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近年,伴随低轨卫星商业化程度加快、可回收火箭技术不断成熟以及发达国家积极布局太空产业,“太空经济”得以产生。随之而来的是太空制造的蓬勃发展,并且有望进一步实现欧美等国积极倡导的“太空工厂”建设。
一、世界主要国家已从战略高度支持太空产业
一直以来,美国积极探索太空领域,从早年的“阿波罗”计划到现今的“阿尔忒弥斯”计划。作为科学探索,单纯的登月计划并不能产生直接的经济效益,但其溢出效应将影响与带动相关技术环节的产业链分布及其对应企业发展。现阶段,美国方面无论是战略层还是企业主体已经开始正视太空制造及其连带的经济价值,并逐渐将太空资源视为一项产业。自2020年以来,美国防部创新小组联合美太空部队、空军联合实验室连续三年发布《太空工业基础状况》(State of the Space Industrial Base)报告,三份报告观点如出一辙,均阐明太空资源是一种产业,并对太空资源进行了新的定义。其内涵包括:太空是经济、战略领域;是美国软实力的关键,直接影响硬实力的发展、是美国的竞争优势;太空是关键的基础设施,是一种交通工具、是应对气候变化的关键;太空是新产业、新工作的来源、技术创新与经济增长的源泉,更是一种投资而非必须支付的账单。报告也明确未来适于在太空发展的诸多领域,其中包括太空制造和资源开采。
欧洲方面,几乎与美国同期开展太空资源商业化的探索。来自欧洲、全球最大的飞机制造商空中客车在欧盟委员会“地平线2020”计划的资助下,开展了为期两年的Period项目研究。该研究的重点是组装和制造在轨卫星,目标则是继续在轨道上进行演示验证。该项目还积极倡导进行“太空工厂”建设。在做出“太空工厂”建设倡导前,空中客车已在欧洲航天局支持下,将投资的4000万欧元用于研制、生产及发射Bartolomeo平台,为未来建设“太空工厂”筑牢底层技术根基。另据欧洲咨询公司发布的《太空经济报告2022》,2022年全球太空经济总额达4640亿美元,较上一年度增长8%。其中,83%的增长贡献来自卫星服务商,包括电信、地球观测与利用卫星导航提供服务的公司。
作为全球最大的发展中国家,我国也积极加快布局与培育发展太空产业。国务院新闻办公室2022年发布的《2021中国的航天》白皮书提出,未来五年中国航天将“培育发展太空旅游、太空生物制药、空间碎片清除、空间试验服务等太空经济新业态,提升航天产业规模效益”。
二、发达国家倡导的“太空工厂”建设有望实现
太空本身的环境,对于某些研究而言是种得天独厚的存在。综合当下各国太空探索的发展阶段,尤其欧美等国已大力聚焦商业发展,由此“太空工厂”建设已经具备可行性,并且已有研究企业纷纷涌现,其中以美国最为突出。如:SpaceX就已表明太空探索未来有可能发展成为一项旅游项目;还有长期致力太空3D打印的美国初创企业Made in Space。该企业已在太空3D打印上取得一些成绩,包括:实现首次将3D打印机送上空间站,随后将塑料回收装置随飞船登陆国际空间站,并就地进行3D打印。现今,Made In Space公司又在开发一种名为“超纯氟化物(ZBLAN)”的特殊光纤。该材料具有比硅更高的红外透射性,主要用于高端激光器、光纤电缆、医疗产品等领域。就其生产过程而言,在地球重力影响下,生产这种材料会在冷却过程中形成微晶体,将会一定程度影响其在通信等领域中的应用效果。但在微重力环境下,能够避免材料密度分离和结晶的出现,从而制造出品质更好的ZBLAN。
此外,生物医药领域的干细胞技术也能借由太空环境更好发挥其应用优势。原理在于:“真空+微重力”的太空环境天然为延迟干细胞分化提供条件,实验人员可以利用这个时间窗口进行更加充分的器官制造、药物研发等探索。以上技术的不断发展与成熟,均在为“太空工厂”的建设积蓄力量。
总之,太空的商业化发展正值初期,具有非常大的潜力空间,随之而来的太空制造也将作为未来的制造蓝海值得进一步深耕。
参考资料:
1. United States Space Force, Defense Innovation Unit and Air Force Research Laboratory. State of the Space Industrial Base(2020, 2021, 2022)[R].(2020-07, 2021-11, 2022-08)[2023-06].
2. 央视网. 中国加快培育发展太空经济新业态[EB/OL]. (2023-06-26). [2023-07-03]. https://www.news.cctv.com/2023/06/26/ARTIhIoWkv5hH60LQDr0xllS230626.shtml.
3. 搜狐网. Made in Space,太空制造业时代即将来临[EB/OL].(2021-05-16)[2023-07-03]. https://www.sohu.com/a/466675920_658106.
4. DeepTech深科技. 美初创公司打造太空工厂,NASA重金支持,太空制造还是太空造梦?(2019-11)[2023-07-03]. 公众号.