低軌道能容納的衛星數量有限，從國家層面看，頻率和軌位都是戰略資源。正因如此，各國及各大商業(yè)巨頭近年來(lái)紛紛發(fā)力衛星互聯(lián)網(wǎng)。

　　衛星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域風(fēng)起云涌。

　　據外媒消息，9 月初美國太空探索技術(shù)公司 SpaceX 向美國聯(lián)邦通信委員會(huì )提交的最新報告顯示，該公司計劃每月定期發(fā)射 120 顆星鏈衛星。此前，SpaceX 成功發(fā)射了第 12 批星鏈互聯(lián)網(wǎng)衛星。

　　而在國內，北京九天微星科技發(fā)展有限公司的衛星工廠(chǎng)已在河北唐山開(kāi)工。該項目初期工程建成后，將擁有年產(chǎn) 100 顆衛星的研制生產(chǎn)能力。這也是中國首個(gè)民營(yíng)衛星研發(fā)制造工廠(chǎng)。

　　隨著(zhù)今年衛星互聯(lián)網(wǎng)被納入新型基礎設施建設的范圍，資本及產(chǎn)業(yè)迅速跟進(jìn)。2020 年也被業(yè)界稱(chēng)為衛星互聯(lián)網(wǎng)“元年”。

　　低軌互聯(lián)網(wǎng)星座成競爭焦點(diǎn)

　　因 SpaceX 進(jìn)入大眾視野的衛星互聯(lián)網(wǎng)其實(shí)并不新鮮。

　　航天專(zhuān)家黃志澄告訴科技日報記者，衛星互聯(lián)網(wǎng)是繼有線(xiàn)互聯(lián)、無(wú)線(xiàn)互聯(lián)之后的第三代互聯(lián)網(wǎng)基礎設施。它包括地球靜止軌道高通量衛星、地球中軌道互聯(lián)網(wǎng)星座和地球低軌道互聯(lián)網(wǎng)星座。“由于前兩者已經(jīng)得到廣泛應用，當前業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)是低軌互聯(lián)網(wǎng)星座。”他說(shuō)。

　　黃志澄介紹道，20 世紀 80 年代開(kāi)始發(fā)展的小衛星技術(shù)，對星座的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。20 世紀 90 年代初期，由于移動(dòng)通訊和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，以“銥星”和“全球星”為代表的非地球靜止軌道的通信衛星星座發(fā)展迅速，掀起了建設衛星互聯(lián)網(wǎng)的第一個(gè)高潮。業(yè)界相繼提出了多個(gè)中低軌道互聯(lián)網(wǎng)星座的概念，其中包括微軟創(chuàng )始人比爾·蓋茨提出的“泰利迪斯”星座、法國阿爾卡特公司提出的“天空之橋”星座等。

　　但在地面移動(dòng)通信系統迅猛發(fā)展的沖擊下，衛星星座由于建設成本過(guò)高，并未得到廣泛應用。

　　得益于 SpaceX 成功的火箭設計、制造與發(fā)射能力，馬斯克在 2015 年提出了星鏈計劃。該計劃擬用 4.2 萬(wàn)顆衛星來(lái)取代地面上的傳統通信設施，從而在全球范圍內提供價(jià)格低廉、高速且穩定的衛星寬帶服務(wù)。

　　“相較于高軌道衛星，低軌互聯(lián)網(wǎng)星座傳輸延時(shí)更短、路徑損耗更少、成本更低，可以滿(mǎn)足地面網(wǎng)絡(luò )未通地區的需求，這也是國家的戰略需求。”九天微星聯(lián)合創(chuàng )始人彭媛媛分析。

　　截至 2019 年，全球仍有近一半人未實(shí)現互聯(lián)網(wǎng)連接，這意味著(zhù)世界上絕大多數發(fā)展中國家的人口無(wú)法享受優(yōu)質(zhì)的手機通信和上網(wǎng)體驗。地面互聯(lián)網(wǎng)僅覆蓋了地球陸地面積的 20%，地球表面的 5.8%，衛星互聯(lián)網(wǎng)是一種很好的互補方案。

　　“低軌道能容納的衛星數量有限，從國家層面看，頻率和軌位都是戰略資源。”彭媛媛說(shuō)，正因如此，各國及各大商業(yè)巨頭近年來(lái)紛紛發(fā)力衛星互聯(lián)網(wǎng)。此外，黃志澄補充道，衛星互聯(lián)網(wǎng)將是最重要的軍事指揮、控制和通信手段。

　　數據顯示，截至 2019 年 12 月底，全球在軌衛星數量約為 2218 顆，未來(lái) 10 年內預計數量將擴大 10 倍，增量部分主要來(lái)自低軌通信衛星。

　　全球衛星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展步入快車(chē)道

　　據外媒報道，過(guò)去兩年，SpaceX 在星鏈項目上的投資超過(guò)百萬(wàn)美元;如今其每月可以生產(chǎn) 120 顆衛星;迄今已部署超過(guò) 650 顆衛星，是全球最大的衛星星群。SpaceX 還透露，將加快星鏈星群的部署，計劃利用獵鷹 9 火箭發(fā)射系統每月將 120 顆星鏈衛星發(fā)送到軌道中。

　　此外，多個(gè)低軌互聯(lián)網(wǎng)星座計劃正在推進(jìn)，包括計劃將 3236 顆網(wǎng)絡(luò )衛星發(fā)射到近地軌道的亞馬遜“柯伊伯計劃”以及加拿大 TeleSat 公司的 TeleSat LEO 項目等。

　　在我國，中國航天科工集團“虹云工程”與中國航天科技集團“鴻雁星座”成功發(fā)射試驗星。由中國航天三江集團所屬行云公司負責建設運營(yíng)的我國首個(gè)自主投資建設的低軌窄帶物聯(lián)網(wǎng)衛星星座“行云工程”，計劃在 2023 年前后建成由 80 顆低軌通信衛星組成的星座，以期解決物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)因地面蜂窩通信網(wǎng)絡(luò )覆蓋不足導致的通信盲區難題。

　　民營(yíng)航天公司也在該領(lǐng)域持續發(fā)力。以九天微星、銀河航天為代表的一批衛星互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)正蓄勢待發(fā)。

　　九天微星智能衛星工廠(chǎng) 9 月 1 日在河北唐山開(kāi)工建設。彭媛媛介紹道，作為九天微星衛星研發(fā)基地，這一工廠(chǎng)將于 2021 年初步建成投產(chǎn)，屆時(shí)計劃實(shí)現年產(chǎn)百顆以上百公斤級衛星的產(chǎn)能。九天微星的衛星工廠(chǎng)不僅是衛星整星總裝生產(chǎn)基地，還是衛星技術(shù)與應用研發(fā)實(shí)驗室。

　　“我們將智能化、脈動(dòng)式的工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)引入衛星制造領(lǐng)域，將改變傳統衛星制造模式，以批量化生產(chǎn)方式服務(wù)國家衛星互聯(lián)網(wǎng)新基建的建設需求。”彭媛媛說(shuō)。

　　據國泰君安證券相關(guān)研究測算，未來(lái) 10 年，國內低軌衛星系統中衛星規模有望達到 3000—6000 顆的水平。2030 年，中國衛星互聯(lián)網(wǎng)總體市場(chǎng)可達到千億規模。

　　公開(kāi)數據則表明，2020 年上半年，中國衛星互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)新注冊 1128 家，同比增長(cháng) 158%。

　　“未來(lái)幾年，國內互聯(lián)網(wǎng)衛星行業(yè)有望迎來(lái)爆發(fā)式增長(cháng)，百公斤以上通信衛星的批量化生產(chǎn)將成為行業(yè)剛需。”彭媛媛說(shuō)，“從這個(gè)角度看，2020 年不僅是衛星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的‘元年’，也將是中國商業(yè)航天的‘分水嶺’。”

　　挖掘在各行業(yè)的深度應用是關(guān)鍵

　　得應用者得天下，在衛星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域同樣如此。地面終端及應用市場(chǎng)蓄勢待發(fā)。

　　彭媛媛認為，衛星互聯(lián)網(wǎng)的最大挑戰在應用。“地面終端的開(kāi)發(fā)，加快企業(yè)端用戶(hù)的應用示范，突破產(chǎn)業(yè)化的前期瓶頸，全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展是關(guān)鍵。”

　　黃志澄持同樣觀(guān)點(diǎn)。“應用方面，最大的技術(shù)難點(diǎn)是接收終端的開(kāi)發(fā)，要達到普通消費者能用的程度，開(kāi)發(fā)出手機大小的終端是比較困難的。”黃志澄說(shuō)。

　　“衛星發(fā)射可能是個(gè)千億級市場(chǎng)，衛星互聯(lián)網(wǎng)的終端產(chǎn)品是萬(wàn)億級的，而應用則是個(gè)沒(méi)有天花板、充滿(mǎn)想象力的市場(chǎng)。”彭媛媛分析，為了迎接這一市場(chǎng)，九天微星人才團隊、技術(shù)儲備等方面均已提前部署。

　　“我們的技術(shù)人員除了衛星制造方面的，還有來(lái)自國際巨頭的資深通信人員，以及來(lái)自石油勘探等不同領(lǐng)域的從業(yè)者。”彭媛媛說(shuō)，如此配置的目的，就是未來(lái)挖掘衛星互聯(lián)網(wǎng)在各行業(yè)的深度應用。她舉了個(gè)例子，“前段時(shí)間，西雙版納的人象沖突引起大家關(guān)注，后來(lái)客戶(hù)把這個(gè)項目交給了我們。我們就給大象套上項圈，通過(guò)衛星監測，實(shí)時(shí)跟蹤其軌跡，一旦它進(jìn)入人類(lèi)活動(dòng)區域就會(huì )報警。”類(lèi)似的應用可以拓展到遠洋船舶的全程追溯、霧霾監測等各領(lǐng)域。

　　黃志澄透露，目前國家層面的衛星互聯(lián)網(wǎng)工程計劃正在部署中，“前期的基礎設施建設可能還是以國家隊為主，民營(yíng)企業(yè)可以在終端和地面站設計制造、發(fā)掘應用模式、降低成本等方面發(fā)揮重要作用”。

　　“匯聚各方面的資金和人才，做好工程的頂層設計和方案優(yōu)化，大力創(chuàng )新，盡快建成天地一體化的衛星互聯(lián)網(wǎng)，必將促進(jìn)我國的航天技術(shù)和太空經(jīng)濟，邁上一個(gè)新的臺階。”黃志澄說(shuō)。

　　相關(guān)鏈接

　　10 萬(wàn)顆衛星發(fā)射計劃促衛星量產(chǎn)

　　傳統意義上，航天應用屬“國家隊”領(lǐng)域，發(fā)射的衛星通常在地球同步軌道，采用定制化生產(chǎn)方式設計、制造，發(fā)射周期理論上需要 26—32 個(gè)月，也正因生產(chǎn)周期長(cháng)、技術(shù)和成本門(mén)檻高。截至 2019 年底，中國在軌衛星 300 多顆，而全球在軌衛星數量為 2218 顆。

　　然而，未來(lái) 10 年內，10 萬(wàn)顆低軌衛星將有可能在太空中重新定義“星羅棋布”：SpaceX 的“星鏈計劃”4.2 萬(wàn)顆、Oneweb 星座 4.8 萬(wàn)顆、亞馬遜的“柯伊伯計劃”3236 顆……國內的衛星星座計劃也已啟動(dòng)。據不完全統計，發(fā)射數量在 30 顆以上的有 10 個(gè)項目，其中國字頭背景的“鴻雁星座”計劃發(fā)射 300 余顆衛星，“虹云工程”計劃發(fā)射 156 顆衛星。

　　如此龐大的發(fā)射計劃，迫使衛星的設計和生產(chǎn)方式發(fā)生根本變化。星座計劃發(fā)射的衛星基本都在距離地球 2000 公里以?xún)鹊慕剀壍?，其衛星體積小、重量輕、在軌壽命短，且星座式組網(wǎng)方式可以做到一次性論證和設計、批量生產(chǎn)，衛星的生產(chǎn)周期降至數周甚至天。這些都讓商業(yè)資本進(jìn)入衛星生產(chǎn)成為可能。
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