日歷翻回到1970年的4月24日。長征一號運載火箭搭載東方紅一號衛星成功發射升空，順利入軌，驚艷世界。
“長征一號”是中國研制的第一枚運載火箭，“東方紅一號”是中國發射的第一顆人造地球衛星。兩個“一號”研制者分別是航天科技一院和航天科技五院，“坐鎮”京城南北。幾十年后，北京的航天產業深耕“南邊造火箭、北邊造衛星”的布局，出現了一支蓬勃的生力軍。
南邊的星際榮耀、星河動力、藍箭航天等火箭公司，北邊的九天微星、銀河航天、千乘探索等衛星公司，雖然成立年頭只有三五年，卻接連創造出中國第一枚民營運載火箭、第一顆走通商業全流程的民營衛星等一批航天新紀錄。仰望星空，各國“衛星互聯網”計劃應運而生，北京的“南箭北星”生力軍正從“研”走向“產”，攻下一個個技術山頭，向星辰大海繼續進發。
火箭衛星也可以姓“民”
2018年10月27日下午4時，見證了無數次中國航天奇跡的酒泉衛星發射中心迎來“新面孔”——我國研制的第一枚民營運載火箭“朱雀一號”。口令一下，“朱雀一號”點火升空、沖向云霄。起初一切正常，火箭一二級順利分離，但幾分鐘后三級出現異常，入軌失敗。
“朱雀一號”雖然失敗，但依舊贏得掌聲。有人評價，在一直由“國字頭”火箭占據的發射基地里，能豎起一枚民營火箭，已是一種勝利。
這枚火箭誕生在北京。2014年底，《國務院關于創新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》出爐，明確鼓勵民間資本進入航天領域。2015年成為中國民營航天的元年，當年6月，藍箭航天成立，成為國內第一家取得全部準入資質的民營運載火箭企業。也就是說，藍箭航天成立僅3年就把“朱雀一號”帶到了酒泉。
這次失利并未讓年輕的航天人望而卻步。9個月后，同處北京亦莊“火箭街區”的星際榮耀公司成功發射“雙曲線二號”火箭，終于實現了中國民營商業航天運載火箭首次成功發射并高精度入軌。緊接著，星河動力公司也成功發射“谷神星一號”，民營火箭第一次成功入軌500公里太陽同步軌道。
巧合的是，同樣在2015年6月，九天微星公司成立。也是用了3年，九天微星自主研發的首顆衛星“少年星一號”順利升空，成為中國首顆走通研制、發射、測控和應用全流程的民營衛星；當年底，九天微星“瓢蟲系列”七顆衛星成功發射入軌，主星“瓢蟲一號”成為中國民營商業航天首顆百公斤級衛星。
成立不到3年的銀河航天緊跟而上，2020年1月16日，“銀河航天首發星”發射成功，該衛星也是我國由民營公司生產的唯一在軌的寬帶互聯網衛星，在國際上第一次驗證了低軌Q/V/Ka頻段通信，成功實現了低軌寬帶通信衛星的山區、濱海地區、雪后湖邊等場景的實地應用測試，完成了全球首次通過低軌衛星互聯網鏈路完成運營商公網中5G基站的開通和測試。
“民營商業航天具有靈活、高效的優勢，對我國加速低軌寬帶衛星互聯網建設具有重要戰略意義。”銀河航天負責人舉例，首發星的研制過程中進行了大量低成本和批產化嘗試，如模塊化設計、定制化接口芯片、工業化生產加工，大大降低了研制成本、縮短了研制周期。
數據顯示，國內從事衛星網絡產業的單位約有200家，北京市約有90家，數量在全國有一定優勢。本市現有的衛星網絡企業涉及火箭、衛星、測控、地面終端、運營服務各產業環節，其中一大批企業是民營航天新勢力。
市經信局相關負責人介紹，北京造箭企業主要依托航天科技一院，第一梯隊有星際榮耀、星河動力、藍箭航天，第二梯隊也有星途探索、凌空天行、九州云箭、翎客航天；造星企業主要依托航天科技五院，第一梯隊的九天微星、銀河航天、千乘探索，以及開展航天測控和長管運行的宇航智科、航天馭星、天鏈測控，地面終端的華鎂鈦在海淀區注冊。這也意味著，北京“南箭北星”衛星網絡產業格局基本形成。
生力軍突破火箭回收關鍵技術
目光投向美國肯尼迪航天中心。當地時間2021年 3月 4日凌晨3時24分，SpaceX公司的“獵鷹9號”火箭第八次發射成功，將60顆“星鏈”衛星送入距離地球550公里的軌道上。按規劃，這款火箭助推器可重復使用10次。
火箭也能回收重復使用？在北京，星河動力公司也正研發中國版的“獵鷹9號”——“智神星一號”。
相比2020年成功發射的“谷神星”固體火箭，智神星是一款液體運載火箭，亮點在于可回收。星河動力CEO劉百奇把“智神星”液體火箭比作“大巴車”，運載能力強，單次發射可攜帶多顆衛星，適合大規模的星座組網；而“谷神星”固體火箭更像“出租車”，運載能力相對較小，但發射更加靈活、快捷，適合微小衛星零散發射或星座補網。
據國泰君安證券相關研究測算，未來10年，國內低軌衛星系統中，衛星規模有望達到3000-6000顆的水平。2030年，中國衛星互聯網總體市場可達到千億規模。這也就給高可靠、低成本的新一代可重復使用商業運載火箭帶來了很多機會。
但對于“失之毫厘謬以千里”的航天產業來說，可回收火箭雖然低成本，但對關鍵技術要求極高。“既然要回收，那就需要火箭的發動機和相關系統更精準控制火箭的速度、角度。”劉百奇說，經過多年的醞釀、準備和研究，目前已經完成了“智神星一號”中型液體火箭詳細設計，完成了主動力系統——50噸推力量級液氧/煤油發動機核心組件研制，突破了火箭垂直回收制導控制的關鍵技術，為2022年液體火箭入軌首飛奠定了基礎。
據悉，這款液體火箭發動機是中國第一款、世界第二款深度變推力、重復使用液氧/煤油發動機，創新性地突破了多回流渦異型燃氣發生器、雙吸同軸高速渦輪泵、可變面積針栓噴注器等關鍵技術，可實現25%到125%的超寬變推比、50次的設計重復使用次數，達到國內領先、國際先進水平。
不僅如此，藍箭航天也已經驗證了中大型液氧甲烷火箭的各項關鍵技術，為首飛做準備。此前，藍箭航天完成了80噸液氧甲烷發動機研制，符合國際新一代動力系統無毒、環保、無污染的技術發展趨勢，目前全球只有三家商業火箭公司實質上掌握了液氧甲烷火箭發動機核心技術。
多份專業報告披露，北京是衛星互聯網產業鏈上下游多個重點國有企業和民營企業的總部基地，尤其在衛星制造和發射環節、衛星運營及服務環節的重點企業數目位居全國前列，同時在高校科研院所數量方面全國領先，創新資源聚集。這正為一項又一項關鍵技術突破打下基礎。
批量生產助力太空“織”網
“星鏈”一出，促發多國加緊布局低軌星座。有數據顯示，目前已經發布的全球通信衛星星座計劃超過25個，計劃發射衛星數量超過10萬顆。2020年4月，國家發改委首次將衛星互聯網納入“新基建”范疇。
所謂“衛星互聯網”，就是依靠天上的衛星提供高速互聯網服務。根據中國信通院發布的《6G概念及愿景白皮書》，5G時代仍將有80%以上的陸地區域和95%以上的海洋區域無移動網絡信號。“5G的連接對象集中在陸地地表10公里以內高度的有限空間范圍，無法實現‘空天海地’無縫覆蓋的通信愿景。”九天微星創始人謝濤解釋，建設覆蓋更廣、帶寬更大、時延更低、可靠性更高的衛星互聯網，作為地面通信的有益補充手段，是彌補全球數字鴻溝的關鍵。
銀河航天合伙人、副總裁劉暢也解釋，衛星通信覆蓋范圍廣、部署快，不受地面環境影響的特性，可作為地面5G網絡的補充，將承擔連接地球上目前還沒有網絡連接的30億人的重任。“未來，衛星互聯網將作為地面通信補充，在地震、泥石流等區域性災害發生時，為災區提供快速及時的應急網絡接入服務，還將為網絡覆蓋不足的偏遠、欠發達地區以及近海海域和島嶼提供天基通信網絡。”
不過，要想用上衛星互聯網，前提是在太空中先讓衛星互聯成網，“星鏈”計劃在2024年之前要完成1.2萬顆衛星的發射，遠期數量還將達到4.2萬顆。
“在較短的時間內發射大量衛星，讓百公斤級衛星的批量化生產成為行業剛需，實現短周期、低成本互聯網衛星的批量化生產，成為全產業鏈亟待解決的首要問題。”謝濤已將工業化的生產方式引入衛星制造領域，率先在河北省唐山市啟動脈動式智能化衛星工廠建設，打造全球領先的“批量化、自動化、智能化、柔性化”衛星制造與研發基地。
唐山衛星工廠將裝配國內首個脈動式衛星智能生產線，可確保在短周期、低成本的情況下，靈活批量化生產50公斤級至700公斤級衛星，一期工程建成后可實現年產100顆衛星的產能。其中，智能化的倉儲物流管理確保每一個零部件都擁有唯一“身份證”，實現生產過程可視化和產品全生命周期的質量追溯；生產組裝全程使用AGV搬運機器人和自動組裝機器人等自動化設備，最大限度提高效率、降低成本；合裝好的衛星將在整星試驗區進行熱試驗測試、載荷天線安裝展開試驗、太陽翼裝配及展開試驗、力學試驗等一系列嚴苛的大型試驗考核。
2020年1月16日，銀河航天首發星發射成功，成為我國由民營公司生產的唯一在軌的寬帶互聯網衛星。劉暢說，為了給銀河首發星“減肥”、降低發射成本，在首發星的制造中創新應用了3D打印技術以壓縮空間，將載荷波導互聯的空間壓縮到傳統波導占用空間的三分之一。
很快，低成本工業化生產線也將建成。2020年7月，銀河航天完成年產30套的衛星載荷批產示范線建設，并不斷探索低成本衛星批產可行路徑，持續構建衛星商業化供應鏈體系，即將在2021年第一季度建成年產30顆的衛星總裝批產示范線；正在建設年產100顆的衛星智能制造工廠，向年產500顆產能邁進。
優化營商保駕護航
衛星互聯網的商業價值越來越凸顯，引得世界各國的科技巨頭加緊布局。有報告預測，到2025年全球低軌通信衛星在軌數量將突破2.2萬顆，這背后是軌道頻率資源競爭愈發加劇。
地球近地軌道可容納約6萬顆衛星，隨著各方加緊布局，軌道可用空間正距離飽和越來越近。2019年，國際電信聯盟（ITU）修訂了非地球同步軌道（NGSO）衛星星座的部署要求：申請后的七年內必須發射第一顆衛星，9年內必須發射總數的10%，12年內完成總數的60%，14年內必須全部完成。這就更加考驗衛星互聯網布局的綜合實力。
如何讓剛剛崛起的航天新勢力更具競爭優勢？航天產業投入資金多、回報周期長，對人才、設施的需求格外大，又該如何掃除發展障礙？
“相關技術都需要先在地面進行大量的實驗，滿足性能指標要求后才能逐步進行飛行實驗，這方面沒有捷徑可走，只有一步一步、扎扎實實，才能行穩致遠。”市經信局相關負責人說，目前民營企業從事火箭、衛星研制大都處于創新發展的初期，距離大規模產業化、批量化生產還有一段路要走。
結合衛星網絡產業現有的基礎和空間布局，本市提出要發揮“南箭北星”輻射引領作用：在大興區、經開區建設商業航天產業基地以及商業火箭創新中心，做強“南箭”；在海淀區建設商業衛星產業基地和星座運控、運營平臺，做強“北星”；豐臺區將發揮央企、軍工優勢，承接溢出項目，其他各區錯位發展，形成協作互補。
一批支持衛星互聯網產業發展的政策措施正在落地，幫企業破解難題。尤其在企業格外關心的完善投融資機制方面，北京開出四道“藥方”。
基金上，計劃依托市級高精尖產業基金等引導基金，支持社會機構合作設立衛星網絡、商業航天領域的子基金，再通過子基金對符合要求的項目進行股權投資。
資金上，對企業在京開展廠房及生產線建設、技術改造、制造業服務業融合、產業服務平臺及中試檢測平臺、星座組網、地面系統集成、重大應用場景等建設項目和衛星網絡前沿關鍵技術研發等給予支持，進一步降低企業在研發生產環節的成本。
融資上，重點做好前置服務，將符合條件的企業納入北京企業上市綜合服務平臺,支持企業在科創板、新三板、主板上市融資。
保險貼費上，對在京依法從事商業火箭、衛星研發、生產或發射經營等活動的企業，給予商業航天發射保險不超過50%的貼費，引導企業用市場化模式降低創新風險，這一政策在全國屬首次。
除此之外，本市還提出實施空間共享的思路：相似類型項目入駐時，適當調整項目評價考核標準，本著避免重復建設的原則，鼓勵先入園的企業考慮后續入園企業的使用需求，對火箭、衛星總裝集成測試廠房等設施開放共享，探索企業協同發展新模式。同時，本市還將以2022年北京冬奧會為重大應用場景，推廣衛星網絡先進技術，堅持“能用盡用”推廣原則，鼓勵交通、民生服務等領域新上項目。
“在下一步工作中，我們將和市科技主管部門聯動，結合企業和產業發展的特征和訴求，重點支持一批衛星網絡項目，在抓科研的同時，作好產業化工作，為將來形成工業化、規模化的生產能力打基礎。”相關負責人介紹，根據計劃，“十四五”末，本市將構建具有引領性的衛星網絡星座和運營平臺，形成衛星網絡標準體系，拓展一批衛星網絡重大應用場景，打造覆蓋火箭、衛星、地面終端、運營服務及核心軟硬件、系統運控的衛星網絡全產業鏈，培育北斗創新及融合應用的產業生態，支撐“十四五”北京經濟高質量發展。
