刘百奇:围绕6G太空互联网提供可靠廉价的商业火箭

“商业火箭公司发展第一阶段看入轨,如果都入轨了,那就看谁的火箭更可靠、更便宜,那时候才是真正的竞争阶段。”民营火箭企业星河动力(北京)空间科技有限公司创始人刘百奇日前在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者采访时表示。

火箭的商业逻辑比任何时候都清晰,作为航天运输工具,它只需要将载荷成功送入轨道。但真正要走到终点,这条赛道仍然曲折。

星河动力创始人刘百奇

刘百奇表示,商业航天并不需要“华山论剑”,而是需要更符合市场需求的技术创新。在这个高技术门槛的行业,市场并非容不下多家创业企业,痛点在于创新,起步阶段的创业公司即使技术不够创新,最起码要具备扎实的技术实力。

在市场机遇上,刘百奇表示,要把满足6G太空互联网的需要作为目标。他预测,未来中国或将形成约3000颗规模的卫星星座计划,中国的火箭产能将严重不足,火箭就成了建设空间基础设施的瓶颈。只有提升发射能力、降低发射成本,才能真正牵引卫星星座的发展,这也是商业火箭的发展机遇。

刘百奇毕业于北京航空航天大学仪器光电学院,2008年拿到博士学位后留校任教3年,研究飞行器的导航系统。2011年调至中国运载火箭技术研究院后,刘百奇转而从事火箭导弹总体设计和航天领域发展战略研究。

2015年,中国商业航天开始破冰,刘百奇身边已有不少同事陆续跳槽民营航天企业,他忍住没有动静。“商业航天的核心是利润,要想清楚航天和商业符不符合。”直到同合伙人搞清楚了发展目标、市场需求、技术路径和融资节点,拿得出一个能说服自己的计划,2018年2月他才动身,合伙创立星河动力,“结果一进来就赶上大家说的资本寒冬了。”

星河动力是一家从事低成本商业航天发射业务的民营航天公司。其核心产品及服务分两条路径,一是“谷神星”系列小型固体运载火箭发射服务,二是“智神星”系列中型重复使用液体运载火箭发射服务等。小型固体火箭“谷神星一号”面向低轨商业小卫星市场,预计2020年3月首飞,中型液体运载火箭“智神星一号”预计2022年12月首飞。

以满足6G太空互联网的需要为目标

刘百奇曾表示,要把满足6G太空互联网的需要作为目标,因此选择可重复使用的中型液体火箭作为星河动力的主要研发方向。“6G=5G+太空互联网星座,它并不仅仅停留在概念上。国外提出了多个庞大的星座计划,咱们还没想清楚打那么多卫星上天干嘛,但实际上这些卫星已经开始打了。”

目前提出卫星互联网计划的既有波音、O3b、Telesat、ViaSat等老牌企业,也有SpaceX、OneWeb、亚马逊等新兴科技公司,就连Facebook也要来凑热闹。而这些公司的太空互联网计划加起来,卫星数量有近20000颗。

当地时间5月23日,SpaceX利用猎鹰9号火箭发射一箭60星,开始大规模部署12000颗卫星的“星链”计划,尽管60颗中有2颗卫星作为验证离轨技术故意脱轨、3颗卫星离群失联。

美国科技公司亚马逊日前也向美国联邦通信委员会(FCC)提出申请,计划发射3236颗卫星,为无互联网地区提供宽带服务。FCC公布的文件显示,亚马逊的“柯伊伯项目”要把784颗卫星部署在距地面590千米的轨道上,1156颗部署在地球上空630千米的轨道上,1296颗部署在610千米近地轨道上。

除此之外,美国明星通信公司OneWeb早在2017年5月就曾向FCC递交了超过700颗低轨道卫星通信系统的运营许可申请,用于构建太空互联网提供高速网络,并于同年6月获得批准。今年2月,OneWeb首批6颗卫星升空,太空互联网计划进入大规模部署阶段。

低轨卫星星座的部署步伐正突飞猛进。“美国人在天上跑马圈地,这些卫星上天之后绝对不仅仅是用于上网,它们或许还有着巨大的军事应用潜力。中国正从航天大国迈向航天强国,我们一定会在这个方向上和国外竞争。”

中国航天科技集团有限公司的鸿雁星座一期60颗卫星预计2022年组网运营,填补中国目前尚无低轨卫星通信系统的空白。中国航天科工集团有限公司的虹云工程、行云工程分别计划发射156颗卫星和80颗低轨窄带通信卫星。其中,虹云工程、鸿雁星座两个国家重大航天工程在去年已相继成功发射第一颗卫星并进入轨道。

但刘百奇认为,中国不可能仅用几百颗卫星同国外竞争,这样的卫星数量仍然太少,中国或将形成3000颗规模的卫星星座计划,轨道高度在1000-1500公里,每颗卫星或重300公斤以上,并在5年内完成部署。如果采用200吨规模的火箭一箭三星发射,他推测需要1000发火箭才能完成这一工程,这就需要年产200发火箭。

面对长征火箭每年两位数的产量,刘百奇表示,未来中国火箭产能将严重不足,火箭成为建设空间基础设施的瓶颈,只有提升发射能力,并如SpaceX一般,6200万美元发射一箭60星再回收降低成本,才能真正牵引卫星星座的发展,这为商业航天提供了市场机遇。

市场并非容不下多家创业企业,痛点在于技术创新

“商业火箭公司发展第一阶段看入轨,如果都入轨了,那就看谁的更可靠、更便宜,那时候才是真正的竞争阶段。”刘百奇对澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者表示。

火箭的商业逻辑比任何时候都清晰,作为航天运输工具,它只需要将载荷成功送入轨道。但真正要走到终点,这条赛道仍然曲折。中国商业航天已经走过4年,每家企业走的技术路线、发展途径都不完全一致。航天企业的发展仍面临技术、资本、市场、国家监管等各方面考验。

业内早早起步的另一家火箭民企,蓝箭航天空间科技股份有限公司总裁张龙日前表示,能顺利健康发展下去的企业,一定要具备技术产品创新性、为客户提供最优服务、企业内部治理跟得上三个特点。

刘百奇说,商业航天并不需要“华山论剑”,而是需要更符合市场需求的技术创新。在这个高技术门槛的行业,市场并非容不下多家创业企业,痛点在于创新,起步阶段的创业公司即使技术不够创新,最起码要具备扎实的技术实力。

中国航天基金会理事长吴志坚曾表示,民营企业要以创新为本。现在成长起来的很多民营企业通过资本推动体制内的人员出来从事商业航天事业,把体制内的事情拿到体制外来做。

对于重复性的研制,刘百奇认为这种做法不可取,一个行业的快速发展离不开行业里活跃的创新与创业。但他同时表示,一旦很多人往一个行业进,有一部分人借鉴以前的技术路径,例如从相对容易的固体火箭起步,先走出第一步,积累经验,形成造血能力,再在重复使用液体火箭方向有自己的创新,“创新得一步一步来。”

他也曾罗列过30多家火箭公司的技术路径,感慨国外商业航天创新局面繁荣。SpaceX实现火箭变推力后可重复使用。今年已完成3次发射任务的美国火箭实验室(Rocket Lab)公司,其电子火箭发动机区别于传统的燃气循环发动机,而是依靠电泵驱动燃料循环。他们还利用碳复合材料制造出坚固轻便的飞行结构,开发了与液氧兼容的碳复合贮箱以减轻重量。

西班牙零至无穷(zero2infinity)火箭公司利用高空气球发射火箭,这种被称作“气球-火箭”(Rockoon)的发射方案,先用气球将Bloostar小型运载火箭送上20-25千米的高空,随后气球释放火箭,三级火箭点火发射送载荷入轨。

西班牙零至无穷火箭公司Bloostar小型运载火箭

在刘百奇看来,这些开脑洞的做法源于国外商业航天起步早,“有政策法规和资金支持,已经形成了产业,我们现在还是行业。”他表示,目前国家出台文件指导商业航天发展,推动行业走向规范化。中国的航天企业则选择简单方式起步,“一步步来,最重要的是要鼓励大家积极参与,有航天情怀、有商业头脑、有技术的人等等各种资源集合在一起来做这个行业。”

另一方面,创新仍然是为了满足商业目的,航天企业的长远发展要围绕市场。“以前航天的思维是以对手为核心,现在商业航天是以用户为核心。火箭怎样能更可靠、更便宜地满足用户需求,这是商业航天真正需要解决的问题。”刘百奇说。