硬核航天“老兵”張海明:商業(yè)航天是一場長跑

鄭晨燁2024-10-21 20:44

經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng) 記者 鄭晨燁 很少有人知道,早在上世紀(jì)90年代,中國航天業(yè)就曾在美國人身上賺到過“第一桶金”——4900萬美元。

1994年1月5日,時任美國總統(tǒng)比爾·克林頓批準(zhǔn)向中國出口用于商業(yè)發(fā)射的美國衛(wèi)星(包括AsiaSat-2和EchoStar衛(wèi)星),授權(quán)美國企業(yè)在中國進(jìn)行商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射。1995年12月28日,在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心,長征二號E運(yùn)載火箭將來自美國的衛(wèi)星送入了軌道。由此,這筆價值4900萬美元的發(fā)射合同,成為中美航天史上一段少為人知的往事。

作為這段往事的親歷者與推動者之一,張海明每次講起此事時,聽眾大多都會顯得難以置信:“中美竟然有過衛(wèi)星發(fā)射的相關(guān)合作?”

彼時,張海明在美國EchoStar衛(wèi)星公司從事管理工作,正是在他的建議和溝通下,這家美國衛(wèi)星企業(yè)最終選擇來中國洽談首顆衛(wèi)星的發(fā)射事宜,并最終促成此事。

離開EchoStar公司后,張海明曾經(jīng)擔(dān)任洛克希德·馬丁商業(yè)衛(wèi)星北亞區(qū)市場總監(jiān),主要負(fù)責(zé)組織衛(wèi)星設(shè)計方案、技術(shù)轉(zhuǎn)讓與項目投標(biāo)等工作。

2004年,張海明回國,先后擔(dān)任中國移動(香港)廣播衛(wèi)星公司董事副總經(jīng)理、香港亞洲衛(wèi)星公司副總裁。眼下,張海明是北京星途智聯(lián)科技有限公司(下稱“網(wǎng)翎公司”)的CEO(首席執(zhí)行官)。2024年5月6日,網(wǎng)翎公司推出了中國首款民用衛(wèi)星上網(wǎng)終端設(shè)備——OneLinQ網(wǎng)翎衛(wèi)星上網(wǎng)機(jī)。該設(shè)備也成了國內(nèi)首款直接對標(biāo)Starlink(星鏈)的上網(wǎng)終端。

在10月16日結(jié)束的第十九屆玄奘之路戈壁挑戰(zhàn)賽上,網(wǎng)翎公司為這項知名極限賽事提供了10余臺衛(wèi)星上網(wǎng)機(jī),用于賽事各個點(diǎn)位的衛(wèi)星通信傳輸,覆蓋并滿足了6000人在賽事中直播、中繼、移動指揮、工作內(nèi)容傳輸?shù)葘拵ЬW(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)的各類服務(wù)。

10月17日,經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng)記者與這位從業(yè)已38年的商業(yè)航天界“老兵”進(jìn)行了深入交流。張海明在采訪過程中一直向記者強(qiáng)調(diào):“商業(yè)航天與衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),從中國的角度來說,起步?jīng)]有太晚。”

起步?jīng)]有太晚是客觀現(xiàn)實,存在差距也是客觀現(xiàn)實。

8月6日,我國首個低軌商業(yè)衛(wèi)星星座——“千帆星座”首批組網(wǎng)衛(wèi)星順利發(fā)射,10月15日,“千帆星座”第二批組網(wǎng)衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射基地成功發(fā)射并入軌,這標(biāo)志著我國“千帆星座”進(jìn)入常態(tài)化發(fā)射階段。

同樣是在10月15日,SpaceX在美國佛羅里達(dá)州的卡納維拉爾角40號發(fā)射臺發(fā)射了星鏈10-10任務(wù),這已是第195批星鏈的發(fā)射任務(wù),也是SpaceX在2024年第101次完成發(fā)射任務(wù)。

在張海明看來,隨著“千帆星座”衛(wèi)星的常態(tài)化發(fā)射,我國在低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域正逐步形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。這不僅僅意味著衛(wèi)星發(fā)射的數(shù)量增加,更重要的是從研發(fā)、制造、發(fā)射到運(yùn)營服務(wù)的全鏈條布局將開始完善,中國的商業(yè)航天有機(jī)會迎頭趕上。

“商業(yè)航天是一場長跑。”張海明說。

對話

美國衛(wèi)星在中國的第一次發(fā)射

經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng):請介紹一下你早年間的從業(yè)經(jīng)歷。你在美國當(dāng)時都做了些什么?為什么會選擇在國外從事商業(yè)航天的相關(guān)工作?

張海明:國外企業(yè)在商業(yè)航天方面的視野可能比國內(nèi)企業(yè)更開闊一些。比如,美國的公司會仔細(xì)規(guī)劃如何打通整個產(chǎn)業(yè)鏈,從衛(wèi)星的制造、發(fā)射到最終的市場商業(yè)模式等。舉個例子, EchoStar一開始也是一個小的創(chuàng)業(yè)公司,幾十個人,做一些初級產(chǎn)品,比如衛(wèi)星終端天線。

這些天線會連接到室內(nèi)的衛(wèi)星接收機(jī)。那時候主要是零售業(yè)務(wù),別人批發(fā)過來,我們零售。后來,我們開始貼牌生產(chǎn)衛(wèi)星接收機(jī),自己做好設(shè)計,拿到中國臺灣和香港地區(qū)生產(chǎn),然后在美國銷售,實際上就變成了貼牌經(jīng)銷商。做了這些之后,我們就開始考慮發(fā)射自己的衛(wèi)星。

記得是在1994年。當(dāng)時我們開會討論說,現(xiàn)在公司有了地面端和衛(wèi)星端,但空間端還沒有。租用別人的衛(wèi)星不劃算,我們要自己發(fā)射衛(wèi)星。于是,我們把公司的所有資產(chǎn)都抵押給債權(quán)人,以高達(dá)19%的利率貸款購買衛(wèi)星進(jìn)行發(fā)射。

搞高利貸就為了發(fā)射衛(wèi)星,現(xiàn)在回想起來有些風(fēng)險,如果衛(wèi)星發(fā)射失敗了,我們可能連翻身的機(jī)會都沒有,只能卷鋪蓋回家或者干其他事情。

我們先找到洛克希德·馬丁公司,他們發(fā)射質(zhì)量好,但發(fā)射任務(wù)也很多,我們要等到三年以后。我們等不了那么長時間,就去了法國。法國人說可以給我們加個塞兒,但需要額外的費(fèi)用,報價1.1億美元,我們沒有那么多錢。

后來我提議,不如我們到中國試試?中國也能發(fā)射。我說中國有一個火箭系列叫“長征”。他們問,發(fā)過哪些衛(wèi)星?我說現(xiàn)在發(fā)的不多,但確實能發(fā)射。價格我也不知道,但肯定會比法國便宜。他們說,要不然去一趟聊聊?

于是,我跑到北京。當(dāng)時的航天工業(yè)部下面有一個中國長城工業(yè)總公司,在黃寺大街。

我們就去和他們談。他們一聽我們是美國的EchoStar公司,都有些驚訝,沒聽說過。我們告訴他們,我們準(zhǔn)備發(fā)射第一顆衛(wèi)星。最終,中國方面同意發(fā)射,價格是4900萬美元。

雖然價格低了,但是保險費(fèi)高了。因為發(fā)射次數(shù)少,保險公司覺得風(fēng)險大。要保的話,保險費(fèi)率是26%。但整個算下來還是省了一些錢。我們決定就用中國的火箭發(fā)射,公司也安排我多來中國跑一跑,那以后,我來北京的次數(shù)就多了。

1995年12月28日,發(fā)射成功。美國公司的衛(wèi)星在中國發(fā)射,這是第一次。

中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng):技術(shù)上的挑戰(zhàn)

經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng):現(xiàn)在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)新一輪的全球競爭如火如荼,從你的視角來看,我國的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展處于怎樣的階段和水平?面臨哪些挑戰(zhàn)?需要怎樣的發(fā)展模式?

張海明:中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)起步不能說太晚。因為中星16號衛(wèi)星(編者注:又稱實踐十三號衛(wèi)星,2017年4月12日由長征三號乙運(yùn)載火箭發(fā)射,是中國首顆高軌道高通量通信衛(wèi)星)的發(fā)射相比之下還是比較早的。只是當(dāng)時受制于衛(wèi)星技術(shù)的限制,高通量衛(wèi)星的容量做得不是很大,屬于一定的試驗性質(zhì)。后來又有了亞太6D、中星26號。

下一步還有中星27號。所以我覺得,從整體容量的角度來看,我們在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)方面還是邁出了比較快的步伐。

不過這并不等于高質(zhì)量。與國際水平相比我們還有差距,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

第一,衛(wèi)星容量沒有達(dá)到國外的水平。所謂衛(wèi)星容量,是指一顆衛(wèi)星能夠傳輸和處理數(shù)據(jù)的能力。比如,中星26號的容量是100Gbps(即每秒100億比特的數(shù)據(jù)傳輸),而美國Viasat現(xiàn)在發(fā)射的第三代高通量Ka頻段衛(wèi)星,容量達(dá)到1Tbps,就是1000Gbps。

第二,在衛(wèi)星的載荷靈活度方面,國外已經(jīng)實現(xiàn)了星上處理,我們現(xiàn)在還不行。比如中星6D的點(diǎn)波束覆蓋一個地方,它的容量就是固定的。如果有星上處理技術(shù),就動態(tài)調(diào)整空間資源,把不用的衛(wèi)星容量調(diào)到有需要的地方。

比如現(xiàn)在衛(wèi)星對印度有覆蓋,但印度沒有用戶,處于空轉(zhuǎn)狀態(tài),你在甘肅這邊有需求,可以通過地面的指令把容量動態(tài)調(diào)整到甘肅,這樣就可以支持更多的用戶。

經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng):目前Starlink(星鏈)的低軌星座建設(shè)進(jìn)度非???,這讓我國在占據(jù)頻譜和軌道資源方面有一定壓力。那么,低軌衛(wèi)星在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)中有哪些關(guān)鍵作用和優(yōu)勢?構(gòu)建低軌衛(wèi)星星座又面臨哪些技術(shù)挑戰(zhàn)呢?

張海明:低軌衛(wèi)星的作用和優(yōu)勢確實非常明顯。

首先,容量大,甚至比高通量衛(wèi)星的容量還要大,因為它的頻率復(fù)用次數(shù)更多,每顆衛(wèi)星都可以進(jìn)行頻率復(fù)用,而且現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到上千級別的衛(wèi)星星座,容量肯定會非常大。

第二,低軌衛(wèi)星的功率更大,時延更短,這使得許多需要實時通信的應(yīng)用都可以實現(xiàn)。所以說,它的優(yōu)勢還是相當(dāng)明顯的。

但是,構(gòu)建低軌衛(wèi)星星座面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)也很多。

首先,我們從來沒有做過,需要摸索出一個可實施的組網(wǎng)方案。到底什么樣的組網(wǎng)方式能夠充分發(fā)揮衛(wèi)星資源的作用,這一點(diǎn)還需要驗證。因為你得發(fā)射相當(dāng)數(shù)量的衛(wèi)星,之后把你的組網(wǎng)方案放進(jìn)去,看看哪種方式最合適。這是目前面臨的一個挑戰(zhàn)。

第二個挑戰(zhàn)是成本。能否用規(guī)?;⒘魉€式的低成本衛(wèi)星把價格真正降下來?

我不知道我們現(xiàn)在低軌衛(wèi)星的具體價格,但是肯定比馬斯克的第一代衛(wèi)星要高。他的第一代衛(wèi)星能夠做到50萬美元/顆,也就是幾百萬元人民幣。

要組成一個網(wǎng),需要幾百顆衛(wèi)星。如果要提供好的商業(yè)服務(wù),怎么也得上千顆吧?這樣一來,成本就會非常高,我覺得這是一個很大的挑戰(zhàn)。

還有一個挑戰(zhàn)是發(fā)射這么多衛(wèi)星的運(yùn)載能力。因為衛(wèi)星需要通過運(yùn)載火箭發(fā)射上去,那么,我們什么時候能實現(xiàn)火箭回收——這樣才能把成本降下來。

現(xiàn)在我們的可垂直回收火箭還處于實驗階段,而馬斯克有的火箭已經(jīng)使用了20多次了。每一次復(fù)用的發(fā)射成本都以30%的速度遞減,因此他的成本就降下來了。

我看到的最新數(shù)據(jù)是,載荷按公斤來算,我們發(fā)射一個衛(wèi)星到低軌,是每公斤5萬元人民幣。而馬斯克現(xiàn)在的報價是每公斤2000美元,合不到1.5萬元人民幣。

他如果真把“星艦”火箭實驗成功,成本就更低了,因為“星艦”的運(yùn)載能力更強(qiáng)。 

對于未來幾年的發(fā)展態(tài)勢,我覺得最起碼可以對標(biāo)馬斯克,對標(biāo)星鏈。包括終端,他的終端現(xiàn)在還需不需要補(bǔ)貼,我們不清楚。但他已經(jīng)將便宜的終端規(guī)模性地推向市場,目前有400萬用戶。而且越便宜用戶越多,量越大成本越低,進(jìn)入良性循環(huán)。

經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng):如果馬斯克的技術(shù)能像他做特斯拉一樣開源,是不是我們的進(jìn)步會快一些?

張海明:很多人還是通過購買他的終端,拆開來看能不能做反向工程,才了解到一些。他肯定不會公開,公開之后等于自己給自己設(shè)置發(fā)展障礙。

衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)的融合

經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng):未來,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將呈現(xiàn)出怎樣的趨勢?從你們自身而言,如何深耕衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?

張海明:未來的發(fā)展趨勢是實現(xiàn)天地網(wǎng)絡(luò)的融合,也就是衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)的融合。

目前,衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)使用的是衛(wèi)星通信的標(biāo)準(zhǔn),比如DVB(編者注:即數(shù)字視頻廣播,是一種用于傳輸數(shù)字電視信號的開放標(biāo)準(zhǔn),廣泛使用于衛(wèi)星通信當(dāng)中);地面網(wǎng)絡(luò)使用的是5G,下一步是6G?,F(xiàn)在好的地方在于,地面網(wǎng)絡(luò)5G是由一個名為3GPP的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的,并且他們已經(jīng)邁出了這一步,提出了天地融合的概念,推出了NTN(非地面網(wǎng)絡(luò))的通信標(biāo)準(zhǔn)。

非地面網(wǎng)絡(luò)主要指低空的氣球、衛(wèi)星等。他們制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),已經(jīng)發(fā)展到第18版,接下來還有第19版,逐步在完善。

如果第19版的標(biāo)準(zhǔn)最終確定,那么從標(biāo)準(zhǔn)角度來看,衛(wèi)星與地面網(wǎng)絡(luò)的融合就已經(jīng)邁出了堅實的一步,可以開展很多業(yè)務(wù)?,F(xiàn)在做到第18版,至少對于透明傳輸(編者注:在衛(wèi)星通信中,所謂透明傳輸,是指衛(wèi)星不進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理,而直接將接收到的信號傳輸回地面)的衛(wèi)星和物聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星,這些標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的接口都已經(jīng)明確。

技術(shù)細(xì)節(jié)我們不展開討論,但衛(wèi)星與地面網(wǎng)絡(luò)的融合將產(chǎn)生什么效應(yīng)呢?如果NTN標(biāo)準(zhǔn)被大家普遍接受,那么,從衛(wèi)星到終端的成本都會大幅度下降。標(biāo)準(zhǔn)化就是為了降低成本,而且這是5G的標(biāo)準(zhǔn),大家在終端中都在使用。按照這個思路走,成本是會大幅度下降的。

所以我認(rèn)為,未來的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)一定要走天地網(wǎng)絡(luò)融合的路,進(jìn)而實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)和使用的融合。對用戶來說,連接方式不是他們需要考慮的,只要能連接上就行??赡苁切l(wèi)星,也可能是地面網(wǎng)絡(luò)。也不一定非要到偏遠(yuǎn)地區(qū),即使在城市,有些地面網(wǎng)絡(luò)也不夠完善。通過衛(wèi)星和地面的融合,就不存在某些地方信號差的問題,真正實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的“世界大同”,這是我對未來發(fā)展的展望。

經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng):對于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,AI(人工智能)有哪些用武之地?前景如何?

張海明:AI現(xiàn)在在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用。首先,我個人的理解是提高設(shè)計的效率。我們現(xiàn)在設(shè)計一顆衛(wèi)星、設(shè)計火箭、設(shè)計一個衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),需要考慮各種因素,而AI經(jīng)過足夠的訓(xùn)練后,考慮的因素可能比我們更全面、更細(xì)致。

因此,我認(rèn)為在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈的設(shè)計上AI會做得更好。它的效率更高,出錯率更低,我們不用反復(fù)試錯。例如,傳統(tǒng)設(shè)計可能需要不斷仿真、調(diào)整,而AI可以通過算法在多個方案中迅速找到最合適的方案,大家很快就能聚焦。從資源利用和時間效率上,我認(rèn)為會更高。

其次,AI在衛(wèi)星的數(shù)據(jù)預(yù)處理上也能發(fā)揮作用。它至少可以對衛(wèi)星采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾。目前應(yīng)用較多的是遙感衛(wèi)星。遙感衛(wèi)星對地觀測,采集了大量數(shù)據(jù),但很多數(shù)據(jù)是無用的,不是我們需要的。那怎么辦?用AI來過濾。

例如,如果有云層,光學(xué)遙感衛(wèi)星返回的數(shù)據(jù)就是無效的,因為云層擋住了觀測。這部分?jǐn)?shù)據(jù)不需要處理,AI可以自動過濾掉。如果再細(xì)化一些,針對特定觀測區(qū)域,其他數(shù)據(jù)可以忽略不計。這樣在處理大量數(shù)據(jù)時效率會大大提高。未來,衛(wèi)星在空間端就可以直接計算出精細(xì)的數(shù)據(jù)。

目前可能還有一個過渡階段,我們在過濾完數(shù)據(jù)后,將有用的數(shù)據(jù)傳回地面處理,然后再提供給用戶。但我認(rèn)為未來這些功能在衛(wèi)星上就能實現(xiàn)。

AI的強(qiáng)大、準(zhǔn)確性和有效性,完全取決于你為它輸入了什么有用的數(shù)據(jù),如何訓(xùn)練它,讓它變得越來越聰明。最終,它的聰明程度可能遠(yuǎn)超我們,能在極短時間內(nèi)解決我們思考很久的問題。所以,我認(rèn)為AI在這方面確實有很大的作用。

產(chǎn)業(yè)鏈要向商業(yè)市場傾斜

經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng):從中國衛(wèi)星通信的發(fā)展趨勢來看,想要快速追趕,最重要的是什么?

張海明:我們呼吁整個衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈都要向商業(yè)航天、商業(yè)市場傾斜。

大家現(xiàn)在也都有這個意識。比如,火箭回收到什么程度?馬斯克能回收一級火箭,我們能不能回收二級?我們能否既回收火箭的主體部分,也能回收其他部件?在這個基礎(chǔ)上,我們能不能進(jìn)一步降低火箭本身的成本?這些都需要整個行業(yè)、產(chǎn)業(yè)鏈去考慮,甚至為產(chǎn)業(yè)鏈提供零部件的分系統(tǒng)廠家,也要做這方面的工作。

作為傳統(tǒng)概念來說,航天是技術(shù)門檻高、成本高的行業(yè)。但當(dāng)商業(yè)化推進(jìn)之后,老百姓使用起來就會像使用家電一樣方便。使用衛(wèi)星的容量就像使用現(xiàn)在地面網(wǎng)絡(luò)的容量一樣,或者接近。這樣,不管是數(shù)字經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展還是網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì),基礎(chǔ)就能更好。

所以,商業(yè)航天需要大家多努力,最終讓老百姓第一用得起,第二喜歡用,第三用得方便。

未來,衛(wèi)星可能不完全是一個手機(jī),但最終落實到用戶手里的就是手機(jī),或者其他小型通信終端、游戲機(jī)等。因為網(wǎng)絡(luò)把所有東西都連在一起,形成一個無論在什么地方、想用多少流量都能用得上的環(huán)境,使用起來不會卡頓,方便快捷,所有想要得到的信息都在掌中。

我們現(xiàn)在做好自己這部分,希望能推動整體產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。其他產(chǎn)業(yè)鏈的下游終端廠商也已經(jīng)在做了。我們希望通過上下游的配合使整個產(chǎn)業(yè)鏈健康發(fā)展,把市場從小眾做到大眾,老百姓以后用衛(wèi)星就像玩兒一樣,如果你還沒用上衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),都不好意思跟人打招呼。

現(xiàn)在馬斯克已經(jīng)給出了好的示范。大家看到,只要把成本降下來,市場絕對有。 

我們現(xiàn)在做的話,第一,能不能趕上他?第二,能不能超過他?我們有沒有另辟蹊徑的能力?

如果沒有這個能力,按照馬斯克的思路去做,能不能也把成本做到那么低?他能做到400萬用戶,我們能不能做到500萬、600萬,甚至800萬?

用戶會說,你這個終端放在我這里不能超過一個什么價位,必須低,價格高了就不行。你有沒有合適的技術(shù)和產(chǎn)品去匹配?市場是明擺著的,接下來就看誰能夠跨過這個坎觸達(dá)用戶。

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