文/陳根

天地一體化的趨勢下，關于太空的 探索 活動也愈發(fā)頻繁，尤其是在近地軌道的衛(wèi)星發(fā)射，可以說是非常熱鬧。

相關數據統計，2021年全球共進行航天發(fā)射活動144次，向太空送入1816個航天器，其中，近地軌道1777個，受歡迎程度有目共睹。就在這個月，SpaceX還向近地軌道發(fā)射了兩批“星鏈”衛(wèi)星，中國長征二號丙運載火箭也成功將六顆低軌寬帶通信衛(wèi)星和一顆遙感衛(wèi)星送入預定的近地軌道。

當前，在距離地球1000公里以內的近地軌道，這個人類目光所及之外的空間，新的競爭逐漸興起，中國互聯網衛(wèi)星也加入了競爭，較量日趨激烈。

一體化網絡需要衛(wèi)星互聯網

太空是浩瀚的，如果我們想要從地面發(fā)射衛(wèi)星至太空，根據衛(wèi)星不同的軌道高度，衛(wèi)星可以被分為三類：

因此，對于廣大低業(yè)務密度地區(qū)來說，使用衛(wèi)星通信系統比建設地面通信網更經濟 。要知道，盡管我國固定互聯網寬帶接入用戶總數超過5億戶，行政村光纖和4G網絡通達比例均超過98%。但歐美發(fā)達國家人口密度相對較低，且居住分散，并不適合進行固定寬帶尤其是光纖的鋪設，高昂的成本對于電信運營商來講是一筆不小的開支，而且成本收回時間較長。

同時，對于某些類型的業(yè)務和應用場合，衛(wèi)星通信系統具有一定的優(yōu)勢。 雖然普通用戶主要在城市或人口密集區(qū)域活動，但航海、航空、島嶼等區(qū)域也有較強的網絡接入需求。據統計，全球有約20萬架次飛機、十幾萬艘私人游艇，同時還有大量漁船和貨輪在海上有通信需求。沙漠、森林等區(qū)域也需要有大量的網絡覆蓋， 但傳統地面通信服務很難覆蓋到以上地區(qū)，這個時候，就需要通過衛(wèi)星互聯網來進行補充 。

可以看見，衛(wèi)星互聯網作為一種重要的通信手段，與5G等移動通信技術并非對立而是不斷融合，構建起空天地海一體化通信網絡。 早在2020年6月發(fā)布的5G標準R16中，就有衛(wèi)星互聯網的技術文檔納入其中。同時，6G研發(fā)工作已經將衛(wèi)星互聯網納入其中并作為構建空天地一體化通信網絡的重要組成部分，未來將在5G和6G等地面移動通信網絡中與衛(wèi)星互聯網進行平滑切換。

另一方面，相比于其他衛(wèi)星（地球靜止軌道高通量衛(wèi)星、地球中軌道衛(wèi)星），低軌道衛(wèi)星發(fā)射成本低、觀測效果好，以及在軌重訪周期短的優(yōu)勢。

在相同運載能力的情況下，低軌道衛(wèi)星采用更低的軌道，可提高發(fā)射載荷的能力，效費比將比傳統的衛(wèi)星明顯提高；

同時，由于運行軌道高度低，低軌道衛(wèi)星采用快速響應方式能夠快速抵達預定軌道并展開工作，實現高分辨率對地偵察，能夠準確掌握地表和低空氣象情況，甚至效果大大優(yōu)于傳統衛(wèi)星；

在軌重訪周期短，低軌道衛(wèi)星在很小的時間間隔內可對同一目標進行再次偵察觀測，觀測重訪次數高于傳統偵察衛(wèi)星，能夠獲取更清晰的信息。

衛(wèi)星發(fā)射進行時

當前，低軌衛(wèi)星互聯網已成為實現智慧航空、智慧海洋、智慧農業(yè)的重要抓手，以及各國開展重大科學基礎研究的重要平臺設施 。然而，軌道資源是寶貴的非再生資源，這是全球范圍內的共識。這也使得太空低軌道的爭奪日趨激烈，各個國家各個商業(yè)公司，都在搶占太空低軌資源 。

馬斯克的星鏈計劃稱得上是目前世界上最宏偉的衛(wèi)星互聯網計劃。星鏈計劃是由美國SpaceX公司提出的低軌道衛(wèi)星互聯網 星座 系統。該系統由不同高度的衛(wèi)星 星座 和若干地面站組成，系統建成后，將由4.2萬顆低軌衛(wèi)星組成的 星座 為全球衛(wèi)星覆蓋區(qū)域提供高速的互聯網接入服務。 截止2021年年底，SpaceX 已經發(fā)射了1944顆星鏈衛(wèi)星。

SpaceX星鏈計劃之外，還有多方參與2021年衛(wèi)星組網浪潮中 。2021年，英國通信公司OneWeb公司通過8次發(fā)射將284顆OneWeb衛(wèi)星送入太空，其在軌總數已達到394顆；亞馬遜的Kuiper計劃發(fā)射3236顆近地軌道衛(wèi)星，投資超100億美元，但目前一顆衛(wèi)星還未發(fā)射；美國黑色天空公司BlackSky衛(wèi)星發(fā)射5次，共有7顆發(fā)射入軌、2顆入軌失??；美國初創(chuàng)公司行星實驗室（Planet Labs）建設和運營的集群式對地觀測 星座 僅利用1次拼單任務發(fā)射Flock-4s衛(wèi)星。

回看國內市場，低軌衛(wèi)星的發(fā)射需求有目共睹 。2021年4月，山東產業(yè)技術研究院所有的兩顆遙感衛(wèi)星“齊魯一號”、“齊魯四號”搭乘“長征六號”遙五運載火箭升空，成功完成商業(yè)低軌衛(wèi)星年內的首次入軌。

一同入軌的還有北京耕宇牧星空間 科技 有限公司為廣東省季華實驗室研制的光學遙感衛(wèi)星“佛山一號衛(wèi)星”，微納星空研制的光學遙感衛(wèi)星“泰景二號01星”，零重空間研制的兩顆遙感衛(wèi)星“金紫荊一號衛(wèi)星”和“金紫荊一號02衛(wèi)星”，以及“天啟 星座 ”09星、起源太空NEO-1等9星。

事實上，更早之前的2月初，商業(yè)化天地往返飛行器驗證衛(wèi)星“方舟二號”已完成首飛，但因發(fā)射失利，衛(wèi)星未能進入預定軌道。

此后，二十一世紀空間投資、東方紅衛(wèi)星研制的商業(yè)遙感衛(wèi)星項目“北京三號”，廈門大學用于近岸淺海生態(tài)環(huán)境觀測研究的“海絲二號”、起源太空用于小行星資源探測研究的“仰望一號”等4星，以及4顆“吉林一號”衛(wèi)星于2021年6、7月份先后入軌。

10月，東方紅衛(wèi)星研制的軌道大氣密度探測衛(wèi)星和商業(yè)氣象探測衛(wèi)星、南京理工大學研制的田園一號衛(wèi)星、港航科深圳空間技術有限公司和九天微星聯合研制的金紫荊衛(wèi)星二號、耕宇牧星研制的低軌導航增強試驗衛(wèi)星、和德宇航研制的兩顆和德二號衛(wèi)星以及上海利正衛(wèi)星應用技術有限公司研制的VDES交通試驗星成功入軌，成為年內的第37發(fā)。

12月，由長光衛(wèi)星和天津云遙宇航聯合研制的天津大學一號氣象觀測衛(wèi)星，以及麗澤一號、寶醞號、金紫荊五號、金紫荊一號搭乘民營火箭星河動力也成功入軌。 直至2021年年底最后一次發(fā)射，我國在2021年發(fā)射衛(wèi)星的數量為97顆 。 當然，這與美國與俄羅斯還有一定的差距。

從“國家隊”到航天民企

根據相關數據，2022年，全球航天發(fā)射報告數量大概在260多次，遠超2021年的次數。其中美國的計劃發(fā)射數量漲達145次。僅美國太空 探索 技術公司SpaceX一家的計劃發(fā)射數量，2022年便將達50多次，包括45次“獵鷹”9的發(fā)射和5次“重型獵鷹”的發(fā)射。

此外，除了目前在軌的358顆衛(wèi)星，OneWeb預計2022年底前完成第一階段所有648顆近地軌道衛(wèi)星的發(fā)射部署；亞馬遜表示計劃2022年第4季發(fā)射2顆“原型”（prototype）衛(wèi)星到近地軌道；加拿大老牌衛(wèi)星通信公司Telesat的首次發(fā)射計劃將于2023年初進行；波音衛(wèi)星互聯網項目也于同年11月初剛剛獲得FCC批準部署147顆衛(wèi)星。

相比之下，由于我國“星網” 星座 并沒有大規(guī)模鋪開，我國在2022年或將繼續(xù)保持和2021年差不多的火箭發(fā)射總數，即仍在50次左右 。然而，要知道，隨著低軌衛(wèi)星的發(fā)射，各國以及各商業(yè)公司都在搶占低軌資源，這意味著留給后發(fā)國家的空間越來越狹小，軌道資源將成為一個重要門檻。

而對于尚處于起步階段的中國商業(yè)航天發(fā)展來說，批量研制是很重要的進展，因為衛(wèi)星要組網和規(guī)模化才有意義。 但目前，除了控制技術外，中國可回收運載火箭發(fā)展依然受制于液體火箭發(fā)動機。從眼下來看，液體火箭的回收嚴重依賴于發(fā)動機技術，實現垂直回收需要火箭發(fā)動機具備三次以上的啟動能力和大范圍連續(xù)變推力的技術。

“國家隊” 也好，航天民企也好，明確航空航天技術的發(fā)展是一條長遠道路，只有突破瓶頸，才能獲得長足發(fā)展。中國應盡快研發(fā)液體火箭發(fā)動機，以滿足一次多量的衛(wèi)星發(fā)射需求，以掌握廢棄衛(wèi)星的回收技術。爭取多發(fā)近地衛(wèi)星，以掌握更多太空探測主動權。

此外，目前，在我國，擔當發(fā)射主力的仍是國家隊：航天 科技 集團完成48次宇航發(fā)射；民營梯隊星河動力成功發(fā)射一箭五星，星際榮耀年內完成2次發(fā)射。 因此，面對更加商業(yè)化的衛(wèi)星互聯網市場，中國應該扮演什么樣的角色，以什么樣的態(tài)度去應對和面對競爭，依然是一個尚未解決的問題。

通常，最初國家層面出錢出力組隊研發(fā)衛(wèi)星和火箭，是因為個人或民企，不具備發(fā)展航空航天的實力，比如，一次登月所耗資金，相當于兩艘航母的花費。但是，隨著生產力的發(fā)展，加大加深對太空的 探索 勢在必行，民營企業(yè)的加入也是大勢所趨。 因此，除了發(fā)展“國家隊”航天技術，我們的衛(wèi)星互聯網還應立足本土，發(fā)展民航企業(yè)，與“國家隊”差異化發(fā)展，發(fā)揮優(yōu)勢 。

可以預見，在未來，衛(wèi)星互聯網將發(fā)展出廣泛的應用前景，如低軌衛(wèi)星互聯網、航天互聯網、車聯網等，成為高技術、高投入、高產出的戰(zhàn)略新興產業(yè)。但巨大的市場和發(fā)展?jié)摿σ惨馕吨ち业母偁?。一方面，衛(wèi)星互聯網的部署得到中、美、俄、日、歐等國家和地區(qū)的重視，另一方面，低軌道衛(wèi)星空間軌位及資源日益緊張，衛(wèi)星發(fā)射“通行證”的爭奪戰(zhàn)日趨激烈，互聯網市場的競爭已經從地面走向太空。