王建宇:中国是世界航天大国,航天技术是中国的骄傲
日前,中国加入APEC三十周年工商界主题活动暨2021年APEC工商领导人中国论坛在北京举行,主题为可持续的增长中国科学院院士,上海蔚星科技首席科学家王建宇出席主题论坛科技自立并发表演讲
王建宇表示,科技的发展,科技自立是我国创新的基础空间互联网推出之后,对商业航天影响是非常大的航天技术是中国的骄傲,现在可以说中国是世界的航天大国,发射各方面力量是世界第二当然要成为航天强国,还是要有一段路走的
为什么空间互联网会推出商业航天呢他表示,传统的模式与商业航天是完全不一样传统的,就是国家的事情现在互联网介入之后,主要资源从市场来国家对于航天的政策是从封闭或者管制,到走向开放,从鼓励引导走向规范发展所以这几年商用卫星公司雨后春笋一般起来,而且市场融资非常好
以下为演讲实录:
王建宇:很高兴在这个论坛上有机会发言,因为主要是工商界的,我们科技界在这个地方怎么能够做点贡献,或者说科技的发展,科技自立是我们国家创新的基础今天给大家带来数字经济下新的发展方向,所谓的空间互联网与商业航天
大家知道互联网已经家喻户晓,每个人都离不开了但是互联网主要是在地面设施进行的,在今年互联网大会上,也发布了这样的一个消息,整个全世界还有40%的人用不到互联网,原因是什么呢特别是在一些落后地区基础设施没有,就算是发达地区有些地方也接不到设施所以怎么解决这个问题,或者互联网从地面,有没有技术可以进入新的发展
这是美国马斯克,就是特斯拉老板,他是一个科技疯子,前几年说想发一万多颗卫星到空间,形成空间互联网,与地面互联网进行补充甚至有能力与地面互联网进行竞争这个东西当时提出来觉得不可思议,这是不太现实,我一直做航天工作,因为航天都是比较神秘,国家去做的,花很多钱好像把互联网搬到天上去,好像不太现实,但是科技创新往往处于把不现实,不可能的东西变成可能大家看看经过五六年他们的努力,这个地方确实有一点样子了
他提出来这个观点,也不是没有充分的论证,如果天上有一万多颗卫星,大概可以做到全世界无死角的广覆他也算了一笔账,现在全球海底网络大概是90万公里,花费是300亿美金,如果卫星公司只要把卫星成本降到每五年60亿,就有能力和海底电缆网进行竞争这个东西通过计算之后慢慢慢慢正在逐步实现所以,大家可能关注这个,今年用9号火箭又发布一批卫星,一个火箭要发60颗卫星上天,以前我们觉得不可思议,而且已经用了六次,这也是很大的科技创新他们也抓紧对地面链接,我想真正上去了,产业或者商业的契机其实还在用户,所以他们做了几十万台,Starlink今年6月表示这个方案已经有7万个用户,潜在用户大概近60万,我想这不是一个小数但是对于空间新生事物,现在聚集到60万,还是非常不容易的
任何计划都有利有弊,提出之后有人提出抗议比如说欧洲航天局太空碎片办公室资料显示,2020年2月地球轨道大约有5500颗卫星,也就是仅一个星链计划发射的卫星总量,就是之前在轨卫星总数的7倍多据统计SpaceX发了800颗卫星的时候,在天上有3%已经失效了我们做卫星的,最讲究的就是可靠性,因为以前国家对卫星投资很大,很小一点失误代价是很大的,所以我们要可靠再可靠我们的卫星都是发一颗两颗,当成千上万发的话,要保证产品力与一般的产品一样所以3%的失效,以前做卫星是不可容忍,但是现在星链计划是可以容忍,成千颗卫星上天之后丧失3%也是可以容忍的卫星轨道和频率资源越来越稀缺,星链卫星可能污染星空,影响天文观测下面这个图是天文学家观测的图像,现在有一道一道白的,就是星链计划的卫星,划过天空的时候对太阳光反射造成的,所以现在也在改进,要把这个卫星,原来是白的,要把它搞成黑的,尽量不要出来航天器在天空碰撞的风险增加很多,就像交通,最早汽车随便开,现在大城市堵车就是很大的危害所以也有人说马斯克的星链计划,将原本浪漫的星空毁于一旦
这些东西发展都是和核心技术,技术创新,原始创新不可分,这里非常简单的举两个例子第一,新的发射技术,可回收火箭制造技术以前火箭小时候都很神秘的火箭发到天上去了,但是大家知道火箭从不回收,发上去就发上去了,甚至觉得从单位利益,局部利益来看,发一颗卫星回来,一点都没用但是SpaceX提出来火箭回收,一千发射几个卫星的时候回收没有什么太大的意义,但是一年发射几百几千颗卫星的时候回收就有意义了这是他们失败的成熟技术,第一次掉到海里,第二次爆炸了,第三次直接在空中爆炸,第四次成功了以前一颗卫星的发射成本,大概是要在几百万到几千万美金,在人民币算,也就是稍微大一点的卫星,甚至要十几亿,现在小的卫星,发一颗卫星只要50万美元,就为组网奠定了基础现在他们做的火箭,确实通过技术创新之后,也走到了世界的前列这一点中国也是压力非常大的,我们以前中国引以为傲的东西,中国发射成本是全世界最低但是马斯克公司通过科技的创新,现在又追到第一,就等待我们国家的科技创新再把第一夺回来
第二个是卫星制造,卫星制造原来觉得是非常神秘的一件事情,我们国家是航天科技集团,科学院也有做卫星的,这是高大上的但是我做了那么多年,我可以比较公正地说卫星制造到目前为止很大地方就是一个非常精致的高技术的工艺品,两颗卫星要制造得一模一样,在传统的工艺上是不太可能,因为四高技术,但是一个一个卫星造,不像汽车是生产线,流水线制造的,但是SpaceX提出来要像汽车一样造卫星,这是一个大的概念,现在可能一年他造几千颗,他说每个月可以建造120颗卫星欧洲也有一些公司,他们在俄罗斯制造几十颗,这一点我们现在做不到像汽车一样造卫星,但是像造飞机一样造卫星是可能,已经几千颗大家看旁边,一颗卫星在火箭上,是这样叠起来的一点一点累上去,到天上,到打出去
现在我们国家发改委把卫星空间互联网划定为新基建信息基础设施之一,引起国家高度重视,有好多商业公司加入进来,一年也可以生产几百颗卫星。
还有一个技术是空间激光通信由原来电的连接变成光的连接,在空间也是一样,为什么光通信快呢通信量信息加载量的大小,和加载频率强度,或者频率成正比,频率越高,加载信息越大,而光的频率是微波频率3—4个数量级,所以用激光来做,信息量可以大幅度的增加,这在地面已经实现了,现在天上,不久将来也是主要的通信手段
这一点研究国际有很多年,最早是欧洲与日本最早在天上做的试验为什么美国不行呢其实美国也是第一个做的,但是美国第一个试验卫星上天之后没成功,卫星发上去要和地面通信,卫星找不到了,光连接通道没做好当然美国人家做出来,他就不跟了,一直到2013年做了一个月球到地面的激光通信,又夺回了第一我们现在在SpaceX 链里面这个技术已经做的非常好,做的非常好,非常小,价格非常便宜,大概10G通信速率,大概10公斤可以解决,成本也在不断的下降
最后跟大家介绍一下空间互联网推出之后,对商业航天影响是非常大的航天技术是中国的骄傲,现在可以说中国是世界的航天大国,发射各方面力量是世界第二当然要成为航天强国,还是要有一段路走的
为什么空间互联网会推出商业航天呢,传统的模式与商业航天是完全不一样传统的,就是国家的事情,要造卫星,国家需要钱现在不行了,互联网介入之后,主要资源一定是从市场来,但是由于商业航天的特殊性,可能在近期政府资源会有很大的支持
大家可以看到国家的政策,在航天这块是从封闭或者管制,原来航天不能碰,国家机密很高,到走向开放,从鼓励引导走向规范发展所以这几年商用卫星公司雨后春笋一般起来,而且市场融资非常好
研发周期,以前我们做卫星很自豪,一个东西提出来到做出来周期是非常长大家如果了解的话,我们团队与中国小卫星研发了比较有名的墨子号,墨子号从立项,准备,发射的整个过程,整整经历了八年,因为要从预制,立项,论证,商业化,这是一步一步要做的要寻找一些成熟的技术,快速移植,我们可以看到一些民营的公司,他们成立两三年,就发了几十颗卫星
成本也不一样,原来是政府资源,开玩笑说躺在政府身上不怕,现在成本越来越大,国有企业队伍庞大,负担沉重管理环节复杂,效率不高元器件专用,专用元器件大概是正常元器件10倍,甚至100倍的价格总体商业航天产品是地面产品的10倍以上,我说的10倍参照还是我们手里拿的手机参照系,是对一般的专用产品,专用商品的10倍,比如说一般军用某种武器,或者说高档设备10倍但是如果你要进入商业,10倍的成本和地面互联网是不可能竞争的,所以要通过市场资源,要创造比现在传统成本降低一个数量级怎么来呢创新制造模式,精简队伍引入大规模生产模式,要利用工业级的器件,大幅度降低成本,卫星成本目标位是千万量级,现在卫星是几个亿,大的卫星是几十个亿,卫星要降到千万,甚至更低,才能实现商业化目标
指标上也是一样,因为原来卫星少,所以每一颗卫星上去之后,国家要问指标是不是国际领先,是不是有进步所以我们传统做卫星是追求指标的最高,而不是追求效益的最高,现在肯定要求追求效益最高从作坊式攻关要到工业型企业
要以高技术指标的创新,转向低成本的创新,创新目标刚刚说了,不是以追求指标最高,以合适应用为目标从复杂的大卫星,转化成小卫星组网,成本就大大降低从一次性使用到循环利用转变,比如说火箭回收
从管理上,我觉得要做好这件事情也有非常多的新挑战从技术创新转向以管理模式创新,才会真正形成航天的商业化如何提高高质量的生产,强调指标的一致性,原来是一个一个做,前边做了有点问题,马上解决以前说行业五条标准,每个问题都刨根问底找出来再改,质量是可靠,效率是低的现在更要强调系统的管理,已得到更高的效率研究生产机构要创新,原有是国有体制内机构,国家投入为主,大家看的怎么从国家那儿拿到更多的资源,现在已经发展到混合性的体制,很多商业航天是国家投入与资本市场共同投入的甚至,下面会有很多民营体制,资本市场为主,国家投入为辅的情况,大概近期从体质上大概是这样的变化
空间互联网确实是商业航天的重要切入点,航天有很多,为什么说这个呢首先要进行商业化必须批量,所以从几颗到几十颗,到成百上千颗卫星,这是我们的基础,他要成为地面的补充或者不可或缺的部分,从国家来讲也是空间资源的竞争所以用户上来讲,现在的用户,比如说对地观测卫星主要是政府,用户虽然很多是从企业出来的钱,但是最后跑到底用户还是政府但是如果是互联网,它一定是千家万户
商业航天发展很快,我也觉得风险还是比较大的,我们可以来看看这是这几年一些大的火箭,或者卫星公司融资的情况,大家可以看到非常好,很火我曾经给清华五道口,还有MBA的学校讲讲科技的发展,会上很多企业家问我商业航天,有很强的投资意愿,开始我不理解,后来学习学习发现商业航天很有投资前景,投资很快有很多航天企业提出了很好与市场对接的商业航天的想法,网络,但是这些都会有比较大的风险
谢谢大家,今天给大家做这样的分享。
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