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奔向星辰大海的征途與挑戰(zhàn)

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中國商業(yè)航天的未來之路,既是星辰大海的壯闊征途,也是技術(shù)與市場深度融合的實(shí)踐探索,在政策護(hù)航、技術(shù)突破、資本賦能的多維驅(qū)動(dòng)下,我們正從“追趕者”向“引領(lǐng)者”蛻變。

回望過去,人類對(duì)星空的憧憬,猶如一條綿延不絕的歷史長河,貫穿了漫長的歲月。隨著時(shí)間的推移,科技在發(fā)展,技術(shù)在革新,浩瀚蒼穹對(duì)人類已不再那么可望而不可即。2025年,人類正站在商業(yè)航天新紀(jì)元的門檻上,從可重復(fù)火箭的轟鳴到低軌衛(wèi)星星座的璀璨,從亞軌道旅行的雛形到月球基地的藍(lán)圖,商業(yè)航天的價(jià)值逐漸被大家所看到,它已從科學(xué)幻想蛻變?yōu)轵?qū)動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的核心引擎。然而,這場征途并非坦途。盡管商業(yè)航天的前景一片光明,但前行的道路究竟在何方,仍有待不斷探索。商業(yè)航天的未來,機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。

抓住機(jī)遇,擁抱競爭

據(jù)預(yù)測(cè),中國商業(yè)航天市場規(guī)模將在2030年突破12萬億元,年均復(fù)合增長率高達(dá)22.3%,而全球市場更將邁向萬億美元量級(jí)。鑒于商業(yè)航天的戰(zhàn)略價(jià)值,面對(duì)豐富的太空資源,為構(gòu)建衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),搶占頻譜和稀缺軌道資源,各國都積極致力于發(fā)展航天事業(yè),美國的SpaceX、藍(lán)色起源等企業(yè)已率先布局可回收火箭、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等賽道,技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著,其中SpaceX公司在過去的數(shù)年間,專注于研發(fā)可重復(fù)使用火箭技術(shù),成功開發(fā)了獵鷹9號(hào)和重型獵鷹火箭等,通過回收和重復(fù)利用火箭的主要部件,大幅降低了發(fā)射成本,并占據(jù)全球60%以上的發(fā)射份額。歐洲的Arianespace、俄羅斯的Roscosmos等公司,在衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)領(lǐng)域具有深厚的背景和豐富的經(jīng)驗(yàn),不僅提供傳統(tǒng)的衛(wèi)星發(fā)射服務(wù),還在商業(yè)衛(wèi)星制造和運(yùn)營方面發(fā)揮著重要作用。

中國商業(yè)航天起步雖晚,但發(fā)展迅猛。2023年中國商業(yè)航天市場規(guī)模達(dá)1.5億元,占全球23%,預(yù)計(jì)2025年突破2.8億元。2025年我國“千帆星座”計(jì)劃實(shí)現(xiàn)648顆衛(wèi)星的一期部署,目標(biāo)在2030年前實(shí)現(xiàn)1.5萬顆衛(wèi)星組網(wǎng),但是,相比于美國SpaceX公司截至2024年3月已發(fā)射超6000顆衛(wèi)星,在軌衛(wèi)星數(shù)量占全球60%以上,我國的商業(yè)航天事業(yè)在衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量、全球市場份額等方面仍面臨多重挑戰(zhàn)。要想加速搶占市場份額,從“航天大國”轉(zhuǎn)變?yōu)椤昂教鞆?qiáng)國”,我們?nèi)匀蝗沃囟肋h(yuǎn)。

目前,我國采用民營企業(yè)與國有企業(yè)協(xié)同發(fā)展的全產(chǎn)業(yè)鏈格局,國有企業(yè)主導(dǎo)戰(zhàn)略任務(wù)、民營企業(yè)推動(dòng)市場創(chuàng)新,國有企業(yè)(如中國航天科技集團(tuán)、中國航天科工集團(tuán))憑借其在資源整合、技術(shù)積累和政策支持上占據(jù)優(yōu)勢(shì),主導(dǎo)國家重大航天工程,包括載人航天、空間站建設(shè)、深空探測(cè)等,并通過共享研發(fā)平臺(tái)(如中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院的設(shè)備儀器共享平臺(tái))、開放供應(yīng)鏈(如星箭電氣互聯(lián)系統(tǒng)制造中心),推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。民營企業(yè)以靈活性和創(chuàng)新性為核心競爭力,共同推動(dòng)中國航天從“國家主導(dǎo)”向“市場化、國際化”轉(zhuǎn)型,通過市場化機(jī)制加速技術(shù)轉(zhuǎn)化,其中銀河航天(北京)科技有限公司(以下簡稱銀河航天)致力于低軌寬帶通信衛(wèi)星的研發(fā)和應(yīng)用,計(jì)劃構(gòu)建覆蓋全球的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座,為用戶提供高速、穩(wěn)定的通信服務(wù);星際榮耀航天科技集團(tuán)股份有限公司專注于運(yùn)載火箭的研發(fā)和發(fā)射,成功進(jìn)行了多次火箭發(fā)射任務(wù),為商業(yè)衛(wèi)星的發(fā)射提供了可靠的運(yùn)載工具;藍(lán)箭航天空間科技股份有限公司(以下簡稱藍(lán)箭航天)也在積極推進(jìn)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和運(yùn)載火箭的研制,為太空商業(yè)活動(dòng)提供了重要的技術(shù)支持;上海垣信衛(wèi)星的“千帆星座”對(duì)標(biāo)SpaceX星鏈,已發(fā)射90顆衛(wèi)星,并與馬來西亞等國簽署合作協(xié)議。隨著民營企業(yè)與國有巨頭的協(xié)同效應(yīng)進(jìn)一步釋放,將共同推動(dòng)構(gòu)建“地球-深空”的經(jīng)濟(jì)新邊疆。

三位一體,協(xié)同創(chuàng)新

商業(yè)航天的快速發(fā)展依賴于技術(shù)突破、政策引導(dǎo)與資源整合的深度協(xié)同,三者相互賦能,共同推動(dòng)行業(yè)從技術(shù)驗(yàn)證邁向規(guī);瘧(yīng)用,構(gòu)建全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài),因此,要想推動(dòng)商業(yè)航天的大規(guī)模發(fā)展,必須堅(jiān)持“技術(shù)-政策-資源”三位一體,協(xié)同創(chuàng)新,共同發(fā)展,然而目前我國在技術(shù)、政策、資源各方面都存在不同程度的挑戰(zhàn)。

技術(shù)方面,可回收火箭是降低發(fā)射成本的核心路徑,垂直回收應(yīng)用價(jià)值最高。目前,國內(nèi)藍(lán)箭航天的朱雀三號(hào)VTVL-1可重復(fù)使用垂直起降回收試驗(yàn)箭完成十公里級(jí)垂直起降返回飛行試驗(yàn),計(jì)劃2025年投入商業(yè)發(fā)射,發(fā)射成本預(yù)計(jì)下降30%~50%,可見我國目前在可回收火箭技術(shù)上已取得階段性成果,然而該項(xiàng)技術(shù)仍然存在一系列的挑戰(zhàn),如可回收火箭需在返回時(shí)精確調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)推力,尤其是在多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)工作的復(fù)雜熱力環(huán)境下。

深藍(lán)航天的星云一號(hào)一子級(jí)配備9臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),入軌發(fā)射需同時(shí)點(diǎn)燃全部發(fā)動(dòng)機(jī),但國內(nèi)尚未完整驗(yàn)證多機(jī)并聯(lián)的穩(wěn)定性;垂直回收要求火箭在返回過程中實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位精度,尤其是在動(dòng)態(tài)平臺(tái)(如海上回收)或復(fù)雜氣流條件下,中科宇航的海上回收試驗(yàn)表明,需結(jié)合激光雷達(dá)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分技術(shù)等克服海雜波和平臺(tái)晃動(dòng)的影響,跨音速環(huán)境下的氣動(dòng)優(yōu)化和實(shí)時(shí)風(fēng)修技術(shù)仍需突破;重復(fù)使用需火箭耐受多次高溫、高壓和振動(dòng)沖擊,液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)雖在積碳控制上優(yōu)于液氧煤油,但其燃燒室和噴管的材料壽命仍需提升,朱雀三號(hào)等火箭雖已驗(yàn)證液氧甲烷技術(shù),但長期復(fù)用后的維護(hù)成本仍待優(yōu)化,作為其主要液體燃料的液氧甲烷的需求量快速增長,對(duì)于燃料的供給也是需要解決的問題;可回收火箭回收需預(yù)留燃料,會(huì)導(dǎo)致運(yùn)力損失,研究表明,低軌運(yùn)力需超過10噸才能體現(xiàn)回收價(jià)值,例如,深藍(lán)航天的星云一號(hào)火箭運(yùn)力僅2噸,計(jì)劃中的星云二號(hào)火箭低軌運(yùn)力達(dá)20噸,才能實(shí)現(xiàn)火箭回收的商業(yè)閉環(huán);技術(shù)驗(yàn)證周期較長,可回收火箭技術(shù)從亞軌道試驗(yàn)到入軌回收需多階段迭代,例如SpaceX從首次亞軌道試驗(yàn)到獵鷹9號(hào)成功回收耗時(shí)13年,而中國民營企業(yè)雖加速追趕,但入軌回收的成熟能力預(yù)計(jì)仍需5年左右,這個(gè)過程需要大量人力、物力的投入,周期長、風(fēng)險(xiǎn)高,但國內(nèi)資本多傾向短期回報(bào),企業(yè)需兼顧資方壓力與技術(shù)積累,存在資本與長期投入的矛盾;作為全球商業(yè)航天競爭的戰(zhàn)略制高點(diǎn),可重復(fù)使用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)直接決定火箭回收的成敗,為了推動(dòng)可重復(fù)使用液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)在商業(yè)航天領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,還需要打造具備量產(chǎn)條件的生產(chǎn)線,才能讓商業(yè)火箭裝上強(qiáng)勁“心臟”,助力我國在全球商業(yè)航天領(lǐng)域搶占先機(jī)。

當(dāng)然,除了可回收技術(shù)外,例如衛(wèi)星技術(shù)中涉及的制造工藝、核心器件、智能化水平及配套資源等,因生產(chǎn)周期長、成本高昂也是其面臨的一大挑戰(zhàn)。盡管銀河航天等企業(yè)通過工業(yè)流水線實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星量產(chǎn)(如南通工廠年產(chǎn)數(shù)百顆衛(wèi)星),但模塊化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化接口的統(tǒng)一仍需突破,以及算力提升與能耗控制難以兼顧,使大量原始數(shù)據(jù)需回傳地面處理,增加通信負(fù)擔(dān)等問題也需解決。

AI技術(shù)雖然從數(shù)據(jù)處理到自主決策均實(shí)現(xiàn)突破,但是技術(shù)成熟度低與成本壓力的問題仍然顯著,其受技術(shù)和商業(yè)模式的雙重限制導(dǎo)致在成本與盈利之間存在不對(duì)等關(guān)系,未來需進(jìn)一步通過政策扶持、技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同突破技術(shù)發(fā)展瓶頸。

除了技術(shù),航空材料來源也是一大挑戰(zhàn)。航空航天復(fù)合材料(如碳纖維、陶瓷基復(fù)合材料)、特種合金(如鈦合金、高溫合金)是商業(yè)航天器制造的核心材料,盡管國內(nèi)企業(yè)在鈦合金等領(lǐng)域取得突破,但高性能碳纖維、耐高溫陶瓷基復(fù)合材料等仍嚴(yán)重依賴進(jìn)口,主要來自美國、日本和歐洲。目前,國產(chǎn)材料制造工藝落后、性能存在差距,如陶瓷基復(fù)合材料的成型工藝復(fù)雜,國內(nèi)企業(yè)尚未完全掌握高精度制造技術(shù),國產(chǎn)碳纖維的強(qiáng)度、耐高溫性等指標(biāo)與國際先進(jìn)水平存在10%~20%的差距,制約了可重復(fù)使用火箭等技術(shù)的發(fā)展,而且國產(chǎn)新材料缺乏實(shí)際航天場景驗(yàn)證,導(dǎo)致企業(yè)更傾向于選擇進(jìn)口成熟產(chǎn)品。但是高端進(jìn)口材料價(jià)格昂貴,導(dǎo)致衛(wèi)星和火箭的制造成本進(jìn)一步提高,國際供應(yīng)鏈波動(dòng)(如出口管制)則可能導(dǎo)致關(guān)鍵材料斷供,進(jìn)而影響我國商業(yè)航天項(xiàng)目的進(jìn)度。

政策方面,我國積極布局商業(yè)航天政策體系,從國家層面到地方政府,一系列舉措為產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入強(qiáng)大動(dòng)力。如北京憑借深厚的科研底蘊(yùn)與產(chǎn)業(yè)資源,提出“南箭北星” 的空間布局戰(zhàn)略,大力支持商業(yè)火箭和衛(wèi)星制造;上海發(fā)布了《上海市促進(jìn)商業(yè)航天發(fā)展打造空間信息產(chǎn)業(yè)高地行動(dòng)計(jì)劃(2023-2025年)》,聚焦衛(wèi)星制造、運(yùn)載發(fā)射、地面系統(tǒng)設(shè)備、空間信息應(yīng)用和服務(wù)等全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié);海南則依托獨(dú)特的地理位置優(yōu)勢(shì),建設(shè)商業(yè)航天發(fā)射場,積極推動(dòng)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、商業(yè)火箭等產(chǎn)業(yè)發(fā)展,全力打造航天產(chǎn)業(yè)集群。此外,廣東、江蘇等多地也出臺(tái)政策鼓勵(lì)國際合作與市場拓展,推動(dòng)商業(yè)航天企業(yè) “走出去”,參與全球市場競爭,提升我國商業(yè)航天在國際舞臺(tái)上的影響力。

然而,在政策大力推動(dòng)的同時(shí),我國商業(yè)航天發(fā)展仍面臨諸多政策法規(guī)方面的挑戰(zhàn)。目前的政策法規(guī)體系尚不完善,存在創(chuàng)新倒逼政策的現(xiàn)象。如衛(wèi)星出口領(lǐng)域存在政策空白,使得企業(yè)在開展國際業(yè)務(wù)時(shí)面臨諸多不確定性。未來,我國需進(jìn)一步完善政策法規(guī)體系,形成多層次、多維度的政策框架,及時(shí)填補(bǔ)政策空白,為企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供穩(wěn)定的政策環(huán)境。從國際角度看,各國政府也積極制定本國的航天法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。由于各國太空資源開發(fā)法規(guī)存在差異可能引發(fā)爭端,國際規(guī)則和政策對(duì)于維護(hù)市場秩序至關(guān)重要。當(dāng)前美國憑借政策優(yōu)勢(shì)與成本控制能力主導(dǎo)著全球商業(yè)航天市場,我國需要加強(qiáng)在細(xì)分領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新,如天基測(cè)控,建立差異化優(yōu)勢(shì),提升話語權(quán),從而推動(dòng)我國商業(yè)航天技術(shù)輸出和主導(dǎo)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定。

資源方面,商業(yè)航天具有重資產(chǎn)、高風(fēng)險(xiǎn)、投資回報(bào)周期長、退出渠道有限、局部產(chǎn)業(yè)盈利模式不清晰等特性,導(dǎo)致其市場后勁不足。在航天基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域,資源供需矛盾突出:如低溫液體火箭工位稀缺且商業(yè)化使用程度低,難以滿足低軌星座帶來的爆發(fā)式發(fā)射需求。盡管海南商業(yè)航天發(fā)射場實(shí)現(xiàn)“雙工位”運(yùn)行,年發(fā)射能力30發(fā),但面對(duì)千帆星座、國網(wǎng)星座等“萬星星座”計(jì)劃,發(fā)射產(chǎn)能仍存在巨大缺口,設(shè)施建設(shè)與產(chǎn)能釋放需較長周期;測(cè)控資源方面,測(cè)控站數(shù)量不足制約發(fā)射靈活性與效率,海南商業(yè)航天發(fā)射場雖具備國際化測(cè)控能力,但仍需推動(dòng)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)市場化開放,吸引民營企業(yè)參與建設(shè);此外,衛(wèi)星制造工廠的規(guī);a(chǎn)體系不完善,可回收火箭配套設(shè)施滯后,導(dǎo)致發(fā)射場與配套設(shè)施難以形成協(xié)同效應(yīng),阻礙了商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈的整體效能提升。

人才體系的不完善是制約商業(yè)航天發(fā)展的另一關(guān)鍵因素。商業(yè)航天對(duì)兼具戰(zhàn)略眼光、企業(yè)家精神和跨領(lǐng)域整合能力的領(lǐng)軍人物需求迫切,此類人才稀缺,導(dǎo)致行業(yè)過度依賴傳統(tǒng)航天體系人才,缺乏適應(yīng)商業(yè)化需求的創(chuàng)新思維,導(dǎo)致技術(shù)路線同質(zhì)化問題突出。航天制造依賴高精度工藝,需要長期經(jīng)驗(yàn)積累,但商業(yè)航天快速擴(kuò)張導(dǎo)致技能型人才供需加劇,傳統(tǒng)“師帶徒”模式已難以滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。此外,商業(yè)航天融合了航天技術(shù)、信息技術(shù)、金融等多領(lǐng)域知識(shí),而目前我國民營企業(yè)人才結(jié)構(gòu)仍以傳統(tǒng)航天背景為主,缺乏多元化創(chuàng)新能力,團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)單一,難以適應(yīng)商業(yè)航天的市場化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需求。

從“跟跑”到“領(lǐng)跑”

我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)以高質(zhì)量發(fā)展為核心,深度融合新質(zhì)生產(chǎn)力,在科技創(chuàng)新與高端制造領(lǐng)域持續(xù)突破,正加速實(shí)現(xiàn)從“跟跑”向“領(lǐng)跑”的跨越。近年來,政府工作報(bào)告多次聚焦商業(yè)航天,明確其作為國家戰(zhàn)略布局的重要地位,形成了以中國航天科技集團(tuán)、中國航天科工集團(tuán)等國有企業(yè)為引領(lǐng),民營企業(yè)廣泛參與的協(xié)同發(fā)展格局,未來將通過新技術(shù)、新產(chǎn)品、新場景大規(guī)模應(yīng)用示范,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)能級(jí)躍升。

國家鼓勵(lì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的挖掘利用與流通交易;谛l(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星通信、衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)四大核心技術(shù),商業(yè)航天已形成覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用矩陣:遙感數(shù)據(jù)賦能智慧農(nóng)業(yè);衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)助力遠(yuǎn)洋航運(yùn)與災(zāi)害救援。

以高級(jí)別自動(dòng)駕駛示范區(qū)建設(shè)為例,依托低時(shí)延高帶寬的衛(wèi)星通信、高精度導(dǎo)航構(gòu)建“車、路、云、網(wǎng)、圖”的一體化基礎(chǔ)建設(shè)需求,實(shí)現(xiàn)人、車、路實(shí)時(shí)互聯(lián)與信息系統(tǒng)協(xié)同,推動(dòng)商業(yè)航天持續(xù)賦能高級(jí)別自動(dòng)駕駛。又如,基于衛(wèi)星通信與遙感技術(shù)的智慧城市建設(shè)場景將依托衛(wèi)星數(shù)據(jù)、無人機(jī)數(shù)據(jù)、地面感知數(shù)據(jù),構(gòu)建“商業(yè)航天+數(shù)字智慧城市時(shí)空地理”信息服務(wù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)城市各信息要素的數(shù)字化、實(shí)時(shí)化和可視化,為城市管理提供更加可靠的決策支持,而面向消費(fèi)級(jí)應(yīng)用的手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)驗(yàn)證應(yīng)用場景將以消費(fèi)級(jí)業(yè)務(wù)場景化落地為目標(biāo),拓展低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)商業(yè)閉環(huán),為多場景大規(guī)模示范運(yùn)用打下良好基礎(chǔ)。

圖/AI生成

太空旅游作為商業(yè)航天的新興消費(fèi)領(lǐng)域,正從科學(xué)幻想走向現(xiàn)實(shí)。亞軌道飛行(距地面約100公里的卡門線)是目前最具潛力的太空旅游方式。游客可在3~5分鐘失 重狀態(tài)中,通過全景舷窗俯瞰地球弧線。例如,藍(lán)色起源的“新謝潑德”火箭完成了9次載人飛行,維珍銀河的“太空船二號(hào)”也進(jìn)行了多次商業(yè)飛行。SpaceX的“北極星黎明計(jì)劃”更已實(shí)現(xiàn)1400公里(國際空間站高度的3倍) 遠(yuǎn)地點(diǎn)飛行,并在那里進(jìn)行了有史以來第一次太空旅游和太空行走。

聚焦國內(nèi),中科宇航技術(shù)股份有限公司計(jì)劃2027年首飛其亞軌道飛行器,2028年正式推出載人服務(wù),單次搭載7名乘客;神舟系列飛船也有望開放空間站旅游業(yè)務(wù),將允許國外航天員和游客參加,推動(dòng)太空旅游國際化。盡管太空旅游面臨技術(shù)、成本與倫理等挑戰(zhàn),但其對(duì)航天技術(shù)革新、經(jīng)濟(jì)多元化的推動(dòng)作用不可忽視。未來需以技術(shù)創(chuàng)新降低成本為核心、政策協(xié)同規(guī)范市場為保障、可持續(xù)發(fā)展為底線,加速“太空平民化”的進(jìn)程,為人類探宇宙開辟新路徑。

中國商業(yè)航天的未來之路,既是星辰大海的壯闊征途,也是技術(shù)與市場深度融合的實(shí)踐探索,在政策護(hù)航、技術(shù)突破、資本賦能的多維驅(qū)動(dòng)下,我們正從“追趕者”向“引領(lǐng)者”蛻變,以前所未有的速度重塑全球航天格局。在這一過程中,唯有堅(jiān)持科技創(chuàng)新與市場導(dǎo)向的雙輪驅(qū)動(dòng),平衡風(fēng)險(xiǎn)與機(jī)遇,方能在全球太空經(jīng)濟(jì)的浪潮中錨定航向,書寫中國航天的輝煌新篇章。(作者單位:國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作湖北中心

(文章來源:《創(chuàng)意世界》2025年6月號(hào))

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編校:范曉華,審讀:郭麗

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