迈向第三极!武汉4年建起一座新城

(6月17日)9时22分,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波乘神舟十二号载人飞船前往空间站天和核心舱。这是时隔近5年后,中国航天的又一次载人飞行。

与载人航天同步快速发展的,还有航天产业和航天经济。

欧洲咨询公司发布的《2020年航天经济报告》显示,2020年,全球航天经济总量再创新高,达到3850亿美元。

SpaceX 等国际巨头正在加速全球航天商业进程,数据显示,截至今年5月3日,SpaceX已累计发射1563颗“星链”卫星,“星链”宽带在北美已开始正式商用化,并计划将网络服务拓展到多个国家和地区。

中国版“星链”计划也呼之欲出。2020年9月,我国曾经向国际电联(ITU)提交频谱申请,包含建设两个“国网系统”的低轨道星座,卫星总数量达到12992颗。

预计原有的鸿雁和虹云两大低轨卫星星座系统的开发将全面升级,扩展成为由近1.3万颗卫星构成的巨大低轨天基网络,今年或明年,我国卫星互联网产业有望快速成长。

迈向第三极!武汉4年建起一座新城

武汉国家航天产业基地卫星智能生产线。摄影:冬冬

4年时间,在长江北岸的武汉新洲双柳,一座现代化的航天产业新城正在加速崛起,武汉国家航天产业基地落地了航天科工集团的虹云工程和行云工程两大通信卫星星座项目。

卫星应用的三大领域包括遥感、导航和通信。武汉在遥感、北斗导航等技术方面,已达到国际领先水平,虹云、行云两大星座项目落地武汉,可谓补齐武汉卫星应用短板,让武汉航天产业和航天经济,拥有了更为广阔的发展空间,武汉正快步迈向“中国航天第三极”。

迈向第三极!武汉4年建起一座新城

【1】

为何是“第三极”?因为上海和西安已经先行一步。

上海国家航天产业基地以上海航天技术研究院为核心,从1961年开始为航天事业贡献力量。上海国家航天产业基地一直在我国研发导弹、探索火箭、发射卫星方面担当主角,其运载火箭发射成功率超过98%。2007年7月,上海被国家发改委批复认定为国家民用航天产业基地。

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西安国家航天产业基地以成立于1962年的中国航天科技集团公司第四研究院为核心,是我国历史最久、水平最高、实力最强、规模最大的固体火箭发动机专业研究院,主要承担着我国运载火箭、卫星、载人飞船等航天产品固体发动机的研制、生产、试验任务。2007年12月,西安被国家发改委批复认定为国家民用航天产业基地。

与上海、西安定位于国家级民用航天产业基地不同,作为三大国家级航天产业基地之一,武汉锚定市场潜力巨大的商业航天产业,突出产业创新,统筹卫星、火箭、数据云,培育航天高新技术千亿元产业集群,致力打造“中国航天第三极”。

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嘉宾在武汉国家航天产业基地参观卫星智能生产线。摄影:冬冬

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在商业航天领域,武汉显然已经站上了时代风口。

目前,我国已向ITU申报了864颗卫星组成的低轨宽带系统,未来三年,将是我国卫星制造交付的高峰期,假设2021年至2023年,我国将总计发射800颗(包括民营)低轨卫星,单颗卫星制造成本2500万元,发射成本1000万元,总共建设地面站60座,单价2亿元,则卫星制造、卫星发射、地面站环节市场规模分别为200亿元、80亿元、120亿元。

卫星互联网正在成为拉动全球经济增长的新引擎。2010年至2019年,全球卫星产业市场规模稳步增长。目前,建造能够提供低成本高速互联网的卫星星座正在推动全球航天经济增长,预计到2040年,全球航天经济的价值将达到1万亿美元,其中,卫星互联网预计将占市场增长的50%-70%。

当然,商业航天产业和航天经济,不仅仅只是卫星互联网,5G、物联网、工业互联网等方面都离不开航天,发展起来的经济产业动辄就是上万亿元。

【2】

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商业航天产业竞争同样激烈,北京、上海、西安等多个城市都想将商业航天产业打造成为城市新的经济增长点,都已加速布局,特别是卫星互联网作为新基建的重要内容,相关产业正在多个城市加速落地。

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北京作为华北地区的代表城市,不仅拥有航天科技、航天科工等龙头企业,同时也集聚了蓝箭航天、星际荣耀等民营企业,产业基础相当雄厚。前不久,中国卫星网络集团刚成立,北京就主动提出要加大合作力度,努力把卫星互联网产业打造成为北京经济的新增长极。

上海拥有创新资源禀赋,“上海版”新基建行动方案将引领信息通讯网络天地融合发展;西安是我国卫星载荷生产和地面遥测的重要基地,卫星互联网产业链条较为完整;深圳借助多个低轨卫星互联网项目,在卫星制造、地面设备等领域处于领先;重庆依托前文提到的鸿雁星座计划,初步搭建了通航产业“制造+运营+服务”的全产业发展格局;成都则在地面设备制造环节方面基础扎实,卫星运营服务环节也具备一定的发展潜力。

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商业航天领域“群雄并起”,武汉也正在重点打造武汉国家航天产业基地,推进“星谷”加速崛起。除了区位优势之外,武汉在商业航天领域还具备三大优势:

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行云二号卫星运行模拟图。

一是人才优势明显。武汉有多所相关高校和科研单位致力于航天产业发展,与航天相关的研究人才和后备人员多,与航天相关的专业水平高。

二是研发实力强劲。武汉形成以航天三江集团、武汉大学、华中科技大学、中国科学院武汉分院等重点企业、高校、科研院所为核心的研发主体,突破了一批关键核心技术,测绘、遥感、通信北斗导航等尖端技术世界领先,涵盖火箭、卫星、空间信息应用等,基本形成了全产业链发展能力。

三是工业基础雄厚。武汉具有较强的高端装备制造能力,这为武汉发展商业航天产业提供了材料和技术上的支撑。比如,神舟飞船有180多家武汉企业参与研究和制造。

武汉虽拥有优势,但上海、西安等城市在航天领域的实力同样很强,所以武汉必须加快发展步伐。当前,武汉国家航天产业基地进展迅猛。卫星产业园可年产240颗小卫星,火箭产业园可年产20枚火箭,相邻的两个园区内可以完成卫星、火箭的批量生产、制造、总装和联控联调。

近期,“新洲号”快舟火箭择机发射,这也是首枚真正意义上的汉产火箭,它的组装、调试都在位于新洲区的火箭产业园内完成。

【3】

商业航天产业,空间广阔。除了卫星、火箭和地面设备构架的天地融合信息系统,还包括更具想象空间的“航天+”产业,武汉同步瞄准了航天产业赋能智慧医疗、智能网联汽车、智慧林业、智能应急等多个细分领域。

2020年12月,武汉发布《武汉市与中国航天科工集团深度合作工作方案》(简称:《工作方案》),可以视为武汉发展“航天+”产业的重要文件,《工作方案》提出,推动中国航天科工集团在航天产业、量子芯片、智能网联、网络安全等重点领域的一批重大项目落户武汉。

《工作方案》明确目标,武汉不仅要成为“中国航天第三极”,更要打造“国家商业航天第一极”。

要继续深化航天产业领域合作。围绕火箭、卫星、激光、航天新材料、高端装备等重点领域,全力争取中国航天科工集团将行云工程研制保障条件一期、大推力固体动力国家工程研究中心等重大项目布局武汉。

武汉与航天科工将深化量子芯片领域合作,创建城市大脑示范城市,拓展城市操作系统应用场景,抢占人工智能城市大脑制高点。此外,双方还将深化网络安全领域合作,加快推进航天发展网络空间安全研究院等项目尽快落地。

摄影测量与遥感学家、中国科学院院士、中国工程院资深院士李德仁表示,武汉的机遇主要在于起点高、基础扎实,但是遇到的挑战也不少。一是要重视人才,将科教优势转化为武汉的人才优势;二是要培育、壮大本土企业,实现本土企业与科研单位的无缝对接,将原创性技术直接转化为市场产品。

链接:全球卫星互联网竞争激烈,大家为什么急着要上天?

主要原因有两个,轨位和频谱。

《中国卫星互联网产业发展白皮书》指出,低轨道卫星空间轨位和频谱资源日益紧张,首次纳入“新基建”范畴的卫星互联网建设,已经上升为国家战略性工程,是我国天地一体化信息系统建设的重要组成部分。

低轨通信卫星轨位遵循“先申报,先使用”原则,轨位等优质太空资源具有排他性。卫星轨道属于全人类共有太空资源,国际电信联盟负责轨道分配,实施“先申报,先使用”原则,即轨道使用权不看发射日期,而以申报通过顺序为准。

频谱资源是通信领域核心资源,有限且唯一。随着卫星产业发展与用户增长,传统中低频段已基本占用饱和,卫星通信向高频段发展趋势明显。ITU负责频段资源管理与分配,对于非用于特定领域的“非规划”频段,遵循“先到先得”原则进行分配。

卫星互联网具有很强排他性。在太空中轨位与频谱稀缺的双重限制下,地球周边能够容纳的卫星数量非常有限,后发劣势明显,后发者将面临更高技术难度与建设成本。

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