2019年航天專題之美國:航天產業商業化程度最高
目前,美國穩居世界航天第一梯隊領頭羊的位置。美國如此強悍的航天實力很大程度得益于其實施的航天模式,即公私合作模式 。美國航天局通過公私合作,對航天企業進行資金和技術投入,培育商業月球探測力量快速崛起,而同時航天企業也為政府主導的探月活動提供了有效支撐。
航天政策為行業商業化松綁
進入21世界,美國開始逐步通過刺激商業航天發展來提升國家整體航天實力,特別是奧巴馬政府上臺后推出的《國家航天運輸政策》,進一步鼓勵航天發射的商業發展及國際合作,使得如太空探索技術公司(space x)、藍色起源公司(Blue Origin)、SNC、Virgin Galactic、等私營商業航天公司獲得了相應的政策支持和技術、人力及物力的支柱,得到了蓬勃發展。美國商業航天市場由于國家政策的挑戰杯徹底激活,私營商業航天公司以其創新意識受約束較少和扁平高效管理模式的特點,刺激和逼迫傳統航天公司不斷革新,從而提升了整個國家的航天綜合實力,實現了商業航天發展的正循環。
除了在《國家太空戰略》中一系列原則性的政策導向之外,美國政府與國家航空航天局(NASA)推出了一系列投資協議舉措,為包括太空探索技術公司在內的商業航天公司研制商業空間運輸系統提供了巨大幫助。其中,“商業軌道運輸服務”(COTS)計劃主要正對航天器或運載器的涉及開發;而“商業補給服務”(CRS)計劃主要針對產品或服務的交付、“商業軌道運輸服務”計劃包含了一批與“里程碑”計劃緊密相關的資金與合同;“商業乘員開發”(CCDev)計劃僅涉及載人航天服務。這三類項目都由NASA的商業乘員和貨物項目辦公室負責管理。
登月模式:公私合作模式
由于美國商業公司的深空探測能力仍然有限,美國政府選擇通過公私合作,扶持商業深空探測發展。目前,美國航天商業公司自籌經費、全權負責探測器研制工作,而NASA可以免費提供技術、設施設備等支持,雙方共享技術成果。
此外,商業公司自主開發成熟產品和技術,NASA經過嚴格認證后,采購商業公司的產品和服務。NASA在商業公司既有技術成果的基礎上,投入資金、技術、基礎設施等資源,與商業力量合作開展技術研發,加快研制進度、共享創新成果。近年來,NASA與商業企業開展了一系列合作,為實現商業月球探測奠定了堅實的技術基礎。
航天綜合實力TOP1
作為世界經濟總量排名第一的超級大國,美國航天能力水平與國家經濟發展水平高度契合,目前美國仍然穩居世界航天第一梯隊領頭羊的位置,不存在明顯的航天能力短板,總體競爭優勢仍然顯著。但其航天能力的發展出現“天花板”現象而趨于穩定,因而相對其他國家的優勢有所縮小。2017年據世界知名雜志《國際太空》(英文名space international)的綜合評估,美國航天能力評估總分94.22分,位列全球第一,并且在政府支持、技術能力、保障能力、產業發展、創新發展等多個維度均具備優勢。
從航天發射次數來看,2013-2018年,美國航天發射數量呈波動上升的趨勢。至2018年,美國航天共計發射31次,同比上年增長6.90%。
橫向對比來看,2018年,全球航天發射共計114次,其中,美國航天發射次數占總發射次數的29.82%。
航天產業鏈商業化程度高
目前,美國航天產業鏈商業化程度較高,行業內民營企業較多。產業鏈上游主要是一些基礎材料和元器件,這一環節,主要以美國鋁業、美國鋼鐵公司、3M等企業為代表。
產業中游的主要工作是分系統進行研制,這一環節中,火箭結構主要以雷諾茲金屬、北美航空為代表;發動機制造以洛克達因和道格拉斯飛行器公司為代表;電子設備以福特儀器和IBM為代表。
產業下游即主要負責航天設備的總裝與集成。其中,總體設計主要以ULA、軌道ATK等公司為代表;總體集成與測試主要以通用電力與藍色起源為代表。
從當前發展看,美國已具備開展商業月球探測的條件。一是美國商業公司的技術研發與運行管理較為先進,有能力掌握相對成熟的月球探測技術,在政府的有效監管下參與探月活動,可大大降低政府投入成本,企業也能獲得利潤回報。二是從管理角度看,美國政府的航天基礎設施、試驗設備、測控手段、技術成果等能夠提供給商業公司使用,保證商業任務實施。
主要商業公司月球探測項目最新進展
近年來,NASA與商業企業開展了一系列合作,為實現商業月球探測奠定了堅實的技術基礎。在向商業公司購買相關月球數據信息的基礎上,2014年1月,NASA發布“月球催化劑”(LunarCATALYST)計劃信息征詢書,與美國企業合作開發“可靠和經濟劃算的商業性無人月球著陸器”,最終選擇月球快車公司、太空機器人技術公司、馬斯騰太空系統公司三家企業,共同開發“商業無人月球著陸器”,聯合發展月球有效載荷運輸技術,促進商業企業月球運輸能力提升。2016年8月,美國聯邦航空管理局(FAA)批準月球快車公司向月球表面發射著陸器,開創了商業公司開展深空探測的先例。
在NASA“月球催化劑”計劃的資助和扶持下,一批美國企業具備了開展商業月球探測的初步能力,正在實施多個月球探測項目。美國NASA于2018年9月公布了“商業月球有效載荷服務”(CLPS)的最終招標文件,美國月球快車公司、宇宙機器人公司和馬斯騰空間系統公司均提交了投標方案。2018年11月,NASA宣布有9家公司獲得了CLPS競標資格,除了包括上述3家公司外,另6家公司是深空系統公司(DeepSpaceSystem)、德雷珀公司(Draper)、超越軌道公司(OrbitBeyond)、直覺機器公司(IntuitiveMachines)、螢火蟲宇航公司(FireflyAerospace)和洛馬公司(LM)。NASA表示,首批CLPS月球任務預計將在2020年發射。可以預見,在未來空間探測活動中,商業民營公司、非政府機構的空間探測活動將呈現活躍和快速發展的態勢。
深空探索與空間運行為NASA未來發展主要方向
從近些年的數據來看,美國在航天領域的預算一直穩定在195億元左右。據NASA官網數據顯示,2018年,NASA的預算金額為195.198億美元,2019年預算略有增加,為198.922億美元。未來幾年,航天預算預計不會有太大波動。
從NASA預算的用途來看,未來美國航天的研究方向主要在深空探索以及空間飛行兩岸面。據統計,2019財年NASA預算分配給“深空探索系統”領域45.59億美元,占比達21.29%;“低地球軌道與空間飛行運行”領域46.25億美元,占比達25.15%;“科學”領域58.95億美元,占比達29.32%。
2018年9月,NASA發布了《國家太空探索活動報告》,規劃了從近地軌道到月球再到火星的載人探索路線圖。該報告提出了美國未來太空探索的5個戰略目標:
以上數據來源參考前瞻產業研究院發布的《中國衛星導航與位置服務產業市場前瞻與應用前景預測分析報告》。
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前瞻產業研究院 - 深度報告 REPORTS
報告從全球衛星導航與位置服務產業的發展現狀出發,以中國衛星導航與位置服務產業的應用現狀與前景為主體,詳盡地分析了中國衛星導航與位置服務產業總體發展狀況、市場容...
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