从航海时代到太空时代，太空探索进入太空经济新阶段！

文/陈根

当前,人类文明已经走近了一个指数级增长的时代,人类有巨大的潜力去实现最宏伟的目标。除了全方位深层次地探索整个世界,遥远的深空就是人类心向往之的存在。从登月,到火星,再到冥王星,太阳系的奥秘正在一点点被揭开,浩瀚的宇宙也不再神秘如初。

实际上,除了5G、物联网、边缘计算、人工智能这些炙手可热的新技术正给世界带来巨变,一部分开拓者也已经在打造另一番天地,拓展人类的维度——布兰森90分钟登天实现太空旅行也好,马斯克的SpaceX签约绕月飞行的太空乘客也好,太空开发的时代已经起步。人们终于从仰望星空,走进了星空。

从航海时代到太空时代

人类从苏美尔文明开始,就开启了以陆地文明为主的时代。这期间以陆地为主,诞生了很多帝国——巴比伦帝国、古罗马帝国、东罗马帝国、阿拉伯帝国、汉唐帝国、蒙古帝国等等,人类文明也发源于此。虽然这一时期也有著名的海洋文明,比如爱琴文明,但陆地文明更为主流。大航海时代的到来改变了世界。

新航路的开辟,使人类第一次建立起跨越大陆和海洋的全球性联系。各个大洲之间的相对孤立状态被打破,世界开始连为一个整体。自哥伦布开辟新大陆以后,海洋帝国开始陆续崛起,包括葡萄牙帝国、西班牙帝国、荷兰帝国、法兰西帝国等,今天的美国的诞生就是欧洲人进行海洋活动的结果。

大航海时代的到来,也彻底改变了南美、北美、加勒比、南亚和东南亚等地的传统社会形态,从古代的部落社会演化成今天的形态。葡萄牙和西班牙人进入美洲之后,建立起各自的殖民地,奠定了现在南美和加勒比各国的版图;北美的十三间股份公司,最终通过独立运动建立起今天的美国;英国东印度公司建立起英属印度,最终演变成今天的印度。

是大航海时代的到来,重塑了今天的世界,除了改变了世界的政治版图、国家形态,大航海也开启了全球化,重塑了整个世界的财富。环球航行的需求产生了环球通讯的需求,才推动了技术革命,对今天互联网繁荣、无限通讯等行业的飞速发展产生深远影响。

虽然波澜壮阔的大航海时代依旧如火如荼,但即便是海域,也仍是地球的一部分,而地球又只是太阳系八大行星之一,是宇宙的渔舟一介而已。在太阳系四个类地行星——水星、火星、金星、地球里,地球是最大的。但是和木星、土星、天王星、海王星比起来,地球甚至只是木星大小的1284分之一。

在这样的认识下,走向太空探索更高更远的“新世界”几乎是一种必然。1961年4月12日,世界上第一艘载人飞船成功从苏联境内升空。苏联公民尤里·阿列克谢耶维奇·加加林成为世界上第一位太空人,实现了人类的首次太空飞行,开启了人类探索太空的新纪元。

美苏争霸背景下,1963年6月16日,世界上第一位女航天员捷列什科娃进入太空;1965年3月18日,苏联航天员列昂诺夫实现首次人类太空行走;1966年3月16日,美国实现世界航天史上首次空间对接;1969年7月16日,美国发射阿波罗11号载人飞船,航天员阿姆斯特朗成为世界上第一个踏上月球的人。

人类登上月球让单纯显示技术实力的载人航天活动画上了一个休止符。此后,人类开始谋求在太空建立长期的据点——空间站。

1971年4月19日,苏联用质子号火箭发射了世界上第一个载人空间站“礼炮1号”。一直到1982年,苏联又连续发射了礼炮2～5号空间站和第二代礼炮6号、7号空间站。1973年5月14日,美国用土星5火箭发射名为“天空实验室”的空间站,并先后将3批9名航天员送至阿波罗飞船工作。

1986年2月20日,苏联发射了第三代长期载人空间站和平号空间站的核心舱。此后历时10年,直到1996年4月26日才最终完全建成。在其寿命期间总计接待了来自10多个国家和国际组织的航天员100多人次,创造了人类在太空连续生活和工作438天,以及在太空飞行累计时间达748天的世界纪录。

从航海时代到太空时代,人类载人航天60年,已将通天之路修筑得足够宽广,普通人登上太空的梦想不再遥远。

太空探索进入太空经济新阶段

如果说太空时代初期的太空活动还只是以主权国家为单位,那么商业航天航空的勃兴则将太空时代推入另一个全新的阶段——太空经济时代。

太空经济,可以理解为包括各种太空活动所创造的产品、服务和市场以及形成的相关产业。半个世纪以来,太空经济先后经历了前20年的建设阶段,主要任务是建设基础设施和进行初步应用,逐步地建立起人类探索和开发太空的各种能力,后20年的拓展应用阶段以及迄今为止的产业化阶段。

2007年,NASA前局长迈克尔·格里芬(Michael Griffin),在纪念NASA成立50周年发表演讲,太空经济概念由此而生。迈克尔·格里芬表示:“我们不只是创造新的就业机会,我们也创建全新的市场和先前并不存在的经济增长可能性。这就是新兴的‘太空经济’,一个以我们尚未理解或赏识的方式,来改变我们在地球上的生活的经济。”

当前,目前来说,太空经济还不是一个在太空的经济,而是指太空活动所创建的在地球上获益的经济。这一方面包括各种太空活动及其创造的产品和服务等,如卫星通信和电视、卫星导航定位、卫星气象监测、卫星遥感等;另一方面也包括运载火箭的制造及发射,以及火箭、卫星与地面设备的制造等。

据美国卫星产业协会(SIA)发布的2019年卫星产业状况报告,2018年全球航天经济规模已达3600亿美元(2017年为3480亿美元)。卫星产业总收入为2774亿美元,而全球的航天收入中来自商业航天的部分的贡献已占到77%。可以说,商业航天成为名副其实的太空经济空前繁荣和发展的新动力。

在这样的背景下,全球涌现出一大批航天创业公司。马斯克创建的SpaceX公司则是其中最有创新能力和最有成效的公司。以SpaceX公司的“猎鹰”火箭为代表,低成本运载技术和重复使用运载技术取得的重大突破成功促进了航天运输费用的大幅降低,从而为太空经济的繁荣打下了基础。

在太空旅游方面,早在2018年,SpaceX就曾经宣布,日本亿万富豪、Zozotown创始人前泽友作将成为SpaceX签约的第一位绕月飞行的太空乘客。当前,前泽友作已支付整个旅程的费用,其中包括他将免费赠送的8名船员的旅费。SpaceX的首批星际飞船乘客也将在2023年1月开始绕月飞行之旅,并持续一周的时间。

2021年2月,SpaceX还公布了首个私人太空旅行任务“Inspiration4”,将由猎鹰9号携带龙飞船执行。根据SpaceX官方消息,四名乘客将于2021年9月15日登上太空,开始为期三天的环球旅行。

虽然此前就有亿万富豪花费巨资进入太空(国际空间站),但终归进入国际空间站的人数很少、费用也极为高昂,并不具备普及的条件。而随着商业航天航空开始进行太空旅行服务,人类心向往之的太空时代已经呼之欲出。

事实上,除了马斯克的SpaceX,亚马逊总裁贝佐斯的蓝色起源和布兰森的维珍航空也在商业航空的发展赛道上如火如荼。美国当地时间 7月 11 日早上,71 岁的维珍银河创始人布兰森才乘坐自己研发的白骑士太空船,飞到了距离地球约 86 公里的太空,而后安全返回新墨西哥州的沙漠之上。

布兰森不仅成功抢跑全球首富贝索斯,成为第一个太空旅行的人,还同时是 70 岁以上宇航员第二人。事实上,维珍银河去年亏损 2．73 亿美元,与蓝色起源和 SpaceX 相比,维珍银河的商业模式与太空旅游行业的兴起有着更密切的联系。布兰森这太空之旅,不仅是给维珍银河打一剂强心针,也成了商业航空的里程碑时刻。

而今年6月,亚马逊总裁贝佐斯也宣布,他将和弟弟马克·贝佐斯于7月20日乘坐自家公司蓝色起源公司研制的火箭飞向太空。同行的还包括参加过水星13号计划的82岁女飞行员沃莉·冯克和另一名旅客,该名未公布姓名的旅客花了2800万美元得标这张价格高昂的“船票”。

可以说,布兰森、贝索斯和马斯克这三个太空探索巨头身后,一个新的太空经济时代正在形成。

太空活动还在深化

对于任何探索活动,一旦实现了商业化,就意味着支持这些活动的商业机构具有了自我造血的功能,使得这些探索活动加速深入。

当前,太空经济的发展还在进一步激发航天前沿技术的创新。比如,在微小卫星技术和现代通信技术的基础上,正在发展新一代低轨宽带互联网卫星星座技术。其中,发展最快的无疑是SpaceX公司的“星链”(Starlink)系统。

2015年,“星链计划”被首次提出,分为两期三阶段,计划发射总共 1．2万颗卫星到550-1325 公里之间的多条绕地轨道,形成一个可以覆盖全球的宽带卫星通信网络,并在 2019年将卫星总规模扩大至4．2 万颗。

SpaceX从 2019年5月开始卫星发射至今,星链已经完成了28次发射,目前发射入轨的星链卫星总数超1000颗。从拥有卫星数量上来看,SpaceX已经成为全球最大卫星运营商之一。

从专网市场来看,星链是对现有铱星等系统的一个升级,面对铱星、同步卫星通信速率较低、终端和资费昂贵的问题,星链在时延、终端价格、流量费用和覆盖方面全面领先铱星,同时可以对地面专网进行补充。2020年10月27日,星链项目向之前预约的用户发送了测试邀请,在邀请中附上了收费标准,这标志着星链面向公众的卫星宽带服务正式开启商用。

再比如,以SpaceX公司的“猎鹰”火箭为代表,低成本运载技术和重复使用运载技术取得的重大突破。2020年11月16日,SpaceX的载人龙飞船搭乘猎鹰9号运载火箭,携带3位 NASA宇航员和一名日本宇航员在美国佛罗里达肯尼迪航天中心发射升空,任务代号“Crew-1”。

“Crew-1”由 SpaceX和美国国家航空航天局(NASA)负责监督,飞船约 27 小时后与国际空间站对接,4位宇航员将开展约半年的太空站任务,这也是首次经批准的正式商业载人航天任务。

过去,各类航天发射任务往往成本高昂。据NASA估算,阿波罗登月项目的成本逾 1,500亿美元。1972-2011年间,美国航天飞机累计完成130余次任务,NASA估算其单次发射费用平均约 4．5 亿美元,而商业航天却通过市场化竞争降低航天活动成本。2013年,SpaceX 以0．56～0．62亿美元/次的发射价格进入商业发射市场,全球主要火箭型号商业发射价格逐年下降。

除了现在已经初具雏形的太空探索、太空旅游、太空通讯外,未来,太空定居、太空能源或许还将进一步走进人们的现实生活。毕竟马斯克的最终理想就是实现火星移民,大太空时代的到来,太空定居很可能逐渐成为现实。

就太空能源来看,太空的环境与地球的环境差距甚大,能源的获取和利用将成为太空活动的焦点。解决了太空能源问题之后,就可以解决人类在其他星球上的生存问题,也将会帮助会解决在其他星球上的运输、通讯等问题。

可以预计的是,大太空时代的开启给人类社会带来的变化很可能不会小于大航海时代。这不仅会再次颠覆今天的社会形态,也会颠覆现在的财富形态。人们终于还是从仰望星空,到走进了星空。