陳根：從“國家隊”到航天民企，衞星發射進行時_風聞

文/陳根

天地一體化的趨勢下，關於太空的探索活動也愈發頻繁，尤其是在近地軌道的衞星發射，可以説是非常熱鬧。

相關數據統計，2021年全球共進行航天發射活動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還向近地軌道發射了兩批“星鏈”衞星，中國長征二號丙運載火箭也成功將六顆低軌寬帶通信衞星和一顆遙感衞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，中國互聯網衞星也加入了競爭，較量日趨激烈。

一體化網絡需要衞星互聯網

太空是浩瀚的，如果我們想要從地面發射衞星至太空，根據衞星不同的軌道高度，衞星可以被分為三類：

第一類是高度在3.6萬千米的地球靜止軌道高通量衞星，理論上，3顆高通量衞星就可以覆蓋全球；第二類是高度在2000千米～3.6萬千米的地球中軌道衞星；第三類，就是高度在500千米～2000千米的低軌道互聯網衞星。由於低軌道衞星傳輸時延相對較短、路徑損耗少，因此，低軌道衞星受到全球各國關注。

當然，低軌道衞星會受到全球各國關注的最重要原因之一，還是基於低軌衞星互聯網的高價值。一方面，低軌道衞星作為衞星互聯網的重要組成部分，與地面通信系統不同，低軌道衞星互聯網具有抗毀性強、覆蓋範圍廣、通信距離遠、部署快速靈活、通信頻帶寬、傳輸容量大、性能穩定可靠、不受地形和地域限制等優點，可以實現有線電話網和地面移動通信網均無法實現的廠域無縫隙覆蓋。

因此，對於廣大低業務密度地區來説，使用衞星通信系統比建設地面通信網更經濟。要知道，儘管我國固定互聯網寬帶接入用户總數超過5億户，行政村光纖和4G網絡通達比例均超過98%。但歐美發達國家人口密度相對較低，且居住分散，並不適合進行固定寬帶尤其是光纖的鋪設，高昂的成本對於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，對於某些類型的業務和應用場合，衞星通信系統具有一定的優勢。**雖然普通用户主要在城市或人口密集區域活動，但航海、航空、島嶼等區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、十幾萬艘私人遊艇，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，這個時候，就需要通過衞星互聯網來進行補充。

**可以看見，****衞星互聯網作為一種重要的通信手段，與5G等移動通信技術並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月發佈的5G標準R16中，就有衞星互聯網的技術文檔納入其中。同時，6G研發工作已經將衞星互聯網納入其中並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衞星互聯網進行平滑切換。

另一方面，相比於其他衞星（地球靜止軌道高通量衞星、地球中軌道衞星），低軌道衞星發射成本低**、觀測效果好，以及在軌重訪週期短的優勢。**

在相同運載能力的情況下，低軌道衞星採用更低的軌道，可提高發射載荷的能力，效費比將比傳統的衞星明顯提高；

同時，由於運行軌道高度低，低軌道衞星採用快速響應方式能夠快速抵達預定軌道並展開工作，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，甚至效果大大優於傳統衞星；

在軌重訪週期短，低軌道衞星在很小的時間間隔內可對同一目標進行再次偵察觀測，觀測重訪次數高於傳統偵察衞星，能夠獲取更清晰的信息。

衞星發射進行時

當前，低軌衞星互聯網已成為實現智慧航空、智慧海洋、智慧農業的重要抓手，以及各國開展重大科學基礎研究的重要平台設施**。然而，軌道資源是寶貴的非再生資源，這是全球範圍內的共識。這也使得太空低軌道的爭奪日趨激烈****，**各個國家各個商業公司，都在搶佔太空低軌資源。

馬斯克的星鏈計劃稱得上是目前世界上最宏偉的衞星互聯網計劃。星鏈計劃是由美國SpaceX公司提出的低軌道衞星互聯網星座系統。該系統由不同高度的衞星星座和若干地面站組成，系統建成後，將由4.2萬顆低軌衞星組成的星座為全球衞星覆蓋區域提供高速的互聯網接入服務。截止2021年年底，SpaceX 已經發射了1944顆星鏈衞星。

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

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

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製的光學遙感衞星“佛山一號衞星”，微納星空研製的光學遙感衞星“泰景二號01星”，零重空間研製的兩顆遙感衞星“金紫荊一號衞星”和“金紫荊一號02衞星”，以及“天啓星座”09星、起源太空NEO-1等9星。

事實上，更早之前的2月初，商業化天地往返飛行器驗證衞星“方舟二號”已完成首飛，但因發射失利，衞星未能進入預定軌道。

此後，二十一世紀空間投資、東方紅衞星研製的商業遙感衞星項目“北京三號”，廈門大學用於近岸淺海生態環境觀測研究的“海絲二號”、起源太空用於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”衞星於2021年6、7月份先後入軌。

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

12月，由長光衞星和天津雲遙宇航聯合研製的天津大學一號氣象觀測衞星，以及麗澤一號、寶醖號、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年年底最後一次發射，我國在2021年發射衞星的數量為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一家的計劃發射數量，2022年便將達50多次，包括45次“獵鷹”9的發射和5次“重型獵鷹”的發射。

此外，除了目前在軌的358顆衞星，OneWeb預計2022年底前完成第一階段所有648顆近地軌道衞星的發射部署；亞馬遜表示計劃2022年第4季發射2顆“原型”（prototype）衞星到近地軌道；加拿大老牌衞星通信公司Telesat的首次發射計劃將於2023年初進行；波音衞星互聯網項目也於同年11月初剛剛獲得FCC批准部署147顆衞星。

相比之下，由於我國“星網”星座並沒有大規模鋪開，我國在2022年或將繼續保持和2021年差不多的火箭發射總數，即仍在50次左右。然而，要知道，隨着低軌衞星的發射，各國以及各商業公司都在搶佔低軌資源，這意味着留給後發國家的空間越來越狹小，軌道資源將成為一個重要門檻。

**而對於尚處於起步階段的中國商業航天發展來説，批量研製是很重要的進展，因為衞星要組網和規模化才有意義。**但目前，除了控制技術外，中國可回收運載火箭發展依然受制於液體火箭發動機。從眼下來看，液體火箭的回收嚴重依賴於發動機技術，實現垂直回收需要火箭發動機具備三次以上的啓動能力和大範圍連續變推力的技術。

“國家隊” 也好，航天民企也好，明確航空航天技術的發展是一條長遠道路，只有突破瓶頸，才能獲得長足發展。中國應儘快研發液體火箭發動機，以滿足一次多量的衞星發射需求，以掌握廢棄衞星的回收技術。爭取多發近地衞星，以掌握更多太空探測主動權。

此外，目前，在我國，擔當發射主力的仍是國家隊：航天科技集團完成48次宇航發射；民營梯隊星河動力成功發射一箭五星，星際榮耀年內完成2次發射。因此，面對更加商業化的衞星互聯網市場，中國應該扮演什麼樣的角色，以什麼樣的態度去應對和麪對競爭，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衞星和火箭，是因為個人或民企，不具備發展航空航天的實力，比如，一次登月所耗資金，相當於兩艘航母的花費。但是，隨着生產力的發展，加大加深對太空的探索勢在必行，民營企業的加入也是大勢所趨。**因此，除了發展“國家隊”航天技術，我們的衞星互聯網還應立足本土，發展民航企業，與“國家隊”**差異化發展，發揮優勢。

可以預見，在未來，衞星互聯網將發展出廣泛的應用前景，如低軌衞星互聯網、航天互聯網、車聯網等，成為高技術、高投入、高產出的戰略新興產業。但巨大的市場和發展潛力也意味着激烈的競爭。一方面，衞星互聯網的部署得到中、美、俄、日、歐等國家和地區的重視，另一方面，低軌道衞星空間軌位及資源日益緊張，衞星發射“通行證”的爭奪戰日趨激烈，互聯網市場的競爭已經從地面走向太空。