硬核航天“老兵”张海明：商业航天是一场长跑
发布时间:2024-10-27 | 发布者： 东东工作室 | 浏览次数： 次（原标题：硬核航天“老兵”张海明：商业航天是一场长跑）
很少有人知道，早在上世纪90年代，中国航天业就曾在美国人身上赚到过“第一桶金”——4900万美元。
1994年1月5日，时任美国总统比尔·克林顿批准向中国出口用于商业发射的美国卫星（包括AsiaSat-2和EchoStar卫星），授权美国企业在中国进行商业卫星发射。1995年12月28日，在西昌卫星发射中心，长征二号E运载火箭将来自美国的卫星送入了轨道。由此，这笔价值4900万美元的发射合同，成为中美航天史上一段少为人知的往事。
作为这段往事的亲历者与推动者之一，张海明每次讲起此事时，听众大多都会显得难以置信：“中美竟然有过卫星发射的相关合作？”
彼时，张海明在美国EchoStar卫星公司从事管理工作，正是在他的建议和沟通下，这家美国卫星企业最终选择来中国洽谈首颗卫星的发射事宜，并最终促成此事。
离开EchoStar公司后，张海明曾经担任洛克希德·马丁商业卫星北亚区市场总监，主要负责组织卫星设计方案、技术转让与项目投标等工作。
2004年，张海明回国，先后担任中国移动（香港）广播卫星公司董事副总经理、香港亚洲卫星公司副总裁。眼下，张海明是北京星途智联科技有限公司（下称“网翎公司”）的CEO（首席执行官）。2024年5月6日，网翎公司推出了中国首款民用卫星上网终端设备——OneLinQ网翎卫星上网机。该设备也成了国内首款直接对标Starlink（星链）的上网终端。
在10月16日结束的第十九届玄奘之路戈壁挑战赛上，网翎公司为这项知名极限赛事提供了10余台卫星上网机，用于赛事各个点位的卫星通信传输，覆盖并满足了6000人在赛事中直播、中继、移动指挥、工作内容传输等宽带网络可实现的各类服务。
10月17日，经济观察网记者与这位从业已38年的商业航天界“老兵”进行了深入交流。张海明在采访过程中一直向记者强调：“商业航天与卫星互联网，从中国的角度来说，起步没有太晚。”
起步没有太晚是客观现实，存在差距也是客观现实。
8月6日，我国首个低轨商业卫星星座——“千帆星座”首批组网卫星顺利发射，10月15日，“千帆星座”第二批组网卫星在太原卫星发射基地成功发射并入轨，这标志着我国“千帆星座”进入常态化发射阶段。
同样是在10月15日，SpaceX在美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角40号发射台发射了星链10-10任务，这已是第195批星链的发射任务，也是SpaceX在2024年第101次完成发射任务。
在张海明看来，随着“千帆星座”卫星的常态化发射，我国在低轨卫星互联网领域正逐步形成完整的产业链。这不仅仅意味着卫星发射的数量增加，更重要的是从研发、制造、发射到运营服务的全链条布局将开始完善，中国的商业航天有机会迎头赶上。
“商业航天是一场长跑。”张海明说。
对话
美国卫星在中国的第一次发射
经济观察网：请介绍一下你早年间的从业经历。你在美国当时都做了些什么？为什么会选择在国外从事商业航天的相关工作？
张海明：国外企业在商业航天方面的视野可能比国内企业更开阔一些。比如，美国的公司会仔细规划如何打通整个产业链，从卫星的制造、发射到最终的市场商业模式等。举个例子， EchoStar一开始也是一个小的创业公司，几十个人，做一些初级产品，比如卫星终端天线。
这些天线会连接到室内的卫星接收机。那时候主要是零售业务，别人批发过来，我们零售。后来，我们开始贴牌生产卫星接收机，自己做好设计，拿到中国台湾和香港地区生产，然后在美国销售，实际上就变成了贴牌经销商。做了这些之后，我们就开始考虑发射自己的卫星。
记得是在1994年。当时我们开会讨论说，现在公司有了地面端和卫星端，但空间端还没有。租用别人的卫星不划算，我们要自己发射卫星。于是，我们把公司的所有资产都抵押给债权人，以高达19%的利率贷款购买卫星进行发射。
搞高利贷就为了发射卫星，现在回想起来有些风险，如果卫星发射失败了，我们可能连翻身的机会都没有，只能卷铺盖回家或者干其他事情。
我们先找到洛克希德·马丁公司，他们发射质量好，但发射任务也很多，我们要等到三年以后。我们等不了那么长时间，就去了法国。法国人说可以给我们加个塞儿，但需要额外的费用，报价1.1亿美元，我们没有那么多钱。
后来我提议，不如我们到中国试试？中国也能发射。我说中国有一个火箭系列叫“长征”。他们问，发过哪些卫星？我说现在发的不多，但确实能发射。价格我也不知道，但肯定会比法国便宜。他们说，要不然去一趟聊聊？
于是，我跑到北京。当时的航天工业部下面有一个中国长城工业总公司，在黄寺大街。
我们就去和他们谈。他们一听我们是美国的EchoStar公司，都有些惊讶，没听说过。我们告诉他们，我们准备发射第一颗卫星。最终，中国方面同意发射，价格是4900万美元。
虽然价格低了，但是保险费高了。因为发射次数少，保险公司觉得风险大。要保的话，保险费率是26%。但整个算下来还是省了一些钱。我们决定就用中国的火箭发射，公司也安排我多来中国跑一跑，那以后，我来北京的次数就多了。
1995年12月28日，发射成功。美国公司的卫星在中国发射，这是第一次。
中国卫星互联网：技术上的挑战
经济观察网：现在卫星互联网新一轮的全球竞争如火如荼，从你的视角来看，我国的卫星互联网发展处于怎样的阶段和水平？面临哪些挑战？需要怎样的发展模式？
张海明：中国卫星互联网起步不能说太晚。因为中星16号卫星（编者注：又称实践十三号卫星，2017年4月12日由长征三号乙运载火箭发射，是中国首颗高轨道高通量通信卫星）的发射相比之下还是比较早的。只是当时受制于卫星技术的限制，高通量卫星的容量做得不是很大，属于一定的试验性质。后来又有了亚太6D、中星26号。
下一步还有中星27号。所以我觉得，从整体容量的角度来看，我们在卫星互联网方面还是迈出了比较快的步伐。
不过这并不等于高质量。与国际水平相比我们还有差距，主要体现在以下几个方面：
第一，卫星容量没有达到国外的水平。所谓卫星容量，是指一颗卫星能够传输和处理数据的能力。比如，中星26号的容量是100Gbps（即每秒100亿比特的数据传输），而美国Viasat现在发射的第三代高通量Ka频段卫星，容量达到1Tbps，就是1000Gbps。
第二，在卫星的载荷灵活度方面，国外已经实现了星上处理，我们现在还不行。比如中星6D的点波束覆盖一个地方，它的容量就是固定的。如果有星上处理技术，就动态调整空间资源，把不用的卫星容量调到有需要的地方。
比如现在卫星对印度有覆盖，但印度没有用户，处于空转状态，你在甘肃这边有需求，可以通过地面的指令把容量动态调整到甘肃，这样就可以支持更多的用户。
经济观察网：目前Starlink（星链）的低轨星座建设进度非常快，这让我国在占据频谱和轨道资源方面有一定压力。那么，低轨卫星在卫星互联网中有哪些关键作用和优势？构建低轨卫星星座又面临哪些技术挑战呢？
张海明：低轨卫星的作用和优势确实非常明显。
首先，容量大，甚至比高通量卫星的容量还要大，因为它的频率复用次数更多，每颗卫星都可以进行频率复用，而且现在已经达到上千级别的卫星星座，容量肯定会非常大。
第二，低轨卫星的功率更大，时延更短，这使得许多需要实时通信的应用都可以实现。所以说，它的优势还是相当明显的。
但是，构建低轨卫星星座面临的技术挑战也很多。
首先，我们从来没有做过，需要摸索出一个可实施的组网方案。到底什么样的组网方式能够充分发挥卫星资源的作用，这一点还需要验证。因为你得发射相当数量的卫星，之后把你的组网方案放进去，看看哪种方式最合适。这是目前面临的一个挑战。
第二个挑战是成本。能否用规模化、流水线式的低成本卫星把价格真正降下来？
我不知道我们现在低轨卫星的具体价格，但是肯定比马斯克的第一代卫星要高。他的第一代卫星能够做到50万美元/颗，也就是几百万元人民币。
要组成一个网，需要几百颗卫星。如果要提供好的商业服务，怎么也得上千颗吧？这样一来，成本就会非常高，我觉得这是一个很大的挑战。
还有一个挑战是发射这么多卫星的运载能力。因为卫星需要通过运载火箭发射上去，那么，我们什么时候能实现火箭回收——这样才能把成本降下来。
现在我们的可垂直回收火箭还处于实验阶段，而马斯克有的火箭已经使用了20多次了。每一次复用的发射成本都以30%的速度递减，因此他的成本就降下来了。
我看到的最新数据是，载荷按公斤来算，我们发射一个卫星到低轨，是每公斤5万元人民币。而马斯克现在的报价是每公斤2000美元，合不到1.5万元人民币。
他如果真把“星舰”火箭实验成功，成本就更低了，因为“星舰”的运载能力更强。
对于未来几年的发展态势，我觉得最起码可以对标马斯克，对标星链。包括终端，他的终端现在还需不需要补贴，我们不清楚。但他已经将便宜的终端规模性地推向市场，目前有400万用户。而且越便宜用户越多，量越大成本越低，进入良性循环。
经济观察网：如果马斯克的技术能像他做特斯拉一样开源，是不是我们的进步会快一些？
张海明：很多人还是通过购买他的终端，拆开来看能不能做反向工程，才了解到一些。他肯定不会公开，公开之后等于自己给自己设置发展障碍。
卫星网络与地面网络的融合
经济观察网：未来，卫星互联网的发展将呈现出怎样的趋势？从你们自身而言，如何深耕卫星互联网领域？
张海明：未来的发展趋势是实现天地网络的融合，也就是卫星网络与地面网络的融合。
目前，卫星网络使用的是卫星通信的标准，比如DVB（编者注：即数字视频广播，是一种用于传输数字电视信号的开放标准，广泛使用于卫星通信当中）；地面网络使用的是5G，下一步是6G。现在好的地方在于，地面网络5G是由一个名为3GPP的国际标准化组织制定的，并且他们已经迈出了这一步，提出了天地融合的概念，推出了NTN（非地面网络）的通信标准。
非地面网络主要指低空的气球、卫星等。他们制定了相关的标准，已经发展到第18版，接下来还有第19版，逐步在完善。
如果第19版的标准最终确定，那么从标准角度来看，卫星与地面网络的融合就已经迈出了坚实的一步，可以开展很多业务。现在做到第18版，至少对于透明传输（编者注：在卫星通信中，所谓透明传输，是指卫星不进行复杂的数据处理，而直接将接收到的信号传输回地面）的卫星和物联网卫星，这些标准和相应的接口都已经明确。
技术细节我们不展开讨论，但卫星与地面网络的融合将产生什么效应呢？如果NTN标准被大家普遍接受，那么，从卫星到终端的成本都会大幅度下降。标准化就是为了降低成本，而且这是5G的标准，大家在终端中都在使用。按照这个思路走，成本是会大幅度下降的。
所以我认为，未来的卫星互联网一定要走天地网络融合的路，进而实现标准和使用的融合。对用户来说，连接方式不是他们需要考虑的，只要能连接上就行。可能是卫星，也可能是地面网络。也不一定非要到偏远地区，即使在城市，有些地面网络也不够完善。通过卫星和地面的融合，就不存在某些地方信号差的问题，真正实现了网络的“世界大同”，这是我对未来发展的展望。
经济观察网：对于卫星互联网的发展，AI（人工智能）有哪些用武之地？前景如何？
张海明：AI现在在很多领域都有应用。首先，我个人的理解是提高设计的效率。我们现在设计一颗卫星、设计火箭、设计一个卫星网络，需要考虑各种因素，而AI经过足够的训练后，考虑的因素可能比我们更全面、更细致。
因此，我认为在卫星产业链的设计上AI会做得更好。它的效率更高，出错率更低，我们不用反复试错。例如，传统设计可能需要不断仿真、调整，而AI可以通过算法在多个方案中迅速找到最合适的方案，大家很快就能聚焦。从资源利用和时间效率上，我认为会更高。
其次，AI在卫星的数据预处理上也能发挥作用。它至少可以对卫星采集到的数据进行过滤。目前应用较多的是遥感卫星。遥感卫星对地观测，采集了大量数据，但很多数据是无用的，不是我们需要的。那怎么办？用AI来过滤。
例如，如果有云层，光学遥感卫星返回的数据就是无效的，因为云层挡住了观测。这部分数据不需要处理，AI可以自动过滤掉。如果再细化一些，针对特定观测区域，其他数据可以忽略不计。这样在处理大量数据时效率会大大提高。未来，卫星在空间端就可以直接计算出精细的数据。
目前可能还有一个过渡阶段，我们在过滤完数据后，将有用的数据传回地面处理，然后再提供给用户。但我认为未来这些功能在卫星上就能实现。
AI的强大、准确性和有效性，完全取决于你为它输入了什么有用的数据，如何训练它，让它变得越来越聪明。最终，它的聪明程度可能远超我们，能在极短时间内解决我们思考很久的问题。所以，我认为AI在这方面确实有很大的作用。
产业链要向商业市场倾斜
经济观察网：从中国卫星通信的发展趋势来看，想要快速追赶，最重要的是什么？
张海明：我们呼吁整个卫星产业链都要向商业航天、商业市场倾斜。
大家现在也都有这个意识。比如，火箭回收到什么程度？马斯克能回收一级火箭，我们能不能回收二级？我们能否既回收火箭的主体部分，也能回收其他部件？在这个基础上，我们能不能进一步降低火箭本身的成本？这些都需要整个行业、产业链去考虑，甚至为产业链提供零部件的分系统厂家，也要做这方面的工作。
作为传统概念来说，航天是技术门槛高、成本高的行业。但当商业化推进之后，老百姓使用起来就会像使用家电一样方便。使用卫星的容量就像使用现在地面网络的容量一样，或者接近。这样，不管是数字经济、科技发展还是网络经济，基础就能更好。
所以，商业航天需要大家多努力，最终让老百姓第一用得起，第二喜欢用，第三用得方便。
未来，卫星可能不完全是一个手机，但最终落实到用户手里的就是手机，或者其他小型通信终端、游戏机等。因为网络把所有东西都连在一起，形成一个无论在什么地方、想用多少流量都能用得上的环境，使用起来不会卡顿，方便快捷，所有想要得到的信息都在掌中。
我们现在做好自己这部分，希望能推动整体产业链的发展。其他产业链的下游终端厂商也已经在做了。我们希望通过上下游的配合使整个产业链健康发展，把市场从小众做到大众，老百姓以后用卫星就像玩儿一样，如果你还没用上卫星互联网，都不好意思跟人打招呼。
现在马斯克已经给出了好的示范。大家看到，只要把成本降下来，市场绝对有。
我们现在做的话，第一，能不能赶上他？第二，能不能超过他？我们有没有另辟蹊径的能力？
如果没有这个能力，按照马斯克的思路去做，能不能也把成本做到那么低？他能做到400万用户，我们能不能做到500万、600万，甚至800万？
用户会说，你这个终端放在我这里不能超过一个什么价位，必须低，价格高了就不行。你有没有合适的技术和产品去匹配？市场是明摆着的，接下来就看谁能够跨过这个坎触达用户。
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