下一个亿万美元市场还在地球吗?

2019-10-21  顺为分享

随着美国提出“重返月球计划”,运载火箭行业的商业化进程越来越快。当前,全球具备运载火箭发射入轨能力的民营公司一共只有三家:SpaceX、Rocket Lab 和星际荣耀。前两家都是美国企业,星际荣耀是其中唯一的一家中国公司。

今天顺为君为大家推荐的,是星际荣耀副总裁 霍甲 于混沌大学的演讲。星际荣耀是顺为资本在商业航天领域布局的被投企业之一。

顺为资本自 2017 年开始关注商业航天领域,相继投资了千乘探索、星际荣耀、银河航天、深蓝航天四家国内商业航天领域中的佼佼者。顺为在 2017 年 11 月,参与星际荣耀天使轮融资,并于后续的 A 轮融资中,给予持续支持。

2019 年 7 月 25 日,星际荣耀的双曲线一号运载火箭在中国酒泉卫星发射中心成功发射,按飞行时序将多颗卫星及有效载荷精确送入预定 300 公里圆轨道,发射任务取得圆满成功,实现了中国民营运载火箭零的突破。

现如今,国内外的民营航天事业正在蓬勃发展,那么,为什么我们要关注这个行业,它和我们有什么关系呢?希望下文的演讲能够给你带来一些启示,同时欢迎大家在评论处畅所欲言,谈谈你对于民营航天、太空等话题的看法。

以下为星际荣耀副总裁霍甲 演讲摘要:

人类距离上次登月已经过去 46 年了,此后再也没有踏上过月球。现在,以 SpaceX 为代表的企业正在努力推进运载火箭的商业化进程。不久前,SpaceX 提出了新的 Starship 计划,新火箭预计可以搭载 100 人实现长期的星际旅行。这枚运载火箭采用的是二级构型,它的第一级拥有让人恐怖的推力—— 7400 吨。

要知道,在人类历史上发射的最大火箭“土星五号”的推力,只有它的一半。

那么,太空探索是否会成为一片新的商业蓝海呢?

一、太空经济为何能成为热点?

早在 1970 年的时候,美国 NASA 每年为太空探索投入巨大的资金,每年的投资能占到年度政府预算的 1.6% 。当时有一位赞比亚的修女对此非常有看法,就给 NASA 写了一封信,大概意思是地球上的问题还有很多很多,仍然有大量的人在挨饿,为什么要投这么多钱到太空去呢?

NASA 后来给修女回了一封信,解释了这个问题。总的来说,就是航天、太空探索对整个人类有重大影响。人类发射的大量卫星,无时无刻不在观测地球的气候、地理数据,这些数据的积累帮助了我们粮食产量的飞速提升。

现在,手机的通信、GPS 的服务无一不是依靠火箭和卫星带来的,我们平时看的电视转播,背后也是卫星在做支撑。

运载火箭是太空经济的唯一出入口
在航空航天领域,有这样一个分界线—— 100 公里,也就是说,100 公里以上叫航天,以下叫航空。太空经济,也就是专门指的是在航天领域中的相关活动。

如果想要把卫星、空间站、探测器等送入到太空中去,运载火箭就是太空经济唯一的出入口。当前,全球具备运载火箭发射入轨能力的民营公司一共只有三家:SpaceX 、Rocket Lab 和星际荣耀。前两家都是美国企业,星际荣耀是其中唯一的一家中国公司。

那么,运载火箭,作为太空经济的入口,规模有多大?在航天领域,很多院士都提过一句话,叫“运载火箭规模有多大,太空经济舞台就有多大”。根据一些权威机构的测算,这个市场规模大概在万亿美元。说到这里,可能很难想象出这么大的规模是怎么估算出来的,哪些场景可以算是在太空经济领域内的应用呢?

总的来说,可以分成两大类:老场景新应用和新场景新应用。

太空经济应用场景多样,潜力巨大

▍老场景、新应用

1.通过卫星实现全球网络覆盖
之前美国总统特朗普说美国要直接跨过 5G ,进入 6G ,其实它指的是 SpaceX 的 Star-link 计划。这是一个宏伟的规划,它要求发射数量极多的卫星到太空中,实现全球覆盖的组网能力。

这样做有什么好处?要知道,我们现在的地面宽带覆盖率也就占到地球总陆地面积的几个百分点而已,更何况,地球 70% 的面积都是海洋。如果实现了全球覆盖的网络,将会大大提高通信效率,全球不会留下通信的死角。

今年,SpaceX 实现了一箭发射 60 颗卫星,而且发射计划会一直持续到明年,估计在总发射卫星数达到 400 颗的时候,就可以初步实现全球覆盖,互联网宽带就可以接入到这个系统里去。

2.遥感技术的应用
在这个领域,发展比较快的是谷歌。谷歌未来的目标就是可以实时监测整个地球的情况,这要求遥感卫星有非常高的分辨率。一是要能识别更小的物体,比如车牌号。二是要有较高的扫描频率,比如卫星一个月从你头上过一次,那现在只能提取一个月前的数据,如果 5 分钟就扫描一次,那么数据就更加精确。

一旦做到这一点,就可以在数据中心拿到全球实时更新的地理数据,这些数据的商业价值非常大。

3.导航技术的应用
有的人会说现在导航已经很成熟了,但是,你们有没有关注,当你开车的时候,其实导航是不知道你在主路行驶还是辅路行驶的。为什么?导航精度太差。

当前的导航精度在 5-10 米左右,当然没法分辨你的行车道。但是一旦把精度提高上来,比如达到 5-10 厘米的精度,这样就可以实现终端的精确定位,此时无人驾驶、精准测绘也可以逐渐应用了。

目前国内已经有人在做这件事了。阿里巴巴牵头做了一个“千寻位置”,用来增强定位精度,一旦做成,这个变革不亚于从功能机到智能手机的飞跃。

▍新场景、新应用

这方面的应用看起来还比较科幻,但是潜力很大。

第一个应用是太空运输。

亚马逊的贝索斯成立了一家航天公司叫蓝色起源,它对外出售的太空旅游票价高达 25 万美元,一出来就被抢购一空。

第二个应用是太空采矿。

所谓太空采矿,就是发射一枚火箭,去到别的小行星,开采稀有的金属带回来。除此之外,还有一种更大胆的想法,就是去捕获小行星,改变它的轨道,减速,让它降落在地球上然后开采。可以想象,如果它上边有足够的稀有矿藏,这个利润也是很客观的。

第三个应用是太空殡葬业。

在 SpaceX 第三次发射的时候,带上去了两百多人的骨灰,这些骨灰根据客户的要求会带到不同的轨道,有的要求发射到地球周边的轨道,有的要求脱离地球在太阳系,有的要求到太阳系之外,对应的收费都是不一样的,这也是一个非常赚钱的行业。

卫星发射需求爆发式增长

当前,整个卫星的发射数量也在快速上升,这也给太空经济带来的巨大的机会。

人类有史以来发射的卫星有多少颗?一共 2000 多颗。这是一个什么概念呢?SpaceX 提出的 Star-link 计划,最终要达到的卫星发射数是 11943 颗。

所以这个空间有多大?仅仅是一家公司的卫星数就超过了全人类的 6 倍。

除此之外,还有一个趋势让我们感觉到民营企业参与太空经济的潜力。在去年,也就是 2018 年,中国一共发射了 39 次火箭,美国是 31 次,但是美国发射的 31 次当中,有 20 次是 SpaceX 发射的,而我国的 39 次都是国家队发射的。由此看来,我国的民营企业参与航天领域的活动还有很大的提升空间。

说到这里,肯定有人回想,既然这个行业这么有前景,为什么全球只有 3 家公司做呢?

二、为何成功者寥寥无几?

不仅仅是民营的航天公司少,全球来看,具备发射运载火箭能力的国家不超过 10 个。就连韩国这样的工业、半导体产业高度发达的国家也搞不定运载火箭。

1.成功只有一种可能,失败有无数种可能

运载火箭难在哪里?

四个字:系统工程。用英文来讲就是 “system of system” 。

最早 NASA 出过一本书,叫《系统工程理论》,当年就是钱学森从海外带回了这套系统工程的设计思路,培育了整个中国航天业。系统工程,总的来说就是,你想要发射成功,只有一种可能,但是你想发射失败,有无数种可能。这叫好比做一万道选择题,每个都做对了火箭才能发射上去。

2.运载火箭的设计和运行都极度复杂


运载火箭是一个集成了几乎所有学科的学科。而且各个学科里面又集成了非常复杂的分系统,这些分系统在组成一枚运载火箭的时候,它们之间又产生了相互的耦合关联,这就导致了整个运载火箭的设计也是极为复杂的。

反过来讲,火箭里任何一个小系统,小零件,比如导线、螺丝出了一点小问题,都会在飞行的高温、振动中被无限放大,最终导致火箭爆炸,因此在火箭的设计和发射中,不允许有一点小的失误。

此外,火箭在飞行的过程中,所经历的工况十分复杂。从微观来看,运载火箭其实是在不断的扭动、上下跳动、振动的,它是一个复杂的环境。

这里你可以把它理解成一个易拉罐,98% 的质量都是燃料,剩下的 2% 是外壳,但是成本正好反过来的,燃料占全部成本的 2% ,这个外壳能占到 98% 。随着火箭飞行,燃料逐渐消耗,整个火箭的质量分布就会变得不均匀,再伴随着外部环境的变化,整个火箭的振动频率、振型也会发生变化,此时要保证这么多的振动不会引起共振,在设计的时候就要保证这一点,这整个系统的控制非常非常复杂。

3.运载火箭试错成本非常高


任何一次火箭发射失败的损失都是用亿来计算的。除了上面讲到了火箭设计复杂带来的高成本之外,想要把整个发射闭环跑通,还有很多其他工作要做。

比如地面指示系统,发射流程当中和地面的通信——遥感遥测,还有发射场的协调,特别是发射场,全球的发射场是非常少的。美国有两个,中国有四个,发射场的建设也很困难,现在很难找到一个地方一直到太空的线路中是没有任何干扰的,它中间都会有各种航线在干扰你。SpaceX 发射的时候也是租用了国家发射场,因为合适的地点太难找了。

三、有潜力有困难,如何商业化落地?

太空经济是一片蓝海,但是进入门槛高,运载火箭设计难度大,想要形成发射的闭环难度更大,那星际荣耀是如何做的呢?

在 SpaceX 第一次成功发射火箭的时候,总员工数有 3000 人,而我们第一次成功发射的时候,员工只有 120 人。120 个人,完成了一件大家看起来不可思议的事情。

总结经验,我们主要是因为我们在技术、模式和管理 3 方面都有了一些创新和突破。

技术创新:通过一系列的技术革命,把火箭发射成本降下来,这其中包括栅格舵和 RCS 符合控制。
模式创新:总装设计和总装测试这种别人做不了的工作必须由我们自己来做。别人能做及别人做的更便宜的环节,交给别人做——舱段加工、元器件设计制造。
管理创新:在管理上,我们认为团队比个人更擅长创新。在提高执行力上,我们有自己的一套标准。

执行前:决心第一,成败第二
执行中:照做第一,聪明第二
执行后:结果第一,解释第二

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