目前,小卫星的大规模组网是航天商业化的主流发展方向。从这一趋势来看,“小卫星”“大规模”意味着在商业逻辑之下,未来航天科技创新一方面要更具融合性;另一方面要实现规模化生产。只有具备融合性,才能用更加灵活多样的方式,探索解决小体积与功能性的平衡,进而实现功能性与经济性的双赢。只有规模化生产,才能从实质上降低商业化应用的成本,从而打破商业化模式的现实瓶颈。SpaceX的星链计划目前正在快速组网,在轨卫星数量已经超过700颗[11],有超过70万用户对星链表示出兴趣[12]。星链商业运作进程能稳步推进,离不开其月均120颗卫星[13]的强大制造能力。
大航天时代的商业化模式下,融合性创新和规模化生产使航天产业的规模化、集群化势在必行。基于这个逻辑,具有高协同密度的航天大都市拥有更大的机会。正如美国南加州洛杉矶都会区,正是以高协同密度成为美国商业航天的“心脏地带”。以洛杉矶都会区为样本,深入分析,可以发现航天都会区的形成具有必然性。换而言之,借鉴“高协同密度创新”的方式,航天都会区不光可以在美国洛杉矶出现,在其他国家的相关地区也有出现的可能。以下,我们以美国航天大都市——洛杉矶都会区为例,进行分析。
第一,海量人才汇聚,形成坚实的航天科技创新基础。1930年,冯·卡门(Theodore von Kármán)应加州理工学院(California Institute of Technology,以下简称Caltech)之邀,赴美前往加利福尼亚州的小城帕萨迪纳,并在那里担任古根海姆航空实验室(Guggenheim Aeronautical Laboratory,以下简称GALCIT)主任。在冯·卡门的领导下,1936年,GALCIT开始从事火箭研究;1940年之前,GALCIT是美国唯一一个基于大学的火箭研究中心。80年后,GALCIT还称GALCIT,但已经演变成为航空航天实验室(Graduage Aerospace Laboratories)。
凭借GALCIT,加州理工在美国航空航天领域地位超然,甚至作为管理方,协助NASA运营旗下喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)。“十年树木,百年树人”——拥有近百年航天科研和教育历史的加州理工,为洛杉矶都会区培养了无数人才。据洛杉矶经济发展公司(Los Angeles Economic Development Corporation,LAEDC)统计,2016年,南加州航天领域人才超过10万,占全美的14%[14]。除此以外,可与航天结合的其他科技领域同样人才济济——就人才数量在全美都市圈中排名而言,洛杉矶都会区人工智能和深度学习领域人才数量全美第三,机器学习领域全美第五[15]。
第二,深度制造协同,夯实商业航天产业链条。SpaceX以高度垂直的供应链闻名,自行制造火箭发动机、火箭级、航天器和主要航空电子设备。即便如此,还需要3 000余家供应商每周向SpaceX工厂提供1 100余个零部件[16]。没有强大的航天制造业基础,是万万不可能做到的。洛杉矶都会区从阿波罗时代起就是NASA合同制造商云集之地,诺斯罗普·格鲁曼(Northrop Grumman)、洛克希德·马丁(Lockheed Martin)、波音(Boeing)、雷神(Raytheon)等老牌军工航天巨头在洛杉矶都会区的发展历史,造就了洛杉矶都会区强大的航空航天制造链条:26.8万多航天供应链员工[17]、2 905家金属部件制造企业、462家计算机与电子产品制造企业、453家运载装备制造企业、 43家机械制造企业、23家其他零件生产企业,以及337家服务支持机构[18],使洛杉矶都会区具备了商业航天规模化制造的坚实基础。(www.xing528.com)
第三,开放创新协同,消除航天制造研发壁垒。一方面,开放的商业体系激发了洛杉矶都会区多种多样的航天企业不断产生。洛杉矶都会区是美国创新创业最为活跃的地区。根据《2020年内全球创业生态系统报告》(Global Startup Ecosystem Report 2020,GSER2020),洛杉矶是全球创业生态系统TOP30中排名第六[19]。其中,航天军工是增长最快的创业领域之一。致力于卫星航天AI芯片研发的卢西德电路(Lucid Circuit,Inc.)、致力于3D打印火箭和零部件的相对论空间(Relativity Space)等航天科技创新企业的涌现,在完全开放的商业环境下,航天科技创新元素极大丰富,进一步激发了商业化航天协同创新的活力。另一方面,体制内和体制外的航天机构之间可以进行充分协同交流。NASA旗下JPL与SpaceX合作,进行“红龙”(Red Dragon)火星登陆任务的研发工作,帮助SpaceX进行着陆点选择、任务导航和任务设计,以换取未来着陆的数据访问权。NASA出人给技术支持,SpaceX出钱造航天器。双方各展所长,各取所需,通过商业化的合作模式,以NASA为代表的传统航天“国家队”大胆面向商业航天企业开放,与民营新玩家协同开发,实现航天科技创新突破。
总之,不同体系及体制内外的高密度协同,让洛杉矶都会区对商业航天制造企业形成了巨大的吸附力。以SpaceX、火箭实验室(Rocket Lab)为代表的一大批商业航天制造企业在洛杉矶都会区扎根。尤其是SpaceX,虽然发射基地、测试设施在全美开花,但总部和总装车间牢牢依然严守洛杉矶都会区。
放眼国内,北京、武汉已经形成了商业航天制造的初步聚集,成都、西安等老牌航空巨头也有相对坚实的制造基础,完全有潜力、有机会走高协同密度的发展路径,在未来的商业航天版图中争得一席之地。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。