美國(guó)《2020年太空工業(yè)基礎(chǔ)現(xiàn)狀》報(bào)告解讀

王洪飛 房立晶

（1 中國(guó)人民解放軍63729 部隊(duì) 2 中國(guó)人民解放軍63717 部隊(duì)）

2020 年7 月28 日，美軍方、政府航天機(jī)構(gòu)和私營(yíng)部門研究組發(fā)布《2020 年太空工業(yè)基礎(chǔ)現(xiàn)狀》報(bào)告。該報(bào)告為一次研討會(huì)結(jié)果，是包括美國(guó)工業(yè)界、政府和學(xué)術(shù)界領(lǐng)導(dǎo)人等在內(nèi)召開(kāi)的線上會(huì)議，評(píng)估了美國(guó)太空工業(yè)目前的現(xiàn)狀，并為加強(qiáng)太空工業(yè)基礎(chǔ)提供了建議。會(huì)議發(fā)起者是美國(guó)天軍（USSF）、國(guó)防創(chuàng)新部門（DIU）和美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）。該報(bào)告為美國(guó)決策者和行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者應(yīng)對(duì)美國(guó)在太空領(lǐng)域日益增長(zhǎng)的威脅，以及如何確保強(qiáng)大的美國(guó)太空工業(yè)基礎(chǔ)提供了全面的建議。

1 美國(guó)太空工業(yè)基礎(chǔ)現(xiàn)狀、面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)

現(xiàn)狀

報(bào)告從4 個(gè)方面分析了當(dāng)前美國(guó)太空工業(yè)基礎(chǔ)的現(xiàn)狀，分別為：

1）美國(guó)是太空領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。報(bào)告認(rèn)為美國(guó)仍然是當(dāng)前太空領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)者，在空間探索方面取得了巨大成就，是首次展示商業(yè)軌道貨物運(yùn)輸、商業(yè)重型運(yùn)載火箭、部署天基超大星座和商業(yè)載人航天的國(guó)家，美國(guó)軍方保持著能力最強(qiáng)的軍用星座。

2）民用、商業(yè)和國(guó)家安全都越來(lái)越依賴太空領(lǐng)域。美國(guó)計(jì)劃2024 年前重返月球，并在月球建造基礎(chǔ)設(shè)施作為通往火星和更遠(yuǎn)星球的中轉(zhuǎn)站。美國(guó)應(yīng)當(dāng)在太空領(lǐng)域繼續(xù)發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用，以實(shí)現(xiàn)人類在太空的存在從臨時(shí)演變到永久，新成立的天軍要確保在太空領(lǐng)域的國(guó)家利益。

3）人類對(duì)太空的向往愈發(fā)強(qiáng)烈。美國(guó)私營(yíng)航天企業(yè)家在太空領(lǐng)域作出了突出貢獻(xiàn)，他們有著人類向太空擴(kuò)張并最終定居太陽(yáng)系的信念。目前企業(yè)家領(lǐng)導(dǎo)的私人投資正在太空領(lǐng)域帶來(lái)成本、效率和創(chuàng)造性解決方案，影響著美國(guó)空間技術(shù)進(jìn)步和商業(yè)航天優(yōu)勢(shì)，并為美國(guó)持續(xù)保持太空領(lǐng)導(dǎo)力提供動(dòng)力。

“藍(lán)月亮”大型月球著陸器能夠根據(jù)配置和任務(wù)向月球表面運(yùn)送有效載荷

4）政府與私營(yíng)企業(yè)的合作更加緊密。在航天政策指導(dǎo)上，美國(guó)國(guó)防部（DoD）正在加強(qiáng)與航天企業(yè)的合作。美國(guó)政府高層認(rèn)為應(yīng)當(dāng)加快合作節(jié)奏，如擴(kuò)大使用新的商業(yè)航天運(yùn)輸和物流能力等。

問(wèn)題和挑戰(zhàn)

報(bào)告主要從10 個(gè)方面對(duì)當(dāng)前美國(guó)太空領(lǐng)導(dǎo)地位面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)進(jìn)行了總結(jié)，主要包括：

1）有爭(zhēng)議的領(lǐng)導(dǎo)地位。報(bào)告指出，越來(lái)越多的國(guó)家正在成為太空競(jìng)爭(zhēng)者和潛在的對(duì)手，美國(guó)缺乏國(guó)家層面太空工業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“北極星”愿景，無(wú)法協(xié)調(diào)整個(gè)航天部門的工作以保持美國(guó)的太空領(lǐng)導(dǎo)地位。

2）加緊地月空間活動(dòng)并控制關(guān)鍵資源。隨著空間活動(dòng)擴(kuò)展到地球同步軌道之外，第一個(gè)建立服務(wù)于地球同步軌道和地月空間運(yùn)輸能力的國(guó)家將擁有對(duì)地月空間，特別是月球資源進(jìn)行控制的優(yōu)越能力。報(bào)告重點(diǎn)指出月球資源的重要性；同時(shí)指出月球是獲取小行星資源和通往火星的關(guān)鍵，也是實(shí)現(xiàn)商業(yè)航天發(fā)展的關(guān)鍵。

3）天軍的作用需進(jìn)一步明確。美國(guó)擴(kuò)大地月經(jīng)濟(jì)需要強(qiáng)大的軍事保障，作為維護(hù)國(guó)家安全的空間力量，天軍的任務(wù)應(yīng)當(dāng)明確規(guī)定包括扶持和保護(hù)美國(guó)的商業(yè)航天。

4）新冠疫情對(duì)美國(guó)太空工業(yè)影響深刻。新冠疫情極大影響了美國(guó)太空工業(yè)的發(fā)展，且恢復(fù)程度尚不確定。在新冠疫情形勢(shì)下，私營(yíng)企業(yè)的投資很可能會(huì)下降，太空發(fā)展主要還需依靠美國(guó)政府，美國(guó)需要采取措施吸引更多的投資者。

5）國(guó)防預(yù)算無(wú)法實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)。國(guó)防部未來(lái)的預(yù)算很可能會(huì)持平或下降，這使得國(guó)防部單獨(dú)開(kāi)發(fā)新的、重大的航天系統(tǒng)存在巨大壓力，迫使其最大限度地利用商業(yè)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行工作。

6）政府采購(gòu)流程過(guò)于復(fù)雜。美國(guó)當(dāng)前的采購(gòu)做法較復(fù)雜，尤其對(duì)私營(yíng)部門存在不透明性，使得私營(yíng)企業(yè)不容易獲取明確信息。美國(guó)政府采購(gòu)的航天系統(tǒng)具有成本高、計(jì)劃時(shí)間長(zhǎng)和經(jīng)常拖延的缺陷，導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手能夠以更快的速度發(fā)展航天計(jì)劃，從而使美國(guó)處于戰(zhàn)略劣勢(shì)。

7）政府的法律和監(jiān)管非常復(fù)雜。美國(guó)空間公司面臨著非常復(fù)雜的法律和監(jiān)管要求，導(dǎo)致非國(guó)防工業(yè)基礎(chǔ)的公司尤其是新進(jìn)入者，通常不愿為國(guó)家安全的航天項(xiàng)目開(kāi)發(fā)提供解決方案。

8）國(guó)防部太空試驗(yàn)和原型開(kāi)發(fā)效率低下。國(guó)防部許多航天計(jì)劃時(shí)間表過(guò)長(zhǎng)，限制了短期內(nèi)“設(shè)計(jì)-建造-試驗(yàn)”項(xiàng)目的機(jī)會(huì)。報(bào)告指出，技術(shù)領(lǐng)先的太空試驗(yàn)和原型開(kāi)發(fā)方案對(duì)保持美國(guó)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)至關(guān)重要，但目前國(guó)防部在這一領(lǐng)域的資金不足且協(xié)調(diào)不夠。

9）科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）人才短缺。美國(guó)當(dāng)前和預(yù)期的STEM 人員數(shù)量有限，難以支持國(guó)家發(fā)展太空能力。除了STEM 外，太空工業(yè)還將需要更多的非STEM 人員，如金融、工程、經(jīng)濟(jì)和法律等各種支持性職業(yè)。

10）太空工業(yè)的體系架構(gòu)不夠明晰。國(guó)防部應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步明確太空工業(yè)的體系架構(gòu)，以及天軍在保護(hù)太空工業(yè)方面的責(zé)任，如刺激工業(yè)基礎(chǔ)、扶持創(chuàng)新企業(yè)等。

2 六大主要競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域

報(bào)告指出，當(dāng)前美國(guó)國(guó)家太空力量和太空工業(yè)基礎(chǔ)的發(fā)展有六大主要競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域，分別是：

航天政策和金融工具

航天政策是維持美國(guó)國(guó)家太空工業(yè)創(chuàng)新的核心。隨著在太空的活動(dòng)不斷擴(kuò)大，美國(guó)航天政策的重點(diǎn)側(cè)重應(yīng)對(duì)全球商業(yè)航天的迅速增長(zhǎng)，以及外國(guó)競(jìng)爭(zhēng)者的快速發(fā)展等問(wèn)題。美國(guó)的航天政策正在利用當(dāng)前的各種經(jīng)濟(jì)和金融工具，包括提供資金和市場(chǎng)需求，使美國(guó)的太空工業(yè)基礎(chǔ)得以蓬勃發(fā)展。

具體行動(dòng)建議上，政策方面應(yīng)當(dāng)跟上航天快速發(fā)展、大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)以及全球商業(yè)市場(chǎng)的技術(shù)創(chuàng)新和動(dòng)態(tài)變化，在政府、工業(yè)界、學(xué)術(shù)界、盟友和伙伴之間實(shí)現(xiàn)政治和經(jīng)濟(jì)上的協(xié)調(diào)，以推行商業(yè)航天的持久戰(zhàn)略。金融方面，美國(guó)必須明確允許在航天市場(chǎng)的所有領(lǐng)域部署和利用現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)政策，制定有利于發(fā)展的新政策，以增加商業(yè)航天活動(dòng)，支持空間公司發(fā)展。

太空信息服務(wù)

隨著空間需求的增加、發(fā)射成本的降低、信息系統(tǒng)性能的提高等，空間信息服務(wù)正經(jīng)歷著深刻的變化，為國(guó)家安全做出了貢獻(xiàn)，美國(guó)的民用、商業(yè)和軍事力量越來(lái)越依賴于信息服務(wù)的質(zhì)量。

具體行動(dòng)建議上，國(guó)防部應(yīng)開(kāi)發(fā)利用商業(yè)小衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)，發(fā)射專用的小衛(wèi)星系統(tǒng)，以滿足戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略軍事能力要求。此外，繼續(xù)降低多重監(jiān)管障礙，提高商業(yè)企業(yè)監(jiān)管程序的效率，特別是在美國(guó)與盟國(guó)的互動(dòng)方面。還應(yīng)修訂數(shù)據(jù)產(chǎn)品和開(kāi)發(fā)的出口管制法律，消除國(guó)際合作的障礙；長(zhǎng)期內(nèi)應(yīng)建立目標(biāo)，確保50%以上的政府空間信息服務(wù)是從商業(yè)來(lái)源獲得的。

空間運(yùn)輸和物流

保持太空領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)是具備優(yōu)越的空間運(yùn)輸和物流能力，美國(guó)的航天發(fā)射目前已從單一的國(guó)家供應(yīng)商增加到3 個(gè)或更多的發(fā)射供應(yīng)商，太空探索技術(shù)公司（SpaceX）的可重復(fù)使用發(fā)射系統(tǒng)大幅降低了發(fā)射成本。

具體行動(dòng)建議上，短期內(nèi)國(guó)防部和美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）應(yīng)加強(qiáng)合作以推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，包括國(guó)防部參與“阿爾忒彌斯”（Artemis）項(xiàng)目和制定政府的月球行動(dòng)規(guī)劃；中期應(yīng)解決好重返月球計(jì)劃中尚未確定的方面，包括頻譜分配、空間交通管理和碎片管理等；長(zhǎng)期應(yīng)將所有地球靜止軌道衛(wèi)星和其他高價(jià)值資產(chǎn)過(guò)渡到完全模塊化的結(jié)構(gòu)，通過(guò)可重復(fù)使用的空間運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)射。

維珍軌道公司的發(fā)射器一號(hào)在該公司的發(fā)射演示中首次在半空中點(diǎn)火

人類在太空的生存

美國(guó)政府目前是載人航天飛行探索的主要投資者，但政府投資正在加強(qiáng)與私營(yíng)部門投資的結(jié)合。美國(guó)不斷增長(zhǎng)的私營(yíng)企業(yè)工業(yè)基礎(chǔ)是其長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)，私營(yíng)部門投資的目標(biāo)是使人類能夠擴(kuò)展到太陽(yáng)系，使太空成為一個(gè)永久占領(lǐng)的領(lǐng)域以進(jìn)行空間探索、太空旅游、太空制造和資源開(kāi)采。

具體行動(dòng)建議上，短期應(yīng)當(dāng)繼續(xù)承諾在2024 年之前使人類重返月球，實(shí)現(xiàn)人類在月球上的長(zhǎng)期存在。還應(yīng)當(dāng)制定人類能夠在太空生存并可以商業(yè)性自給自足的目標(biāo)，并盡快制定實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的路線圖；中期可計(jì)劃設(shè)計(jì)和建造一個(gè)小規(guī)模的太空生存示范環(huán)境，并將其納入國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，利用5 年的時(shí)間探索，并可延長(zhǎng)用于商業(yè)用途；長(zhǎng)期能夠利用太空資源進(jìn)行太空領(lǐng)域的生產(chǎn)操作等。

空間動(dòng)力

空間動(dòng)力是空間探索任務(wù)的基礎(chǔ)，航天系統(tǒng)的運(yùn)行能力都要依賴空間動(dòng)力，空間動(dòng)力是人類在太空長(zhǎng)期生存、活動(dòng)和發(fā)展工業(yè)應(yīng)用的必要能力，能促進(jìn)商業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提供軍事優(yōu)勢(shì)。

具體行動(dòng)建議上，短期應(yīng)當(dāng)建立一個(gè)全面、系統(tǒng)的國(guó)家太空發(fā)展愿景以應(yīng)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，包括與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相當(dāng)?shù)墓I(yè)目標(biāo)和時(shí)間表，并提供關(guān)鍵事件的具體日期等；中期應(yīng)當(dāng)拓展《空間太陽(yáng)能發(fā)電增量開(kāi)發(fā)和研究計(jì)劃》，包括開(kāi)發(fā)其他系統(tǒng)概念和組件技術(shù)，為可運(yùn)行的高功率空間太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)提供足夠的技術(shù)支撐等；長(zhǎng)期應(yīng)按照《國(guó)家近地天體準(zhǔn)備戰(zhàn)略和行動(dòng)規(guī)劃》的要求，建造出先進(jìn)的動(dòng)力和推進(jìn)器，確保在深空探測(cè)領(lǐng)域獲得優(yōu)勢(shì)。

空間制造和資源開(kāi)采

空間制造包括在太空為地面和太空經(jīng)濟(jì)制造的產(chǎn)品，以及支持太空工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的產(chǎn)品，能夠擴(kuò)大商業(yè)航天市場(chǎng)?？臻g資源開(kāi)采包括從月球表面和小行星上提取礦物和水，空間資源開(kāi)采促成空間制造市場(chǎng)形成，對(duì)建立太空居住地、動(dòng)力源和推進(jìn)器至關(guān)重要。

具體行動(dòng)建議上，短期內(nèi)天軍應(yīng)當(dāng)闡明對(duì)空間資源開(kāi)采及相關(guān)能力的設(shè)想和要求，美國(guó)政府應(yīng)提供合理資金，并鼓勵(lì)風(fēng)險(xiǎn)資本投資，美國(guó)政府的航天機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)贊助大學(xué)開(kāi)展空間制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究；中期內(nèi)美國(guó)政府的民用和國(guó)家安全航天機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)為空間制造創(chuàng)造市場(chǎng)需求；長(zhǎng)期內(nèi)美國(guó)政府應(yīng)帶頭創(chuàng)建一個(gè)公私合營(yíng)的月球工業(yè)園區(qū)，包括支持資源開(kāi)采和在軌制造等環(huán)節(jié)，以促進(jìn)工業(yè)能力的持續(xù)發(fā)展。

3 面向美國(guó)太空工業(yè)界的四項(xiàng)建議

報(bào)告向美國(guó)太空工業(yè)界提出了四項(xiàng)建議，分別為：

1）工業(yè)界應(yīng)積極尋求與美國(guó)政府的伙伴關(guān)系，以開(kāi)發(fā)商業(yè)、民用和國(guó)防太空領(lǐng)域的聯(lián)合運(yùn)營(yíng)能力。

2）美國(guó)擁有創(chuàng)新和潛在的雙重使用技術(shù)的企業(yè)家必須改善其知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，包括保護(hù)其網(wǎng)絡(luò)免受網(wǎng)絡(luò)滲透的企圖，并避免將知識(shí)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)移給對(duì)美國(guó)利益懷有敵意的外國(guó)控制的企業(yè)。

3）企業(yè)應(yīng)在整個(gè)美國(guó)教育體系中積極參與，以指導(dǎo)和發(fā)展未來(lái)的STEM 人才，推動(dòng)未來(lái)的太空經(jīng)濟(jì)，包括為STEM 學(xué)生、實(shí)習(xí)生提供本科獎(jiǎng)學(xué)金/貸款，并提供航天專業(yè)人員以支持空間學(xué)科的教學(xué)。

4）工業(yè)界應(yīng)加強(qiáng)和改善與國(guó)內(nèi)外相關(guān)零件、子部件和子系統(tǒng)制造商的聯(lián)系及伙伴關(guān)系，以加強(qiáng)對(duì)太空供應(yīng)鏈的信任和彈性。

4 面向美國(guó)政府的六項(xiàng)建議

報(bào)告向美國(guó)政府提出了六項(xiàng)建議，如下：

1）美國(guó)政府頒布整套對(duì)太空工業(yè)發(fā)展的“北極星”愿景和戰(zhàn)略，并成立一個(gè)總統(tǒng)工作組來(lái)執(zhí)行。

2）國(guó)防部制定保護(hù)、支持和利用商業(yè)航天的計(jì)劃。

3）美國(guó)政府致力于從經(jīng)濟(jì)上刺激該行業(yè)，包括空間債券和空間商品交易所，并通過(guò)交易所執(zhí)行國(guó)防部和NASA 10 億美元的現(xiàn)有資金。

4）美國(guó)政府制定一個(gè)框架，與擁有美國(guó)共同準(zhǔn)則和價(jià)值觀的盟友及合作伙伴創(chuàng)造財(cái)富和安全。

5）美國(guó)政府提供必要的勞動(dòng)力，以填補(bǔ)國(guó)內(nèi)超過(guò)1 萬(wàn)個(gè)STEM 職位。

6）美國(guó)天軍與太空工業(yè)企業(yè)家和創(chuàng)新者應(yīng)當(dāng)緊密合作，發(fā)展政府與商業(yè)之間的技術(shù)合作伙伴關(guān)系，以支持美國(guó)在太空的商業(yè)和國(guó)家安全。