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美国太空领域军民一体化的三大推手:政策扶植、项目资助、技术支持

bzSh_drc_iite 2017-12-07 10:47 次阅读

政策扶植、项目资助、技术支持是美国太空领域军民一体化的三大关键推手。

冷战时期,美国施行的「先军后民」「以军带民」政策和军民分离的国防采办制度,客观上造成了军工与民用两个产业的相对分割。这种分割的直接后果是军工企业占用大量国家资源,但技术创新乏力、国家投资回报率低。上世纪九十年代初,美国国防工业在拥有全国超过 1/3 的科技人员,以及高达 70% 的政府科研经费投入的前提下,仅创造了不到 6% 的 GDP。

美国意识到,单纯依靠国防投入「不仅无法继续维持庞大的国防工业基础,还可能拖累经济竞争力,军用和民用工业基础相互分离的代价必须予以解决」。为此,美国提出军民一体化的设想,连续出台《国防转轨战略》《技术与国家利益》《两用技术:旨在获取可负担的前沿技术的国防战略》等多份政策与法律文件,以建立一个既满足国防军事需求,又满足商业需求的先进的国家技术和工业体系为目标,通过打破国防工业与民用科技之间的藩篱,促进军事技术和民用技术体系融合,推动统一的国防科研体系建设和经济产业化进程。

受益于军民一体化战略的实施,美国太空领域军民融合进程尤为引人注目,不仅国家导弹防御系统等军事化项目得到民用企业的重要技术支撑,而且太空商业化如火如荼,GPS 产业化发展迅猛,SpaceX 和蓝色起源等创新型企业迅速崛起。政策扶植、项目资助、技术支持是美国太空领域军民一体化的三大关键推手。

政策红利

自 2002 年以来的历届美国政府对航天政策的审查均认为,保持美国太空优势必须更多地依赖非政府投资和新兴企业的技术创新能力。要建立一个充满创新活力、具有全球竞争力的太空科学、技术及工业基础,强化美国在太空领域的领导地位,美国通过 2006 年,2010 年版《国家航天政策》和此后的《航天现代投资法》、《太空探索愿景》等文件相继确定太空领域发展政策与措施,包括:

政府鼓励太空领域技术创新,建立高风险,高回报技术创新的激励机制,利用有奖竞赛方式等创新机制培养并保持太空领域专业人才、改善航天系统研制与采办工作,加强跨部门伙伴关系。

政府太空开发机构的定位与职能应区别于商业企业,NASA 战略使命全面转向深空探测,将国际空间站运输服务等技术成熟的近地轨道发射和应用开发让渡于商业航天企业。

加强并维持与太空相关的科学技术及工业基础,鼓励创新型商业航天企业对太空科学新发现和新技术的应用,使未来太空系统实现新的能力转化。

包括国防部在内的政府部门应最大限度地利用商业航天能力和服务,鼓励军方、NASA 租借商业近地轨道卫星,增强进入空间的能力和天基定位、导航与授时系统应用。

吸纳并增加私营部门参与政府太空系统及其基础设施的设计与开发,在与国家安全利益一致的前提下,允许私营部门最大限度地使用从事太空活动的政府技术基础设施。

促进政府向新兴航天企业的技术转移,促进 NASA 等太空技术研究机构面向新兴航天企业人员的教育和培训。

政府发射任务必须要有一定份额交由私营企业承担。

鼓励商业航天企业进行基础研究、技术开发和太空服务,注重保护知识产权。

政策支持下,美国太空军事采办项目引入商业企业和技术的速度及规模大幅提升。到 2009年,除洛克希德马丁,雷神,TRW 三大主承包商以外,大量中小企业以分包合同方式参与了美国国家导弹防御计划。

2012 年,美国国防部授权空军改进性一次性运载火箭项目在联合空间同盟合同之外,引入商业发射企业以打破垄断,降低成本。为此,美国空军计划在确保关键任务的前提下,对 14 次火箭发射任务公开招标。2011 年 10 月,美国国家侦察办公室、美国空军和 NASA 联合批准同意引入商业企业竞争军用航天发射合同。

总体而言,美国太空领域军民一体化政策导向主要目的是打破由传统军工巨头把持的技术和服务垄断,鼓励兼具经济性和创新活力的新兴航天企业发展,创造机会均等的政府采购竞争环境。

扶植技术创新型企业

为配合国家太空政策调整和军民一体化战略实施,尤其是在商业太空领域,美国政府设立了一揽子国家太空资助计划,以培育新型太空技术企业。其中,最为重要的是商业载人航天与货物运输计划(C3P)。

商业载人航天与货物运输计划(C3P)于 2005 年由 NASA 设立,用以支持商业公司参与竞争由联合太空联盟(ULC)等太空发射垄断巨头把持的国际空间站货物与人员运输服务。C3P 计划由商业轨道运输服务计划(COTS),商业载人航天发展计划(CCDev)和商业载人航天集成能力计划(CCiCap)组成。

商业轨道运输服务计划(COTS)

COTS 旨在推动商业公司发展可靠、经济的近地轨道运输系统以提供商业航天服务,当前主要目标是为国际空间站运送航天员和补给。

COTS 计划演示验证开发阶段共有 20 家公司参与技术竞标,累计提交 29 份技术提案,NASA 最终选定 6 家公司、投资 5 亿美元进行技术演示验证。这 6 家公司分别是 SpaceX、SpaceHab、SpaceDev、RpK、AndrewsSpace 和 tSpace。

COTS 运输服务采购阶段共有 13 份技术提案参与竞标,NASA 最终选定 SpaceX 和轨道科学公司作为国际空间站货运补给服务供应商,直接投资高 117 亿美元。

商业补给服务计划(CRS)

CRS 旨在研制商业运作的国际空间站货物运输飞船。SpaceX,轨道科学公司和 PlantSpace 参与竞标,最终 SpaceX 提出猎鹰-9 火箭加上龙飞船方案,轨道科学公司提出安塔瑞斯火箭加上天鹅座飞船方案胜出,NASA 提供总计 35 亿美元研究和服务采办经费。

商业载人航天发展计划(CCDev)

CCDev 旨在鼓励商业运营近地轨道载人飞船研发。第一阶段 NASA 资助蓝色起源,Pargon,SNC 等 5 家公司共计 5000 万美元用于开发载人航天飞行器概念和技术研究。第二阶段,NASA 选定蓝色起源和 SNC 公司开发载人轨道飞行器。

商业载人航天集成能力计划(CCiCap)

CCiCap 旨在促进商业成员运输系统的快速成熟,推动美国商业载人航天服务的发展,实现快速,安全且经济的往返于国际空间站和近地轨道的能力。波音公司,SpaceX 和 SNC 被确定为该计划合作伙伴,共获得 11 亿美元研发费用。

如今美国对太空的控制和运用比往任何时候都更加倚重商业航天能力。在众多的国家太空计划资助下崛起的 SpaceX、蓝色起源等新兴航天企业已经成为美国保持军事优势和太空安全的重要支撑。

政府技术支持

为支持新兴企业参与国家太空活动,美国在保证军事核心关键技术安全可控的前提下,对新兴企业技术创新和发展进行了全方位的技术支持。具体举措包括:

共享国家太空计划技术成果。得益于 NASA 开放的部分阿波罗登月计划技术,SpaceX 猎鹰系列火箭所使用的灰背隼发动机采用了阿波罗登月舱降落级发动机喷管技术 。

直接转移政府技术资产和技术条件。NASA 通过专利转让和联合研制形式协助 SpaceX 开发火箭隔热材料,为实现猎鹰-9 火箭第一级重复使用目标提供了关键支持。

开放太空活动基础设施。NASA 等政府部门联合签署《设备管理指南》,主动开放太空科研基础设施。经美国政府批准,美国空军范登堡空军基地,卡纳维纳尔角空军基地和夸贾林群岛里根试验中心可供 SpaceX,蓝色起源开展试验并执行发射任务。

构建技术创新孵化网络。为服务国家太空战略,NASA 在全美建立了高达 10 个太空技术创新孵化器和 1 个技术评估中心,以捕捉技术发展并培育创新型技术企业,为军民两用化技术创新提供全方位的产业化、商业化和技术支持服务。

启示

2001 年,美国发布《国防报告》认为:美国军民两个工业基础基本实现一体化。在二十余年的太空领域军民一体化进程中,美国既提升了军事航天核心能力和优势,又促进了民用和商用航天的快速发展,已经形成了规模庞大、体系完备、创新驱动的太空工业体系,实现了兼顾国防需求和经济需求双重目标。据统计,目前,美国航空航天直接从业人员超过 80 万,企业超过 2000 家,其中中小企业数量占 80% 以上。

如此庞大的技术体系,尤其是数量众多的中小型创新型企业为美国太空领域技术进步注入了不竭动力。2012 年,雷神率先引入全自动机器人,实现全自动化,数字化装配生产,极大地提升了导弹的生产效率和安全性。在民用领域得到突破和发展的增材制造、智能机器人、天地增强现实人机交互等技术创新也已引入太空在轨服务。

培植创新型中小企业,保持太空领域技术创新活力和竞争力。

开放近地轨道等国家太空资源,通过商业化运营刺激企业技术创新。

中小型企业和科研院所在政府采购层面享受与航天巨头的“同等待遇”。

开放太空领域科研基础设施,为中小型企业和科研院所技术创新提供支持。

打通民用先进技术和国防两用技术双向转移的渠道,加速商业技术创新引入军事太空系统,推动军民两用技术产业化。

美国太空领域军民一体化取得了巨大成功,以上发展模式和经验已被各国广泛接受并采纳。

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原文标题:美国太空计划是如何让 SpaceX 们崛起的?

文章出处:【微信号:drc_iite,微信公众号:全球技术地图】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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