• 中国向卫星互联网领域迈出重要一步

  •     近期，在太原卫星发射中心，长征六号甲运载火箭成功将千帆极轨01组的18颗卫星送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。此次发射的是我国低轨互联网“千帆星座”（也叫“G60星座”）的首批组网卫星，标志着我国规模在1万颗以上的大型低轨星座，正式拉开建设大幕，也标志着我国向全球卫星互联网领域迈出了重要一步。在国家政策和各方资本的关注下，卫星互联网作为新蓝海赛道正吸引着更多玩家入局。随着组网工作的持续深入，未来中国在全球卫星通信领域的竞争力将得到显著提升，进而能够提供更广泛、更高质量的服务。

    一星多用

        卫星互联网作为一种基于卫星通信技术接入互联网的新型网络架构，通过一定数量的卫星形成规模组网，可以通俗地理解为将地面基站的功能搬入空中的卫星平台，每颗卫星都成为天空中的移动基站，从而辐射全球，为全球范围内的用户提供灵活便捷的互联网接入等通信服务，被誉为是继有线互联、无线互联之后的第三代互联网基础设施革命。
        根据统计，全球尚有27亿人口、70%的地理空间，未能实现互联网基础设施的覆盖。一旦到偏远或欠发达地区，传统的陆地移动通信服务就鞭长莫及。于是科学家们提出，将基站“搬”到太空中，这就是卫星互联网。
        需要指出的是，大型低轨星座并不是地面移动通信网络的替代者或者竞争者，而是有益的补充和增强。前者主要服务分布面积广大，但需求量较低的分散客户，同时部分补充后者的服务，而后者依旧是通信系统的绝对骨干。
        当前的商业卫星互联网大多采用低轨道巨型星座系统。高轨卫星距离地面约3.6万千米，只需要几颗就能实现全球覆盖，但也导致通信时延长。低轨卫星通常在距地球表面300千米至2000千米的高度运行，与高轨卫星相比，低轨卫星通信以其传输时延小、信号损耗低和系统容量高的优势，成为卫星通信领域的重要发展方向。但其覆盖范围较小，需要大量部署才能实现全球覆盖。
        得益于人工智能、软件、电子等技术发展，卫星互联网也向一星多用方向进化。例如SpaceX的星链团队近年面向美国政府和国防客户推出的“星盾”子产品，卫星上就搭载了预警、遥感等功能模块。除此以外，低轨星座在导航增强、科学实验方面的实用价值也已经被验证。“通（信）、导（航）、遥（感）”一体化服务是未来低轨星座的必然面貌。
        若应用于军事，得益于长期驻留能力，低轨卫星在战场侦察、电子对抗、反导拦截、通信保障等方面具备极大的潜力。其所具有的全球化高带宽波束覆盖，可大幅增强军队的信息化能力。若搭载相关载荷，还可以实现全天候、全天时的天基侦察监视能力，精确地了解战场情况。
    抢占低轨资源

        粗略测算，在同层与跨层卫星间最小安全距离均为50千米的情况下，最多只有35个轨道壳层，总计可容纳约17.5万颗低轨卫星。按照其他一些考虑到频率分配的算法，则最多只能容纳约6万颗卫星。
        星链计划执行至今，短短5年内就发射了6000多颗，其最终发射目标约为4.2万颗，这不禁让各国感到了近地轨道空间资源被独占的危险。由于空间轨道和频段资源的有限性和排他性，低轨卫星互联网已成为各国科技竞争新赛道，也是“兵家必争之地”。
        早在地球同步轨道卫星独占通信市场的年代，世界已经经历了一次空间资源紧缺的危机。当时按照避免相撞和相互干扰的原则，每颗同步轨道卫星的漂移范围限制在±0.1°，地球同步轨道上最多只能部署1800颗卫星。这使得全球卫星通信几乎被发达国家所垄断。
        全球对近地轨道资源和无线电频率资源的竞争非常激烈，国际电信联盟（ITU）规定，卫星频率及轨道资源的优先使用权遵循申报顺序原则，谁先提出申请，谁就享有空间轨道和频率的优先使用权。所有卫星运营商必须先向ITU提出申请，从申请到发射是有时效的，不能只订座不到场。7年内必须发射第一颗卫星，9年内发射总数必须达到10%，12年内发射总数需要达到50%，14年内整个星座必须完成发射。
        地球低轨卫星的容量限制约为6万颗，但各国已提交的申报数量已超过7万颗，其中尤其以SpaceX的迅猛发展最为引人注目。从2019年5月23日，首批60颗星链卫星发射进入太空，截至2024年8月6日，星链已发射184批次，共发射卫星6851颗。其中故障或脱轨538颗，在轨6313颗，正在运行的卫星6239颗，处于运行轨道的卫星5823颗。
        星链已经做到了全球业务覆盖，获准在99个国家运营，用户突破300万户，成为全球规模最大的商业宽带卫星群。2023年11月，SpaceX宣布星链业务已经实现正现金流，开始盈利。英国一网公司紧随其后，从2019年2月27日发射首颗试验卫星以来，目前在轨卫星数量已超过600颗，其星座计划已经接近部署完成。
    时不我待，蓄势待发

        美国、英国、加拿大、俄罗斯、德国等国都陆续发布了低轨卫星互联网组网计划。构建互联网卫星星座，不但有实用性，而且有紧迫性。
        2020年4月，我国首次将卫星互联网纳入“新基建”范畴，卫星互联网建设上升至国家战略性工程。2021年4月，中国卫星网络集团有限公司成立，负责统筹规划我国卫星互联网领域发展。其成立是中国卫星通信、卫星应用产业的一个里程碑。第二年国家卫星互联网建设计划“星网工程”正式立项。
        目前除了“千帆星座”之外，我国还规划了另外两个星座计划，其中一个是由中国卫星网络集团有限公司牵头的“GW星座”，计划打造一个由1.3万颗卫星组成的中国星链主体。2020年，“GW星座”向ITU提交了星座频轨申请，其中GW-A59子星座6080颗，分布在500～600千米的轨道；GW-A2子星座6912颗，分布在1145千米的轨道。另一个是蓝箭航天旗下鸿擎科技主导的“鸿鹄星座”，2024年5月，鸿擎科技向ITU提交了频轨申请，将在160个轨道平面上总共发射1万颗卫星。
        综合中、美、欧等方面研究，未来自动驾驶汽车和航空器、物联网、因各种原因被迫离开地面网络覆盖的人员、无人操作设备等，都是大型低轨星座非常确定的用户。因此，我们国家同样有望构建起经济上可持续的大型低轨星座，做大国民经济蛋糕。
        分析人士认为，“星链”计划必然不是一个单纯的商业计划，事实上空天资源的争夺一直是大国角力的“战场”。从技术研究角度，我们能做的是加快推进研究进度，突破核心技术，尽快申请抢占。在此基础上积极参与国际标准化组织开展的卫星标准制定工作，争取占据卫星标准制定的主导权。同时应当考虑在卫星互联网和其他太空领域开展国际合作，积极参与到各类国际项目的合作与标准制定之中，提升我国在卫星领域的国际影响力。
    商业航天，必然选择

        传统意义上，航天由国家主导。而如今，单纯依靠“国家队”显然已难以满足行业发展的需求。鼓励和支持民营商业航天企业加入，成为推动行业发展的必然趋势，也成为推动科技进步和产业升级的新引擎。
        中国商业航天起步于2014年。2014年11月，国务院首次发布《鼓励民间资本参与国家民用空间基础设施建设的指导意见》。2024年，商业航天首次被写入政府工作报告。《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》更是再次提及发展航空航天、人工智能等新质生产力，加速推进中国式现代化的目标。各级地方政府也对商业航天表现出越来越多的热情。
        在国家政策鼓励以及资本的助力下，一大批民营商业航天企业迅速涌现。包括星河动力、星际荣耀、东方空间、长光卫星、凌空天行与蓝箭航天等多家企业迅速成长壮大，在商业航天市场的竞争中占据了先发优势。
        相关数据显示，2023年度，我国商业运载火箭的发射频次与成功率均实现显著提升，全年共完成13次发射任务，相较2022年的5次发射，同比增长率高达160%。业内人士预测，未来5年，我国低轨卫星制造及发射需求有望进入增长爆发期。按照相关规划，我国在后续十年内要完成2万多颗卫星的发射。卫星制造和卫星发射市场空间可达8313亿元，带动超过6万亿元的地面设备市场和近5万亿元的卫星服务市场。
        此外，2024年4月发布的《2023中国商业航天产业投资报告》显示，2023年我国商业航天领域的投融资活动极为活跃，全年累计超过80起，所筹资金突破200亿元大关。从市场规模来看，2019至2023年，中国商业航天产业保持23%的年均复合增长率，显著高于全球增速。2022年中国商业航天的市场规模突破1.5万亿元，预计2024年将突破2.3万亿元。
        发展大型低轨星座是我国航天的必选项，这既是挑战更是机遇。未来当我们仰望天空，除了看到灿烂繁星，还将感受到中国“星座”的光芒。（摘编自瞭望智库  文/田硕）

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