下一個億萬美元市場還在地球嗎？

霍甲·2019-10-13

那么，太空探索是否會成為一片新的商業(yè)藍海呢？

編者按：本文來源混沌大學(xué)，作者霍甲，創(chuàng)業(yè)邦經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載。

人類距離上次登月已經(jīng)過去46年了，此后再也沒有踏上過月球?，F(xiàn)在，以SpaceX為代表的企業(yè)正在努力推進運載火箭的商業(yè)化進程。不久前，SpaceX提出了新的Starship計劃，新火箭預(yù)計可以搭載100人實現(xiàn)長期的星際旅行。這枚運載火箭采用的是二級構(gòu)型，它的第一級擁有讓人恐怖的推力——7400噸。

要知道，在人類歷史上發(fā)射的最大火箭“土星五號”的推力，只有它的一半。

那么，太空探索是否會成為一片新的商業(yè)藍海呢？

太空經(jīng)濟為何能成為熱點？

早在1970年的時候，美國NASA每年為太空探索投入巨大的資金，每年的投資能占到年度政府預(yù)算的1.6%。當(dāng)時有一位贊比亞的修女對此非常有看法，就給NASA寫了一封信，大概意思是地球上的問題還有很多很多，仍然有大量的人在挨餓，為什么要投這么多錢到太空去呢？

NASA后來給修女回了一封信，解釋了這個問題?？偟膩碚f，就是航天、太空探索對整個人類有重大影響。人類發(fā)射的大量衛(wèi)星，無時無刻不在觀測地球的氣候、地理數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的積累幫助了我們糧食產(chǎn)量的飛速提升。

現(xiàn)在，手機的通信、GPS的服務(wù)無一不是依靠火箭和衛(wèi)星帶來的，我們平時看的電視轉(zhuǎn)播，背后也是衛(wèi)星在做支撐。

在航空航天領(lǐng)域，有這樣一個分界線——100公里，也就是說，100公里以上叫航天，以下叫航空。太空經(jīng)濟，也就是專門指的是在航天領(lǐng)域中的相關(guān)活動。

如果想要把衛(wèi)星、空間站、探測器等送入到太空中去，運載火箭就是太空經(jīng)濟唯一的出入口。當(dāng)前，全球具備運載火箭發(fā)射入軌能力的民營公司一共只有三家：SpaceX、Rocket Lab和星際榮耀。前兩家都是美國企業(yè)，星際榮耀是其中唯一的一家中國公司。

那么，運載火箭，作為太空經(jīng)濟的入口，規(guī)模有多大？在航天領(lǐng)域，很多院士都提過一句話，叫“運載火箭規(guī)模有多大，太空經(jīng)濟舞臺就有多大”。根據(jù)一些權(quán)威機構(gòu)的測算，這個市場規(guī)模大概在萬億美元。說到這里，可能很難想象出這么大的規(guī)模是怎么估算出來的，哪些場景可以算是在太空經(jīng)濟領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用呢？

總的來說，可以分成兩大類：老場景新應(yīng)用和新場景新應(yīng)用。

老場景新應(yīng)用

1. 通過衛(wèi)星實現(xiàn)全球網(wǎng)絡(luò)覆蓋

之前美國總統(tǒng)特朗普說美國要直接跨過5G，進入6G，其實它指的是SpaceX的Star-link計劃。這是一個宏偉的規(guī)劃，它要求發(fā)射數(shù)量極多的衛(wèi)星到太空中，實現(xiàn)全球覆蓋的組網(wǎng)能力。

這樣做有什么好處？要知道，我們現(xiàn)在的地面寬帶覆蓋率也就占到地球總陸地面積的幾個百分點而已，更何況，地球70%的面積都是海洋。如果實現(xiàn)了全球覆蓋的網(wǎng)絡(luò)，將會大大提高通信效率，全球不會留下通信的死角。

今年，SpaceX實現(xiàn)了一箭發(fā)射60顆衛(wèi)星，而且發(fā)射計劃會一直持續(xù)到明年，估計在總發(fā)射衛(wèi)星數(shù)達到400顆的時候，就可以初步實現(xiàn)全球覆蓋，互聯(lián)網(wǎng)寬帶就可以接入到這個系統(tǒng)里去。

2. 遙感技術(shù)的應(yīng)用

在這個領(lǐng)域，發(fā)展比較快的是谷歌。谷歌未來的目標(biāo)就是可以實時監(jiān)測整個地球的情況，這要求遙感衛(wèi)星有非常高的分辨率。一是要能識別更小的物體，比如車牌號。二是要有較高的掃描頻率，比如衛(wèi)星一個月從你頭上過一次，那現(xiàn)在只能提取一個月前的數(shù)據(jù)，如果5分鐘就掃描一次，那么數(shù)據(jù)就更加精確。

一旦做到這一點，就可以在數(shù)據(jù)中心拿到全球?qū)崟r更新的地理數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的商業(yè)價值非常大。

3. 導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用

有的人會說現(xiàn)在導(dǎo)航已經(jīng)很成熟了，但是，你們有沒有關(guān)注，當(dāng)你開車的時候，其實導(dǎo)航是不知道你在主路行駛還是輔路行駛的。為什么？導(dǎo)航精度太差。

當(dāng)前的導(dǎo)航精度在5-10米左右，當(dāng)然沒法分辨你的行車道。但是一旦把精度提高上來，比如達到5-10厘米的精度，這樣就可以實現(xiàn)終端的精確定位，此時無人駕駛、精準(zhǔn)測繪也可以逐漸應(yīng)用了。

目前國內(nèi)已經(jīng)有人在做這件事了。阿里巴巴牽頭做了一個“千尋位置”，用來增強定位精度，一旦做成，這個變革不亞于從功能機到智能手機的飛躍。

新場景新應(yīng)用

這方面的應(yīng)用看起來還比較科幻，但是潛力很大。

第一個應(yīng)用是太空運輸。亞馬遜的貝索斯成立了一家航天公司叫藍色起源，它對外出售的太空旅游票價高達25萬美元，一出來就被搶購一空。

第二個應(yīng)用是太空采礦。所謂太空采礦，就是發(fā)射一枚火箭，去到別的小行星，開采稀有的金屬帶回來。除此之外，還有一種更大膽的想法，就是去捕獲小行星，改變它的軌道，減速，讓它降落在地球上然后開采?？梢韵胂?，如果它上邊有足夠的稀有礦藏，這個利潤也是很客觀的。

第三個應(yīng)用是太空殯葬業(yè)。在SpaceX第三次發(fā)射的時候，帶上去了兩百多人的骨灰，這些骨灰根據(jù)客戶的要求會帶到不同的軌道，有的要求發(fā)射到地球周邊的軌道，有的要求脫離地球在太陽系，有的要求到太陽系之外，對應(yīng)的收費都是不一樣的，這也是一個非常賺錢的行業(yè)。

當(dāng)前，整個衛(wèi)星的發(fā)射數(shù)量也在快速上升，這也給太空經(jīng)濟帶來的巨大的機會。

人類有史以來發(fā)射的衛(wèi)星有多少顆？一共2000多顆。這是一個什么概念呢？SpaceX提出的Star-link計劃，最終要達到的衛(wèi)星發(fā)射數(shù)是11943顆。

所以這個空間有多大？僅僅是一家公司的衛(wèi)星數(shù)就超過了全人類的6倍。

除此之外，還有一個趨勢讓我們感覺到民營企業(yè)參與太空經(jīng)濟的潛力。在去年，也就是2018年，中國一種發(fā)射了39次火箭，美國是31次，但是美國發(fā)射的31次當(dāng)中，有20次是SpaceX發(fā)射的，而我國的39次都是國家隊發(fā)射的。由此看來，我國的民營企業(yè)參與航天領(lǐng)域的活動還有很大的提升空間。

說到這里，肯定有人回想，既然這個行業(yè)這么有前景，為什么全球只有3家公司做呢？

為何成功者寥寥無幾？

不僅僅是民營的航天公司少，全球來看，具備發(fā)射運載火箭能力的國家不超過10個。就連韓國這樣的工業(yè)、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達的國家也搞不定運載火箭。

運載火箭難在哪里？

四個字：系統(tǒng)工程。用英文來講就是“system of system”。

最早NASA出過一本書，叫《系統(tǒng)工程理論》，當(dāng)年就是錢學(xué)森從海外帶回了這套系統(tǒng)工程的設(shè)計思路，培育了整個中國航天業(yè)。系統(tǒng)工程，總的來說就是，你想要發(fā)射成功，只有一種可能，但是你想發(fā)射失敗，有無數(shù)種可能。這叫好比做一萬道選擇題，每個都做對了火箭才能發(fā)射上去。

運載火箭是一個集成了幾乎所有學(xué)科的學(xué)科。而且各個學(xué)科里面又集成了非常復(fù)雜的分系統(tǒng)，這些分系統(tǒng)在組成一枚運載火箭的時候，它們之間又產(chǎn)生了相互的耦合關(guān)聯(lián)，這就導(dǎo)致了整個運載火箭的設(shè)計也是極為復(fù)雜的。

反過來講，火箭里任何一個小系統(tǒng)，小零件，比如導(dǎo)線、螺絲出了一點小問題，都會在飛行的高溫、振動中被無限放大，最終導(dǎo)致火箭爆炸，因此在火箭的設(shè)計和發(fā)射中，不允許有一點小的失誤。

此外，火箭在飛行的過程中，所經(jīng)歷的工況十分復(fù)雜。從微觀來看，運載火箭其實是在不斷的扭動、上下跳動、振動的，它是一個復(fù)雜的環(huán)境。

這里你可以把它理解成一個易拉罐，98%的質(zhì)量都是燃料，剩下的2%是外殼，但是成本正好反過來的，燃料占全部成本的2%，這個外殼能占到98%。隨著火箭飛行，燃料逐漸消耗，整個火箭的質(zhì)量分布就會變得不均勻，再伴隨著外部環(huán)境的變化，整個火箭的振動頻率、振型也會發(fā)生變化，此時要保證這么多的振動不會引起共振，在設(shè)計的時候就要保證這一點，這整個系統(tǒng)的控制非常非常復(fù)雜。

任何一次火箭發(fā)射失敗的損失都是用億來計算的。除了上面講到了火箭設(shè)計復(fù)雜帶來的高成本之外，想要把整個發(fā)射閉環(huán)跑通，還有很多其他工作要做。

比如地面指示系統(tǒng)，發(fā)射流程當(dāng)中和地面的通信——遙感遙測，還有發(fā)射場的協(xié)調(diào)，特別是發(fā)射場，全球的發(fā)射場是非常少的。美國有兩個，中國有四個，發(fā)射場的建設(shè)也很困難，現(xiàn)在很難找到一個地方一直到太空的線路中是沒有任何干擾的，它中間都會有各種航線在干擾你。SpaceX發(fā)射的時候也是租用了國家發(fā)射場，因為合適的地點太難找了。