來源：光明日報

作者：焦維新、王亞男、任凌、劉同波

2015年，國家發改委等部門聯合發布《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃（2015-2025年）》,被很多人稱為“中國商業航天元年”。10年間，我國商業航天蓬勃發展，商業航天技術持續進步，使越來越多更加貼近生活的航天需求日益涌現。在工業領域，商業航天借助衛星遙感與通信技術，為礦產勘探提供精準數據支撐；智慧農業中，“空天地?！毙l星組網提供的海量數據，能夠助力農業精細化管理；在防災減災中，商業航天通過快速調度衛星拍攝、回傳并處理圖像，為救援決策提供有力依據，最大程度減少災害損失。而商業航天，也為大眾參與航天開辟了新天地。本期，我們邀請商業航天領域的專家學者，一起探討——

商業航天超乎想象

商業航天涵蓋衛星制造、火箭制造、衛星應用等領域，已成為大國戰略競爭與博弈的主陣地和主戰場，穩居世界航天經濟的核心地位。

目前，商業航天探索可分為三類：一是將國際空間站上的技術和科學實驗成果轉化為產品；二是在空間站上設立商業模塊，生產在地面無法生產的各類產品；三是為開展太空旅游做準備。

國際空間站上已經開展了大量實驗。例如，凈化水的技術——空間站上的水是再生式的，需要體積小、效率高的凈化水設備，這項技術未來也可以用在地面上。實際上，為空間站研制的各類小、強、精度高的設備，商業價值都非常高。例如，下一代小型醫療掃描技術、微重力高級診斷超聲設備等，未來或許能夠解決偏遠地區醫療設備不足的問題。再比如，航天員在微重力情況下會肌肉萎縮和骨質流失，這也是衰老的典型癥狀。如果能找到治療方法，商業價值非常大。

目前，許多發達國家都在計劃開展更多太空實驗。比如，美國計劃在空間站開展用于探索快速發展的生物技術。其中三項實驗值得我們關注：一項研究是在空間站上嘗試種植植物；另一項研究要探討為什么微生物在微重力下產生的抗生素會增加；第三項是測試一種新設備，用于結晶1000多種生物樣本。

太空旅游也是商業航天發展的一個方向，美國的藍源公司開發了以火箭為動力的垂直起飛和著陸工具，開展亞軌道旅游。維珍銀河公司嘗試亞軌道飛機，即用火箭發射到太空，再乘坐航天飛機。還有公司提出在月球建立可充氣結構空間站，用以開展旅游。

截至2023年，我國已有商業航天企業300多家。其中，總資產超過10億元人民幣的企業，有100多家。這100多個企業中的69%，從事衛星制造與應用以及火箭制造行業。

我國未來商業航天的發展，分為技術領域和商業領域。技術領域可以發展重型運載火箭，將更重的設備送上太空，還可以開展在軌衛星維修與維護業務，延長衛星壽命。

作者：焦維新，系中國空間科學學會空間探測專業委員會委員

太空經濟值得期待

飛機最初并非為大眾服務，然而經歷了商業化運行，今天的飛機已成為大眾交通工具。

航天有沒有可能重演這一“劇情”？有可能！

商業航天與政府主導的航天工程最大的區別，在于強調商業邏輯。這意味著其科技發展以商業回報為主要目的，強調的是經濟上的可持續性。

而要讓航天科技實現盈利，降低航天發射和相關技術成本是繞不開的問題。

商業航天如何降成本？筆者認為，它更多是對于資源使用模式的改變，而不是一系列全新的技術突破。

以可回收火箭為例，過去人們曾考慮給火箭裝上翅膀，讓它像飛機一樣著陸。這一方案必須增加新的控制系統和巨大的機翼，給火箭增加了不必要的重量?，F在的微電子技術和工程控制技術，足以支撐火箭姿態的調整；再加上其它已經成熟的新技術，足以完成火箭的“回歸”，發射成本就能顯著降低。

成本能降到什么程度？過去發射1公斤載荷進入地球軌道的成本是數萬美元，如今商業航天企業第一次把發射成本壓到了每公斤5000美元以下。未來可能更低——有些企業設定的目標是把太空發射成本降到每公斤百美元量級。

這意味著很多原來掏不起錢、買不起“船票”的“乘客”，現在也可以享受太空“服務”了。例如低軌互聯網星座，它讓低軌道太空資源能夠與互聯網結合到一起，要發射數萬甚至數十萬的低軌衛星。如果不是可回收火箭，這項工程的成本是不可想象的。

而一旦能夠低成本進入低軌，哪怕是地球亞軌道，甚至只到地球大氣層上緣看一看滿天的星空，都可能列入人們的夢想清單——太空旅游會是非常繁盛的市場。

總體來看，商業航天有前途、有挑戰，關鍵在提升硬實力和降低成本。商業航天是航天探索最新的變化，將為航天探索和技術應用提供更充沛的動力和更多的可能。

作者：王亞男，系《航空知識》主編

雷達遙感衛星應用廣泛

太空中的遙感衛星，大致分光學遙感衛星和雷達遙感衛星兩類。

光學衛星應用非常廣泛，不過其使用需要很好的光學條件，如果一個地區有云、霧、雨，或者到了黑夜，就沒辦法進行很好的觀測。雷達衛星是由雷達主動發射信號，通過信號的回波處理得到結果，并可視化展現出來，以獲得理想的衛星效果圖。

那么，利用雷達衛星能做什么呢？可以做路網或道路分析，或者分析某個地區的建筑形態、植被狀況等。特別是在防災減災中，天氣情況不好的時候，常規的光學衛星很難得到滿意的結果，但雷達衛星卻可以得到相對準確的地面情況。

雷達衛星就像太空中銳利的“眼睛”，在國土測繪、洪澇災害、地質災害、氣象災害、礦山監測、海洋檢測等特殊領域，都有廣泛的應用價值。

由于雷達衛星目前還比較少，數據資源稀缺性非常明顯，因此也成為商業航天的重要賽道。

在這方面，歐洲空客公司的TerraSAR衛星做得比較成熟，因為其稀缺性，在國內曾報價很貴，動輒幾萬元一景——通常買到的還不是原始數據，而是分析處理后的數據，這也就意味著它只能做有限應用，如果有其他需求還要重新花錢。

在這方面，我國應抓住機遇?，F在商業航天更多基于低軌開展，隨著發射成本的下降，像雷達衛星這樣軌道低、體積小、重量輕的衛星，可以通過星座群實現快速重訪，相比較高軌位上的大型衛星有更強的經濟性優勢。

作者：任凌，系航天宏圖信息技術股份有限公司副總裁

太空飛行器還能更強勁

《三體》中這樣寫道：“人類還得繼續改進航天器時代的石斧和棍棒，那就是化學推進火箭?！?/p>

目前火箭大多是化學推進，但明顯已無法滿足需求——進入21世紀，衛星等航天器需要維軌、爬軌、深空探測等，要求我們提供高比沖（編者注：衡量發動機效率的關鍵指標，指單位質量推進劑產生的沖量或推力）、更省油的推進方式。

電推進應運而生。電推進是把中性的氣體通過電離產生等離子體，再借助電場加速噴出離子，從而獲得推力，其主要應用場景在深空探測、軌道爬升、軌道機動等。電推進最典型的應用是組網星座，例如一箭60星的SpaceX“星鏈”，就使用了霍爾電推進。

當前，太空組網成了新基建。我國的兩大星座計劃——G60千帆星座和國網星座的發射數量，預計未來10年將達到上萬顆。它們都使用了電推進技術。

除了近地軌道組網，地月深空探測也需要這項技術。2023年，美國航空航天局使用4臺4.5千瓦霍爾推力器為主推力器，深空探測攔截小行星，實現了精細控制。此前，還有“黎明”星探測器，這是第一顆環繞兩顆地外天體運行的航天器，使用的也是離子發動機。

電推進技術可能應用的場景還有很多。例如，空間軌道上衛星和碎片總數超過1億，增加了衛星碰撞的風險。開展清理碎片的空間軌道服務，需要電推進來實現精確位置控制。再比如，可以利用電推進技術建造“太空擺渡車”，先將有效載荷放入某個轉移軌道，再通過獨立自主的電推進飛行器，進入預定的軌道。

電推進并不是發展的終點。展望未來，人類要飛出太陽系、實現星際移民計劃，必將有更先進的推進方式。我們拭目以待！

作者：劉同波，系遨天科技［北京］有限公司研發總監

你問我答

Q

總說航天成果惠及百姓。那么，我們身邊有哪些東西是從航天需求發展而來的呢？

王亞男：生活中，很多產品的技術最早都來自航天工程。例如，眾多高質量的聚合材料原本都是航空航天使用的，比如現在使用非常廣泛的高性能便攜水壺、嬰兒奶瓶，又輕又耐高溫，環保健康。這類材料最初就是為航空航天需求研發的。再比如，B超過去是航天醫學研究用的設備，CT、微波爐原本都是在航天實驗室做試驗和監測醫學用的，還有一些食品保鮮技術也源于航空食品的保鮮需求。

Q

衛星會碰撞嗎？太空垃圾怎么處理？

任凌：據說我們現在能夠觀測到的太空人造衛星，約有1萬個；直徑大于10厘米的太空垃圾超過4萬個。這么大的數量，在太空中肯定有相撞的概率。例如2021年7月和12月，中國國家空間站為了預防性規避“星鏈”衛星接近，分別進行了兩次軌道機動，這對空間站本身有很大的風險。為了避免碰撞，要做很多工作，比如衛星上的太空態勢感知系統，就能讓我們主動規避或提前做出預防設施。太空垃圾無疑增加了碰撞風險。去年，我們將一顆報廢的北斗衛星拖到更高的軌道——太空衛星墳場，以免妨礙其他衛星。這是一種清理的方式。當然，這還不夠，我們還在不斷嘗試其他方式，以解決太空垃圾問題。

（本文內容由中國科協科學技術傳播中心提供學術支持）