀缺性。主要負責確立國際無線電和電信管理制度和標準的國際電信聯盟(ITU)在其官方《國際電聯空間服務無線電管理框架》中寫道,頻譜資源的概念是通過先到先得的程序來實現的。
按照這一規則,一旦一家公司的大規模衛星網絡組網完成(如星鏈),那么留給其他衛星網絡計劃的頻譜和空間資源就會減少,因此低軌衛星通信頻譜資源的競爭問題日益加劇,在此背景下,當前世界各國/地區抓緊建設低軌衛星互聯網的一個重要原因即搶占頻率。
五、太空“淘金熱”:10年2529億美元股權投資
今年1月,聯合國外層空間事務辦公室發布的《太空經濟倡議2021成果報告》,將太空經濟定義為“在探索、研究、理解、管理和利用太空的過程中為人類創造價值和利益的全方位活動”。報告指出,2020年,全球太空經濟市場規模達4470億美元,衛星和空間科技是現代社會的支柱之一。
展望未來,多家咨詢機構均認為太空經濟市場潛力巨大,市場價值預估從9260億美元到最高2.7萬億美元不等,年增長率介于4.3%~9.5%。摩根士丹利預計,2040年太空經濟市場規模將超過1萬億美元。
太空經濟前景展望 數據來源:機構研究報告
萬億美元市場的誘惑無疑是巨大的。美國航天技術投資平臺太空資本(Space Capital)發布的最新報告顯示,在過去的十年里,1694家太空經濟公司獲得了共計約2529億美元的股權投資。
根據太空資本的報告,按技術類別,太空領域的投資分為三種:基礎設施、分配和應用。2012年以來,78%的投資(約1970億美元)流向應用領域,主要是導航定位相關服務;太空基礎設施領域獲得19%的投資(約476億美元),主要指建造、發射和運營太空資產的軟件和硬件;剩余的部分則投入到分配領域,主要指連接、處理和管理太空資產數據的軟件和硬件。
2012年~2021年太空經濟領域投資情況(分領域) 圖片來源:太空資本官網
太空經濟的增長得益于全球風險投資的顯著增加。2021年,高達171億美元的風險投資涌入328家太空公司,創下歷史新高,占全球風投總額的3%。對于太空基礎設施投資來說,2021年是投資額尤為龐大的一年,這一領域獲投145億美元(相較2020年創下的紀錄高出50%以上),而火箭發射和衛星通信就占到了基礎設施投資的95%。
咨詢公司Northern Sky Research(下稱“NSR”)今年1月份的報告估計,到2030年,僅衛星和太空基礎設施市場的價值就可能高達5700億美元。NSR表示,包括衛星寬帶互聯網在內的通信服務將取代當前的基礎設施。
在可預見的未來,衛星互聯網和太空旅行將推動太空經濟的發展,摩根士丹利指出,除了上述這兩個領域,太空新生態的驅動力還包括:火箭發射、深空探測、月球著陸、地球觀測、小行星采礦、太空碎片追蹤分析、太空研究、生產制造(為太空經濟設計開發飛船、硬件、推進系統、引擎和其他技術)等。
六、1毫米的太空碎片超過1億個,太空安全如何維護?
太空的商業化意義重大,但也有越來越多的從業者渴望能出臺相應的規則,西悉尼大學國際法名譽教授、澳大利亞邦德大學教授研究員史蒂文·弗里蘭(Steven Freeland)向《每日經濟新聞》記者指出,自1998年以來,商業太空的規模已經超過了由政府主導的太空領域?!叭绻@些商業太空公司要從太空經濟的發展中獲得商業利益,他們還需要一個安全和穩定的環境來開展業務?!?/p>
《每日經濟新聞》記者注意到,如火如荼的太空“爭霸賽”正在影響著太空秩序,并給太空治理帶來挑戰。自從1957年“斯普特尼克1號(Sputnik 1)”成為首個繞地球運行的人造衛星以來,人類已經發射了大約1.1萬顆衛星——近地軌道正變得越來越擁擠。
“我們面對的是越來越擁擠的近地軌道,以及伴隨而來的越來越多的太空垃圾,”弗里蘭教授告訴記者,“最終,我們可能需要制定一個‘航空航天法’來管理這些亞軌道飛行以及‘跨軌道’運輸。外太空是人類的全新邊境,但它不是,也不應該是一個沒有法律約束的領域?!?/p>
NASA軌道碎片計劃辦公室相關人士對《每日經濟新聞》記者表示,“目前已有超過2.3萬個已知的超過10厘米的近地軌道碎片。據估計,直徑在1厘米~10厘米的碎片約為50萬個,而超過1毫米大小的碎片數量則超過了1億個。截至2021年5月,環繞地球軌道運行的物體重量超過了8700噸。大多數的近地軌道碎片位于地球表面2000公里以內。在這個范圍內,碎片的數量隨著海拔高度的變化而變化,但太空碎片最集中的區域在距離地球750公里~1000公里的區域內?!?/p>
1960~2020年間各種太空碎片數量變化趨勢(紅色柱體)(圖片來源:世界經濟論壇)
由于移動速度極快,即使是最微小的太空碎片也能對運行中的航天器、空間站或衛星造成嚴重損害。但遺憾的是,目前似乎并沒有任何明確的國際法律或組織來規定和實施太空垃圾方面的監管。
歐洲航天局(ESA)太空碎片辦公室主任蒂姆·弗洛爾(Tim Flohrer)在回復《每日經濟新聞》記者的置評請求時表示,“目前并沒有對太空垃圾進行監管的法律或組織,但我們在國際層面有一套不具約束力的準則和標準、行業方面的倡議,以及一些國家/地區要求通過各自的法律減緩太空碎片所帶來的影響。然而,各方對現有準則的遵守,并不足以限制近地軌道上碎片的進一步增加?!?/p>
如何在太空經濟發展和宇宙環境保護間找到更好的平衡?換言之——衛星秩序如何維持?太空垃圾如何清理?太空安全誰來保障?
“與地球上不同,衛星發射公司并不會因為太空中造成污染而遭到懲罰。類似機構間空間碎片協調委員會(IADC)的組織沒有(監管的)權力。在太空領域,人們正在談論一種新的協調方式——太空交通管理(Space Traffic Management)?!备隊柭淌趯τ浾哐a充道。
太空探索一直由一系列復雜的國際公約與協議所監管。其中第一份、也是最重要的一份,便是簽訂于1967年1月27日的《外太空公約》,它規定了從事航天活動所應遵守的基本原則。但因為近年大量的衛星發射以及未來大規模的衛星計劃,使得碰撞概率大幅上升。不少航天專家認為,修訂《外太空條約》已經迫在眉睫,要建立新的外空交通規則。
“太空垃圾確實是一個巨大的問題,而且正在成為所有航天強國密切關切問題。在可預見的未來,這是我們都需要認識和處理的嚴重太空環境危害問題。如果所有的利益攸關方不采取一致和明確的行動,太空垃圾問題是不會自行解決的?!比A盛頓大學太空政策和研究中心創始聯合主任薩迪亞·佩卡寧教授(Saadia Pekkanen)對《每日經濟新聞》記者表示。
她呼吁主要的航空航天大國,審慎地共同推進這項工作?!拔覀內绾巫龅竭@一點,以及通過怎樣的工具來實現,是擺在人類面前的重要任務?!?/p>
本文來自微信公眾號:每經頭條 (ID:nbdtoutiao),作者:蔡鼎、李孟林、高涵,編輯:高涵、孫志成、王嘉琦
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