太空经济：未来航天发展的主战场

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航天科技的应用前景
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随着航天技术的不断发展和相关应用的不断深入，“太空经济”时代已经到来。“太空经济”包括各种太空活动所创造的产品、服务和市场，如空间技术与产品、卫星应用、空间科学、太空工业、太空农业、太空资源利用、太空能源、太空旅游、航天及太空文化产业、航天支援与保障服务以及其他相关产业等。新兴的“太空经济”正在改变地球上人类生活的方方面面。“太空经济”日益呈现出基础性、强关联性、高促进性和高增长性的特征，成为世界经济发展和人类生活的重要组成部分。中国航天应通过航天技术和航天产业的跨越式发展，奠定引领太空经济发展的产业基础，保证未来我国拥有制天权和日益强健的太空竞争力。
　　一、太空经济概念的提出
　　2007年9月17日，美国宇航局局长迈克尔·格里芬在华盛顿发表旨在纪念宇航局成立50周年的演讲时说，“太空经济”(Space Economy)时代已经到来，美国宇航局所主导的太空活动开创了新的市场空间和新的经济增长点，技术创新将成为“太空经济”持续发展的动力。他说，太空经济包括卫星通信，如无线电通信和卫星电视、远程医疗，点对点的全球导航，天气预报与气候监测，保障国家安全的太空资产等。太空经济也包括刚刚出现的太空旅游以及发展中的太空后勤服务，后者可以使商业性的太空旅游成为一个可盈利的商业形态。



表1　2006年全球航天预算与收入构成比例

　　格里芬在提出太空经济这个概念时，引用了美国太空基金会在2006年首次公开发布的《航天报告——全球航天活动指南》(2007年、2008年版也已出版)。报告将全球的太空活动及太空产业分为6大类31个小类，与传统的运载火箭制造及发射、卫星制造、卫星运营服务和卫星地面设备制造4大类的分类方法有很大的不同。报告主要新增了过去并不引人注目的商业卫星保险、太空旅游及军用航天等类别，同时又将美国政府预算单列为一大类，其余国家政府预算也分别列出。其中第一大类空间商业基础设施和第三大类商业卫星服务和以前的卫星产业(航天产业)的内涵基本接近。具体包括：
　　(一)空间商业基础设施：卫星制造、运载火箭制造、卫星地面站及设备3项；
　　(二)空间商业基础设施支持产业：独立研究和发展、保险；
　　(三)商业卫星服务：卫星直播电视、卫星无线电通信、固定卫星服务、移动卫星服务、全球定位系统设备及芯片5项；
　　(四)商业类航天运输服务：轨道、亚轨道；
　　(五)美国政府航天预算：主要包括国防部、宇航局等8个部门；
　　(六)其他国家政府航天预算：主要包括欧洲空间局、俄罗斯、中国等，共分9个小项。
　　实际上可以将上述的航天活动概括为军用、民用和商用，其中军用、民用主要反映在政府预算中，即第(五)类和(六)类中。
　　全球商业航天构成太空经济的主体。全球航天产业的商业收入包括空间基础设施、产品和服务的收入，即第(一)、(二)、(三)、(四)类，在下图中，为便于比较，将规模较大的(一)、(三)类进行了拆分，形成了共10个小类的商业航天活动。商业航天的几乎每个细分行业在2006年都有所增长。卫星服务推动了商业航天的增长，其中卫星直播电视和GPS设备相加，使商业卫星行业的收入增加了212.5亿美元。



　　表2　全球商业航天收入

　　从上边数字可以看出，能够为商家创造利润、为消费者创造价值的商业航天的规模和增长速度都非常引人注目。其他类别的太空活动也直接或间接地产生经济效益，如减灾卫星、深空探测航天器等，其规模也在不断地增长。
　　二、太空经济的内涵分析
　　所谓“太空经济”，是指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。太空经济从太空活动的经济利益角度出发，对航天技术与产品及其应用进行了阐述。“太空经济”除包括空间技术与产品、空间应用、空间科学三大部分所形成的产业外，还包括由于进入太空、探索太空、获取太空资源等而衍生的技术、产业和经济效益（表3所示）。
　　太空经济并不是位于太空中的经济，至少现在还不是。但是太空活动创造的产品和技术正为人类在地球上的生活带来诸多好处和便利。人类的太空活动(航天活动)自前苏联发射第一颗人造地球卫星开始，现在全世界每年要发射50颗～60颗卫星(航天器)，紧密关联的卫星应用等产业规模也急剧扩大，太空活动(太空经济)的规模在50多年时间里增长了上千倍，是迄今为止增长最快的经济形态之一(类似的有互联网经济、移动通信、生物工程等)。人类社会就是在这些不断涌现、快速增长的经济形态中进步的。



表3 太空经济构成图

　　1.空间技术与宇航产品
　　空间运输系统、空间飞行器制造、发射服务等宇航产品和相关航天技术，包括军用、民用和商用系统等。
　　2.卫星应用——通信、导航、遥感
　　卫星通信、卫星导航、卫星遥感是卫星应用的三大主要领域，包含相应的地面设备制造和运营服务等。卫星通信业在美欧等发达国家已实现了产业化、商业化和国际化。卫星导航业和卫星遥感业也已开始步入产业化轨道。据预测，随着航天技术和信息科学技术的发展，卫星应用产业逐步产业化和商业化，并朝着个性化、多样化方向发展，卫星产业与其他产业趋向融合，将保持较高的增长速度，2010年将达到全球3000亿美元的市场规模。
　　3.卫星应用——空间环境应用：太空农业和太空工业
　　空间环境应用包括太空育种、太空制药和太空冶金等领域，其应用领域将随着太空环境应用的发展而不断拓展。人类从1970年起开始进行太空育种，至今已经对水稻、小麦、玉米、高粱、棉花、西瓜等数十类作物400多个品种进行太空育种，成果喜人。太空水稻、小麦种子，在同样条件下，不仅生长期缩短，平均亩产比使用地球种子高20%，而且蛋白质含量增加8%至20%。太空农业蕴藏着极大的商机，越来越向产业化方向发展。太空工业也是如此：太空有着微重力、超洁净、高真空、深冷、辐射性强的特殊环境，发展太空工业，可以精炼或制造出在纯度、形状、强度、寿命上有极高品质的工业产品，这是地球上的传统工业、制造业难以匹敌的。因此，太空是获取工业新材料、新生物制品的理想生产基地。“物以稀为贵”，“物以精为贵”，这是经济领域的普遍性原理。太空产品最初“以稀为贵”，逐渐降低成本，又“以精为贵”，从产业的孕育期、发展期到成熟期，将有丰厚的利润。前苏联航天员曾在和平号空间站上完成了14500次工业产品生产的科学试验；美国已列出几十种有能力在太空生产的产品，空间民用工业项目的年度收入不容小觑。未来，人类可能把一些重大的工业项目从地球移到太空的某些星球。



　　图1　重达46千克的“太空南瓜”


　　4.空间科学
　　航天技术的兴起和发展，使人类突破了地球表面的障碍，直接进入空间或通过各种空间探测器获取资料、信息，为人类对宇宙空间自然现象及其规律的认识与研究提供了前所未有的条件。各类卫星、载人航天、深空探测等航天能力的发展则是探索和利用空间的基本手段，促使了空间物理学、空间材料科学、空间生命科学、空间环境和空间天文学以及地球科学研究等在内的空间科学的发展。
　　5.太空资源应用
　　太空中蕴藏着丰富能源和资源财富，地球资源的有限性使得太空资源的开发利用成为寻求可持续发展的重要出路。比如有“超黄金”之称的氦3，只要核聚变技术发展成熟，100吨氦3提供的能源就够全世界用一年，而氦3在月球上的储量高达300万吨。据悉，俄罗斯的一家大型能源公司已提出，他们准备10年内在月球上建立基地，大规模开采氦3。由此，航天技术的发展使得太空资源的利用成为可能，而拥有这样一种能力将成为突破地球极限、在全球竞争中立于不败之地的重要砝码。
　　6.太空能源开发
　　向太空要能源，是太空经济的重要组成部分，不仅太空旅游、太空农业、太空工业需要太空太阳能发电站所发出的电力，更重要的是地球上的人类需要来自太空的电力。
　　科学家已证实，向太空要能源不仅在理论与技术上是正确的，在实施上也是完全可行的。太空发电站，是将太阳能电池板的直流电转化为微波，然后通过“输电天线”，用无线输电方式将微波送向地球。地球表面再用“受电天线”，接受来自太空的输电微波，并将微波转化为直流电。由于在接受太空太阳能时将不受黑夜、大气层、云层、阴雨天的影响，因此，发电量将是地球太阳能发电效率的10倍以上。太空发电将不分昼夜，24小时全天候进行。不仅如此，太空太阳能发电还具有环保、高度的灵活性与机动性两个特殊优势。21世纪，在太空建成太阳能发电站将会成为现实。
　　7.太空旅游
　　太空旅游，标新立异，妙趣横生，给人以十足的刺激，包括低太空的短暂旅游和进入空间站等所谓太空旅馆的旅游。太空旅游，既可以体会太空里的衣、食、住、行与地球迥异的乐趣，又能够在太空旅馆进行太空观景，在月球度假，或者到火星甚至更远的星球，还可以在太空漫步欣赏太空中的日出日落，体验太空棒球、舱内高尔夫、太空蹦极等特殊休闲游戏。
　　目前世界上已有5人体验过太空旅游。太空旅游的费用将会逐步下降。现在美国有20几家公司正积极研究太空旅游火箭飞机或飞船，乘坐这种新型飞船，无需经过任何训练，就像乘飞机一样方便。未来，人们将进一步探索移居太空的可能性。
　　8.航天文化、太空文化衍生产业
　　在航天技术研发、应用以及向太空索取资源、能源和空间资源等活动之外，随着人类航天活动的展开，与之相关的文化、服务产业也将产生不断增长的经济效益，如航天科普、航天文化、航天旅游、空间搭载效应、广告效应等。
　　9.航天支援与保障服务
　　这主要包括与航天活动相关的法律法规、金融、保险、咨询服务业等。航天产品的研制与部署，需要大量的资金投入，并且风险巨大，因此，保险必不可少，尤其是商业航天活动。随着商业航天活动的快速增长，对相应的金融、保险、咨询等服务业提出巨大的需求。美国太空基金会的报告专门对此项活动进行了统计，2006年航天保险收入达到了8.5亿美元。
　　10.其他相关产业和服务业
　　这包括为航天活动提供相关产品和服务所带动的相关产业发展，如未来的太空垃圾清理就可能是一个很好的项目。各国的航天活动在太空中产生了数量巨大的空间碎片，“污染”了太空这一人类的公共环境，给各航天国家的太空活动造成了很大的威胁。未来，各航天国家可能共同出资成立一个专门从事太空碎片收集处理与太空垃圾清理的公司，或者共同出资请此类公司提供上述服务。
　　三、太空经济的意义
　　随着航天活动的开展，世界航天已经从最初探索进入太空的技术、探索宇宙、保障国防安全，转向更为注重应用航天技术推动社会经济发展，新兴的“太空经济”正在改变地球上人类生活的方方面面。“太空经济”日益呈现出基础性、强关联性、高促进性和高增长性的特征，成为世界经济发展和人类生活的重要组成部分。
　　1.基础性
　　当今世界已经迈入了信息化的时代。卫星应用是信息产业的重要组成部分，是促进国家信息化的重要手段。太空是信息时代人类活动的重要领域，空间信息是国家重要的战略资源，空间信息获取、处理与应用能力成为推动社会经济发展的引擎。在中国，包括卫星系统、载人飞行器以及新的空间探测器等空间平台在内的航天产品体系及其地面应用系统，构成了天地一体化的信息应用环境，在国家信息化进程中起着不可替代的作用。



　　图2　卫星导航示意图

　　卫星遥感能够全天候、全天时、高轨道、大尺度地获取地球信息，在信息获取方面发挥无可比拟的作用；卫星通信可以逾越地理障碍，提供方便快捷、无处不在的全球通信；卫星导航定位、目标监控，在包括海陆空交通运输、抢险救灾、工农业建设和生产、安全防盗等领域得到了广泛应用。卫星应用已成为与社会经济发展、人民生活密不可分的重要需求。
　　航天技术将不断提供日益丰富的信息资源、信息技术与服务，成为国家信息化的重要推进力量。展望未来，地球资源的有限性使得太空资源的开发利用将成为可持续发展的重要出路。
　　2.强关联性和高促进性
　　作为高科技前沿，太空经济与科技、社会进步和经济发展具有很强的关联性，与传统产业之间有着相互渗透、相互促进、共同发展的关系，是社会经济与科技进步的“发动机”，将不断促进生产力的发展。
　　美国、欧洲和国内统计分析专家采用不同模型和方法，对航天产业的经济与社会效益进行过多项研究评估，得出的结论是：各国政府在航天领域的投入产出比为1∶7至1∶14不等，显示了航天投入对国民经济的重要带动作用。我国载人航天的直接效益、带动效益和辐射效益也已达到了数百亿元的规模。
　　首先，拉动基础产业。航天技术、有效载荷技术、信息处理技术等需要机械、电子、材料、能源、通讯、信息等产业发展的支持，通过技术发展的“需求效应”，对上述行业形成强烈有效的激励和带动作用。例如，中国近年来开发使用的1100多种新材料中，80%是在航天技术的牵引下研制完成的，有近2000项航天技术成果已移植到国民经济各部门。而从产业配套的角度，航天制造业可以直接拉动元器件及分系统、原材料等相关配套产业的发展。
　　其次，带动应用产业。航天技术及其产业化发展将不断促进卫星遥感、卫星通信、导航定位、数字地球等相关产业以及信息产业发展。而卫星导航定位(GPS)、地理信息系统(GIS)、卫星遥感(RS)和卫星通信之间的融合(3S+C)，网络GPS个性化移动信息等，多种组合和形态，将为卫星应用打开一个个崭新的领域。
　　再次，改造传统产业。通过发展航天应用产业，不断促进传统产业的结构调整、升级改造，使其能够充分利用现代信息技术成果，向知识密集型产业转变，极大地提高生产效率和社会经济效益。
　　同时，航天发展过程中，大量独有的设计、生产、试验等核心技术与能力，通过成果转移的方式，广泛而迅速地在其他技术领域获得推广和拓展应用，直接带动相关产业技术进步和产业升级。如太阳能技术、环保脱硫技术等，有助于降低能耗物耗，减少环境污染。
　　最后，促进基础科学、支撑空间科学。航天技术的兴起和发展，促进了应用数学、微重力科学、微电子学、信息学、材料学等许多基础科学的发展;太空平台的应用，则使人类突破了地球表面的障碍，直接进入空间或通过各种空间探测器获取资料、信息，为人类对宇宙空间自然现象及其规律的认识与研究提供了前所未有的条件，对空间科学的发展起到了重要的支撑作用。此外，在航天产业链延伸过程中，通过与各产业尤其是当代电子、信息、生物、能源和材料等高技术产业的相互交叉、融合和集成，不断衍生新型技术与知识产业，并促进了一些新的学科分支的繁衍，如卫星气象学、卫星海洋学、卫星测绘学等。
　　由此可见，航天技术具有覆盖面广、辐射型与带动性极强的特点，在自身迅猛发展的同时，对当代整个科学技术结构产生了极为广泛和深刻的影响，牵引和带动了一系列科学技术的进步。更重要的是，航天技术日益成熟，其应用范围几乎遍及社会经济生活的各个领域，太空经济日益成为世界经济发展的不可替代的组成部分。
　　3.高增长性
　　当今世界，主要的竞争体现在经济方面，而“太空经济”无疑是一个全新的增长点。2006年全球航天预算与收入达到2197亿美元，比2005年的1863.1亿美元增长18%。20世纪末，卫星应用的范围几乎遍及社会经济生活的各个领域，催生了一大批新兴产业，成为全球经济新的增长点。利用宇宙——太空和外太空，可以完成许多在地球上做不到的事情，解决许多地球上解决不了的难题。太空经济，以太空产业为核心，同时还包括未来无限巨大的外太空产业，将使我们真正突破空间的限制，突破地球资源的限制，开拓出新的国防疆域和经济疆域。




　　图3　未来中国的空间站模拟图


　　四、太空经济对中国航天的启示
　　大力发展太空经济、争夺太空资源开发利用权，是世界各国尤其是航天大国孜孜以求的目标。太空、宇宙不仅可以商用，而且与国家安全密切相关。一个国家要抢占未来发展的制高点，就要大力发展能够兼顾国家安全与国际竞争力的太空经济。上个世纪美苏太空争霸最激烈的时候，美国总统肯尼迪有一句名言：“谁能有效控制太空，谁就能有效控制地球。”与此一脉相承，里根时代的美国又推出“星球大战计划”。2006年，美国近十年来首次修订了太空政策，确立了一系列旨在建立绝对太空军事优势的战略目标，美国宇航局则表示将在太空探索领域不遗余力地创新，以期使美国在“太空经济”中一直走在最前面，获得最大的利益。
　　大力发展太空经济对我国经济社会发展同样具有至关重要的意义。据美国和世界银行专家预测，中国经济总量将会在未来30年内比肩美国。可以预见的是，要达到这样的目标绝不能仅依靠现有的经济发展模式，要实现经济社会又好又快发展，中国需要新的经济增长点、技术创新的新驱动力，需要不断创造新的、具有高度带动性和广泛应用性的产品和服务。根据美欧航天强国的经验及中国已有的实践，太空探索和开发利用正是技术创新的重要驱动力，太空经济在激励技术创新、改造传统产业、激发经济活力、转变发展方式等方面的作用十分突出。中国要想在未来激烈的国际竞争中占据有利位置，实现国家战略目标，必须继续开展基于太空的创新，必须毫不犹豫地加入太空经济的竞争。
　　中国航天科技工业是太空经济的核心力量，肩负着促进太空经济加速发展的重任。对于太空经济，太空项目是发展的载体，国家经济实力、工业与技术条件是基础，而航天企业则是发展的主体。面对未来太空的激烈竞争和综合国力的竞争，航天科技工业必须直面国家战略及国民经济发展的需求，构建创新型、开放型、融合型的航天科技工业新体系，从航天产品制造商向系统集成商、应用服务提供商转型，从以型号任务为主的保障型向军民融合发展的能力型转型，从以制造为主的三大主业向制造与服务并重的四大主业转型。
　　面向未来，必须大力发展航天核心能力，不断追求航天技术与产品的跨越式发展，确保自主掌握国际一流航天技术，成为国际航天领域的重要力量。航天产品要实现体系化、产业化发展，形成有效的战略威慑能力和对突发事件的制胜能力，面向天地一体化应用，提供支撑国家信息化和社会经济发展的空间基础设施和促进未来太空经济发展的空间平台。
　　加强发挥航天系统集成和技术优势，积极延伸、拓展航天产业链，大力发展以卫星应用、航天技术应用产品与服务为核心的效益突出、品牌卓越、创新能力与市场发展能力强的高端产业，通过航天技术创新创造社会经济需求，不断促进航天应用产业发展，增强航天科技工业的可持续发展能力。
　　根据航天技术创新引导太空经济发展的原则，在太空环境、太空资源、太空能源的开发利用等领域，引导形成新兴产业，发展航天文化产业，不断创造未来价值，创造新的产品和服务形态，形成新的经济增长点，为我国社会经济可持续发展不断作出新的贡献。
　　总之，迎接太空经济时代，站在新的历史起点上，构建创新型、开放型、融合型的航天科技工业新体系，实现航天科技工业的新跨越，奠定富国强军的航天工业基础、引领太空经济发展的产业基础、带动科技发展的创新基础，实现中国航天的可持续发展，支撑我国从航天大国向航天强国迈进，促进我国社会经济又好又快发展，是中国航天义不容辞的战略使命。