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黄志澄:世界经济的新出路在太空吗?

时间:2019年11月12日 信息来源:国际太空 点击: 【字体:

2019年9月18日,我参加了首届地月空间经济高峰论坛。论坛由中国科学院空间应用工程与技术中心与澳门蔡氏教育文化基金会主办。我在论坛上参加了由著名经济学家朱民主持的题为“世界经济的新出路在太空吗?”的讨论。现将我在讨论中陈述的观点整理成文,以飨读者。

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提出问题的背景


在2008年金融危机之后,世界经济进入以低增长为主要特征的新平庸时期。2019-2020年,全球经济形势估计将发生深刻变化。


从科学技术与社会的观点来看,可以认为当前世界经济,仍处于以信息技术为主导的技术革命长周期的底部徘徊阶段,推动全球经济进入新的增长周期的新技术革命,尚处于孕育阶段。目前正在孕育的新技术,如人工智能、大数据、3D打印、物联网等,还无法起到相同于信息技术革命带动上一轮经济增长的作用。


由此,华尔街的投资银行纷纷把关注推动经济增长的目光投向太空。美银美林称,我们正在进入一个令人兴奋的太空新纪元,未来几十年的成就将超过人类历史上已有成果的总和。预计到2045年,全球航天产业规模将增长至2.7万亿美元。另一家投资银行摩根士丹利则比较保守,他们认为,到2040年,全球航天产业规模将达到1.1万亿美元。同时还指出,该行业执行风险相当高,因此预期区间将在6000亿到1.75万亿美元之间。


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世界经济的第四次浪潮


1980年,美国未来学家阿尔文·托夫勒出版了《第三次浪潮》一书。作者在书中敏锐地指出:一系列新技术正在崛起,形成电子工业、航天工业、海洋工程、遗传工程四组相互关联的工业群,它们“将有大的发展趋势,并且很有可能成为第三次浪潮的工业骨干”。实践证实了托夫勒的预测,人类进入了信息时代。


▲ 美国未来学家阿尔文·托夫勒 


展望21世纪,人类是否会迎来第四次浪潮?第四次浪潮是太空时代吗?什么时候人类才能进入太空时代?应该说明,这里所述的太空时代,其含义不同于有些媒体泛指的将人类发射第一颗人造卫星以后的社会就称为“太空时代”,而是指将太空作为人类社会发展阶段主要标志的时代。


我们说,下一个带动社会发展的学科将是航天科技的缘由是:首先,太空是继陆地、海洋、大气层之后的人类活动的新领域,航天科技正在把地球文明推向高远浩瀚的太空。航天科技对人类社会的推动作用,既在继续利用太空促进社会经济的增长和可持续发展,不断提高全人类的生活水平,又开始向人类进入太空、开发太空资源到移民太空的方向发展。其次,只有人类将活动领域扩展到广阔无垠的太空,人类才能回答长期困惑自己的根本问题,如:宇宙是什么?宇宙和人类从哪里来?物质的结构究竟是什么?只有人类认识在这个层次上的飞跃,才有可能引领又一次新的科技革命。最后,航天科学技术是一门综合集成的科学技术,航天科技取得重大突破,也必将推动科学技术在各个领域都取得重大突破,从而推动人类社会迈向新的高度。


什么时候人类能进入太空时代?美国国家航空航天局(NASA)的回答是2050年。人类社会对太空的需求,既取决于人类当地球资源日趋枯竭时,对开发太空资源的迫切性,以及人类日益强烈的对太空的求知欲望。人类对太空的大规模开发,也取决于人类社会的经济实力、国际合作的进展和全人类的科技素养的提高和普及。因此,综合航天技术本身取得重大突破所需的时间、经费和社会其他因素的种种制约,人类进入太空时代,在2050年或稍后的推断是比较可信的。


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太空经济迈入2.0时代


我们可以将21世纪前50年的太空经济的发展分成三个阶段:前20年是建设阶段,主要任务是建设未来太空经济发展的基础设施和进行初步应用,在此过程中,逐步地建立起人类探索和开发太空的各种能力;后20年是拓展应用阶段;最后10年是产业化阶段。


回顾21世纪前20年的太空经济的发展,已经出现了诸多亮点。


第一个亮点是各国大力推进航天商业化。商业化是人类航天事业发展到一定阶段的必然产物,它也必将成为航天事业空前繁荣和发展的新动力。航天商业化必将催生商业航天。在减少政府投入、提高效益的需求驱动下,美国商业公司负责项目的整套运营,包括系统设计、研发、制造、试验、发射和运营管理等,NASA仅负责进度、安全监管及技术支持,以及给予商业航天公司以相应的启动资金支持。这种模式给商业航天公司以更大的自主性和灵活性。


我国航天发展也将加快商业化的步伐。2014年11月26日,国务院发布60号文件《国务院关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》,更明确地鼓励民间资本进入航天领域。


第二个亮点是全球涌现出一大批航天创业公司。太空经济要有飞跃,只有努力强化航天技术创新,充分发挥企业家的创新精神,才能找到低成本和低风险地通向太空之路。这批创业公司中最杰出的代表是马斯克创建的太空探索技术公司(SpaceX)。其研制的“猎鹰”(Falcon)系列火箭和发展的火箭回收技术,不仅使运送1千克有效载荷到低地球轨道的费用降低了一半还要多,目前的报价为5000美元,而且创造了快速研制航天运输系统和航天器的新方法,大大鼓舞了人们对太空经济未来的发展预期。类似的优秀的创业公司还有贝佐斯创立的蓝色起源(Blue Origin)公司,毕格罗创立的毕格罗航天公司(Bigelow Aerospace),布兰森创立的维珍银河公司(Virgin Galactic)以及行星实验室公司(Planet Lab)等。他们发展的航天新技术各有特色,将在未来太空经济的发展中发挥重要作用。

  


目前,中国已经出现了近百家航天创业公司,其业务包括卫星、星座和卫星应用,火箭、测控以及航天基础技术等,并已取得了初步成果。无疑,中国在民营航天方面,已经成为仅次于美国而居世界第二的国家。


第三个亮点是在航天市场上涌现出许多新的热点。据美国卫星产业协会(SIA)发布的卫星产业状况报告,2018年全球航天经济规模达3600亿美元,其中卫星产业总收入为2774亿美元,主要包括卫星服务、卫星制造、地面设备和发射服务等。报告显示,卫星服务提供了全球的通信、宽带、广播、无线电、导航、跟踪、气象数据和遥感服务。特别是高通量卫星(HTS)、小卫星和立方体卫星的技术成就,已经带来了卫星宽带、制造和发射服务收入的增长。


另一方面,目前商业航天市场又出现了新的热点。


一是正在建设的低轨宽带星座。这以“一网”(Oneweb)系统和SpaceX公司的“星链”(Starlink)计划为代表。展望未来,天基互联网将和快速到来的5G地基互联网,充分协同融合、天地一体化的互联网网络,将拥抱每个人的生活。

 

二是太空旅游。蓝色起源公司和维珍银河公司走在发展太空旅游的前列,他们在近期内就可以实现亚轨道旅游。SpaceX公司也已经安排了首次月球轨道旅游。美国的商业空间站公司也正在开拓太空旅馆的市场。


三是航天运载系统和新一代航天制造业。随着市场的不断扩大,航天运载系统的生产规模将会不断扩大,发射方式将会更加简化,其成本将会继续下降。一网公司(OneWeb)和SpaceX公司正在将飞机和导弹的批量制造经验,融合到卫星、火箭和地面设备的制造中,并希望应用3D打印、人工智能、物联网等前沿技术,缩减研制成本和研制周期。


4

太空经济增长的不确定性


从目前的发展态势来看,在未来20年中,太空经济的总量将不断增长,但其增长速度却存在多方面的不确定性。


首先,由于目前太空经济的增速并不高,因而未来是否能高速增长存在不确定性。未来太空经济的高速增长必将依靠前述的几个热点,但无论是卫星互联网还是太空旅游,都面临成本和安全的风险,卫星互联网还有频率资源有限的问题,从而他们的市场前景还存在一定的不确定性。


其次,进一步降低航天运载系统的成本,存在不确定性。降低重复使用的航天运载系统的成本,可以增加生产总量以降低生产成本,也可以增加重复使用次数和减少维修操作以降低运营成本。但要将航天运载系统的成本降低到目前民航飞机的水平,还需要将航天运载系统的成本降低一到两个量级。这对于目前以火箭发动机为动力的系统来说,显然是十分困难的。


最后,在开发和利用太空资源方面,也存在不确定性。首先,无论是利用微重力环境,还是利用和开发空间太阳能、月球和小行星等资源,都必须有待于大幅度地降低航天运输系统的成本之后,才能实现商业化。其次,开发和利用太空资源,需要一个较长的技术试错和试验的过程。


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结束语


回顾21世纪前20年的太空经济的发展,我们有信心、有理由认同“世界经济的新出路在太空”的预测。目前太空经济仍处于大发展的前期,其今后的发展前景当然是不可估量。但由于太空环境严峻、航天系统工程复杂且庞大,只有发展航天颠覆性技术,才能让太空经济的增长出现一个高速发展的拐点。无疑,世界太空经济的发展,对我国的商业航天的创新发展,既提供了机遇,也提出了挑战。


(作者:佚名)
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