空间站运营商业化策略及其实践研究

过去十几年间，全球航天市场不断演变和发展，近地轨道的商业化成为商业航天的新领地。“国际空间站”（ISS）是当今规模最大、结构最复杂、技术最先进的长期在轨载人航天器，以美国、俄罗斯为主要参与国，联合日本、加拿大和欧空局（ESA）的11个成员共同建造和运行，从1998年11月首个舱段入轨至今已在轨运行近24年。各合作伙伴在计划之初就在考虑空间站的商业利用。随着空间站本身的建造进展、合作伙伴关系的动态变化及全球航天市场的发展壮大，航天工业正在经历结构性转变，空间站的商业化模式也发生了变化。近年来，ISS及与其相关的合同机制的变化在培育新兴航天经济市场方面发挥了重要作用。

建设具有国际先进水平的空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题，是我国载人航天工程“三步走”发展战略中第三步的任务目标。本文将研究国外空间站的商业化运营策略及其实践，为国内相关决策提供有益参考。

一、各国或地区空间站商业化运营政策

在ISS背景下，“商业化”的定义是允许私人实体将ISS用于商业目的，从而通过创造新的就业机会、提高生产率等方式创造经济效益。

|（一）扶持商业航天发展是美国延续数十年的政策方向

市场化是美国航天发展的重要策略。自20世纪80年代开始，美国就一直通过财政支持、有利的监管环境及美国航空航天局（NASA）和私营公司之间的合作伙伴关系来引导航天活动的商业化。ISS建设刚刚开始时，国会即在将空间站商业化作为首要目标方面发挥了主导作用，制定了若干加速ISS商业化的政策和立法。

近几年，美国政府通过政策和法律手段进一步吸引航天领域的私人投资。《2017财年NASA过渡授权法案》中给出了“美国近地轨道载人航天活动体制有序过渡”这一指导意见，重申ISS的商业应用将支持NASA“在最大程度上寻求和鼓励对太空完全充分的利用”之使命。2020年7月，美国国家航天委员会编写的报告《深空探索与开发的新时代》强调，富有国际竞争力的美国商业航天部门是美国航天领导地位的基本要求，并制定了以“近地轨道商业化”为首的新时代可持续发展战略。

|（二）俄罗斯从“和平”空间站时期开始探索商业化运营

20世纪80年代末，中欧和东欧政局发生巨变，中央集权经济体制结束，向自由市场经济不可避免的过渡导致航天工业活动的突然萎缩。俄罗斯面临“和平”空间站每年2.2亿~2.4亿美元的高运营成本，开始研究空间技术的商业化并迅速找到新市场。除了为外国公民提供商业运输服务外，俄罗斯还组织了2次太空广告宣传活动。

商业化运营“和平”空间站的尝试为ISS的商业化奠定了基础。ISS时期，由于公共财政预算限制，俄罗斯对于获得私人投资有非常明确的政策，以便能够根据有关协议为其商定的活动提供资金。俄罗斯有偿提供其“联盟”载人飞船上的座位就是这一政策的典型例子。

|（三）欧洲、日本和加拿大亦在初步尝试扩大空间站利用率

在《ESA公约》一般条款的基础上，ESA针对空间站商业化制定和实施了新政策。根据政策，ESA将ISS上欧洲资源的约30%用于商业用途。ESA的“航天4.0”（Space 4.0）愿景提出将近地轨道活动从政府运营的实验室过渡成商业驱动的航天经济市场，鼓励新合作伙伴在轨道基础设施和运输方面开展工作。因此，在ISS继续运行的同时，ESA还在采取具体举措拓展商业伙伴关系。

日本则更为谨慎，在NASA提倡发展近地轨道商业平台之后，日本迅速调整政策以适应商业市场，并邀请亚太地区国家参与利用站上的日本设施。

加拿大对商业利用持非常积极的态度，目标是出售其50%的使用权。

二、空间站商业化运营模式

目前，ISS商业化运营通过企业特许经营、竞争采购、商业中介代理等形式，主要在空间应用、商业货物及载人运输、合作建站、空间站短期到访等方面进行了探索。

|（一）空间应用

空间应用是ISS商业化运营的重点，各合作伙伴都在此方面进行了探索。ISS空间应用的主要方向包括载荷搭载、科学实验/技术试验、小卫星释放等。各伙伴普遍采用的商业化政策是在资源来源和使用者之间引入第三方代理机构或由企业特许经营，旨在鼓励创新、降低成本。

（1）美国主要通过空间科学促进中心（CASIS）管理ISS的美国在轨段非NASA的商业和学术研究项目；纳米机柜（NanoRacks）公司则是目前唯一在ISS上拥有硬件并出售服务的私营机构。

（2）俄罗斯国家航天集团（ROSCOSMOS）及其前身俄罗斯联邦航天局授权下属企业负责向各界开放ISS俄罗斯舱段的商业在轨试验机会。

（3）ESA选定商业代理向全欧洲的生物技术、医疗、食品和营养市场部门推广及销售ISS上欧洲设施和资源的使用权。

（4）日本通过公开征集意向，择优选择合作企业，通过协议予以特许经营权。

|（二）商业货物及载人运输

目前仅有美国在这方面进行了实践。NASA提供资金和技术支持，通过“空间法案协议”（SAA）选定商业公司，由商业公司负责研制并主要承担资金，产品属于商业公司。

NASA商业货物运输部分包括2个阶段：第一阶段为“商业轨道运输服务”（COTS）计划（2006－2013年），用于开发和验证往返近地轨道的航天运输能力，在此阶段，NASA采用SAA与商业公司定下承诺；第二阶段是由经过上一阶段飞行认证的商业公司，开展业务化的“商业补给服务”（CRS）任务，向空间站运输货物。此阶段以向商业公司竞争采购的方式来实施。

NASA商业载人运输部分与商业货物运输部分的采购策略类似。NASA先后采用SAA形式开展了“商业乘员开发”（CCDev）和“商业乘员综合能力”（CCiCap）计划，支持商业公司研制各自的载人空间运输系统。之后，授出“认证产品合同”（CPC）和“商业乘员运输能力”（CCtCap）两阶段认证合同，用于制定工程标准，测试和分析载人运输系统的设计方案，完成对各家承包商的航天器、运载火箭和地面配套系统的安全和性能认证；认证通过后进行服务采购，进入业务化运行阶段。在整个研制流程中，NASA工程师不参与设计决策，NASA工作人员也几乎不参与载人运输系统的加工、试验、发射和运行过程。

图1 建造初期的“国际空间站

|（三）公私合作建站

ISS在2016年临时加装过一个由毕格罗宇航公司建造的充气式舱段。根据2019年6月发布的《NASA近地轨道商业开发规划》，NASA将为工业界提供空间站对接口和设施，加装商业舱段支持商业活动。NanoRacks公司利用公司内部资金、客户首付款和私人投资者出资建造了Bishop气闸舱，于2020年12月由“龙”飞船搭载进入太空并安装在ISS的美国在轨段，用于为商业和政府客户部署立方体卫星、小卫星和其他外部载荷。2020年1月，NASA选定太空公理（Axiom Space）公司使用空间站对接口，安装商业舱段以供科学研究和其他应用。

|（四）空间站短期到访

空间站短期到访包含通常所称的“太空游客”和NASA新提出的“私人航天员”概念。私人航天员任务将由私营企业或私人个人资助，使用商业载人航天器。首次私人航天员任务已于2022年4月进行。在此之前，已经成行的空间站“太空游客”均通过第三方企业签订协议，由企业负责联系、安排俄罗斯飞船前往ISS。《NASA近地轨道商业开发规划》提出了将ISS向太空旅游业开放的规划。

三、美国空间站商业化运营实践研究

|（一）实践特点

1.商业化策略随大环境变化而演进

美国在不断试错中摸索出合作策略，通常需要对自身的生态系统和价值链有深刻理解。这种思维过程导致了实际而动态的策略，包括随时间推移而变化的合作伙伴关系。

将近地轨道货物和载人运输服务转交给私营部门是美国载人航天战略近年最为重大的一次转变。ISS上很大一部分研究和管理被下放给私人参与者和中间代理机构。这种有关面向任务的政策意味着NASA要应对两种形式的拓宽，即任务目标向更具经济性的焦点拓宽和参与实体的数量及类型的拓宽。2014年，NASA开始制定实现近地轨道商业化的战略规划。

2019年6月，NASA发布《NASA近地轨道商业开发规划》报告，以过去近20年建设商业近地轨道生态系统的工作为基础并借鉴其经验教训，形成5种对近地轨道，尤其是对ISS进行商业开发的计划。

2.为便于商业化引入中间代理

为响应《NASA 2010财年授权法案》指示要求，NASA在2011年选定CASIS行使管理ISS美国国家实验室（ISSNL）的职能。多年实践后，CASIS发展出一种“资助计划”模式，吸引来自私营企业和其他政府机构的第三方资金培育项目。

NanoRacks公司为ISSNL提供商业硬件和服务，开发并交付纳米机柜系统，且可提供从站上释放立方体卫星的服务。NanoRacks公司与NASA之间仅有SAA而无合同。自2011年之后，NanoRacks公司开始与CASIS合作。

3.灵活运用协议形式和豁免激励私营部门

NASA在空间站空间应用活动、商业货物及载人运输计划中大量采用了SAA，这是一种协议类型，源自1958年《国家航空航天法案》，根据其赋予NASA的“其他交易”权限，NASA与其他实体签订的协议即为SAA。

NASA开展商业货物及载人运输计划的初始阶段是SAA协议类型的典型运用案例。SAA不受常规《联邦采购条例》或其他联邦采购法规的约束，可以吸引那些通常不太实行传统协议形式（如合同和拨款）的公司与NASA合作，因为传统协议适用的监管要求和相关成本非常复杂；同时，NASA采用SAA有减少纳税人资金责任的可能性。

4.与不同对象建立不同的合作伙伴关系

航天领域专注于与私营部门共享创新和分担风险。在多样化的行业中，合作伙伴的机遇和目标因市场和公司的不同而差异很大，公共部门和私营部门之间的风险和参与范围是不固定的。即使在同一个细分市场中，不同的战略和价值观也会驱动独特的合作方式，不存在“一刀切”的模式。商业化在许多方面影响着NASA以任务为导向的创新政策。NASA每个中心都设有商业化部门，可以选择以多种方式扶持小公司。其中一个例子就是太空制造（Made In Space）公司，这家3D打印初创公司现正在ISS上运行1台打印机按需生产零件。

|（二）实践实效

1.空间应用商业化已有一定成果

根据ISSNL的2021财年报告，在CASIS管理下，10年来共有超过500个有效载荷交付ISSNL；目前用于支持ISSNL研发项目的外部（非NASA）资金超过2.4亿美元，其中一半以上来自商业实体。截至2022年6月，NanoRacks公司已向ISS交付1300多个有效载荷。私营部门的商业研发设施运营商在空间站内部和外部运作设施，为用户提供了更多选择，使空间站的商业利用率提高，在轨道上进行研究的成本下降了三分之一。能力提升和成本降低结合起来，使诸如学术机构和教育类非盈利机构等新用户群体更容易接触到空间站研究机会。

2. NASA和商业公司均已有效获益

就之前的公私合作伙伴关系而言，NASA和商业公司均已有效获益，虽然引入了一定的技术和进度风险，但创造了提升效率和降低成本的可能性。

（1）建立新型公私合作模式

NASA在2014年发布的《“商业轨道运输服务”最终报告》将COTS计划视为一次绝对的成功和未来公私协作关系的典范，即利用种子资金发展私营部门的能力，选择2个以上合作伙伴以鼓励竞争和对冲风险。NASA在这种模式中实质上扮演了“风险资本家”的角色，而SAA和固定价格合同以互补的方式实现了互补的目标。

（2）创造降低成本的直接效益

美国政府共为COTS计划提供7.88亿美元，NASA将超过93%的资金用于按里程碑向合作伙伴付款，其余资金用于项目管理、技术支持和管理费用，从而最大限度地利用了其有限的预算。作为对照，NASA在研的“猎户座”载人飞船采用传统的“成本加成”合同方式，自2006年NASA授出第一份“猎户座”相关合同开始到2030年，其生命周期总成本预计将高达295亿美元。可见，按里程碑付款的固定价格合同方式有助于控制成本并将进度延迟降到最低。

（3）提升美国企业的市场竞争力

直接参与ISS商业化运营的公司都获得了可观的市场份额。太空探索技术（SpaceX）公司目前是美国市值第二高的私营科技公司和世界上最大的商业卫星运营商，总估值从2002年的1亿美元投资爆发式增长到2021年10月的1000亿美元；轨道科学公司的年收入从2006年到2013年几乎翻了一番，2018年被诺格公司以78亿美元的价格收购并承担14亿美元的债务；NanoRacks公司也已成长为NASA的重要合作伙伴。

3.带动美国经济和提升发射市场份额

随着潜在的新型航天市场的建立，NASA的商业化运作刺激了经济增长、促进了就业。商业航天部门包括其配套产业，贡献了美国制造业10%以上的就业基地。除了支持ISS，COTS计划发展出的商业能力还让美国运载火箭在全球市场中更具竞争力，最终使美国经济受益；较低的发射成本为支撑其他细分市场发展提供了机遇。SpaceX公司的“猎鹰”9（Falcon-9）火箭现已成为美国的主力中型运载火箭，并演进成为一款能够多次重复使用的多功能火箭，在全球发射市场上占有重要份额。自2012年以来，私营部门发射项目回流美国，很大程度上是由于SpaceX公司成功吸引了众多客户。

四、启示

|（一）空间站商业化需要独特的政策扶持、法律保障和市场环境

国外尤其是美国商业航天的发展经验表明，政府政策推动、配套立法与市场需求牵引在商业航天发展过程中起到了至关重要的作用。政府需要尽早介入新兴私营部门无力投资的行业，并对基础设施进行投资，向市场发出正确信号。最终支持商业航天可持续良性发展的是持续稳定的市场需求。

|（二）公私合作方式可为空间站运营带来更大发展空间

从技术发展到基础设施现代化，从教育到太空经济发展，政府与私营部门的合作伙伴关系开启了仅依靠公共或私人投资无法实现的新可能性。随着新航天时代的到来，工业界正在形成更多的合作伙伴关系，在商业模式设计上进行创新，并为公私合作建立最佳实践。

我国体制与美国有本质不同，不可能走与其完全相同的商业化运营道路，但可以借鉴其经验。通过一些商业性运营模式，支持社会资本参与载人航天探索，充分利用公私两方的资源和能力，不断探寻载人航天商业化途径，共同促进载人航天长远发展。

>End

本文转载自“中国航天”，作者：郭筱曦（中国航天科技国际交流中心），原标题《空间站运营商业化策略及其实践研究》。

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