界面新聞記者｜馬悅?cè)?/p>
界面新聞編輯 ｜張慧
8月6日14時42分，太原衛(wèi)星發(fā)射中心，指揮員發(fā)出了“點火”命令。伴隨著橘色火焰和白色的濃煙，長征六號改運載火箭在隆隆聲中離開了發(fā)射架。和它一起成功飛向太空的，是千帆星座首批18顆商業(yè)衛(wèi)星。
這是中國長征系列運載火箭的第530次發(fā)射，也是中國航天又一歷史性時刻——至此，中國自2018年起布局的衛(wèi)星星座計劃，終于進入規(guī)?；M網(wǎng)階段。
對標馬斯克SpaceX的星鏈項目(StarLink)，千帆星座被業(yè)內(nèi)稱為中國版“星鏈”。這個由上海市松江區(qū)牽頭，上海垣信衛(wèi)星科技有限公司(下稱垣信衛(wèi)星)負責(zé)建設(shè)運營的星座，計劃將超1.5萬顆衛(wèi)星送入軌道，覆蓋全球的寬帶網(wǎng)絡(luò)需求。
在該星座計劃公開至今的三年內(nèi)，國內(nèi)20多家民營火箭公司的CEO們，都在翹首以盼“首批衛(wèi)星發(fā)射”的大消息。它們其中的部分公司，已經(jīng)和千帆星座簽訂了意向訂單，部分則正在接觸，以期分一杯羹。
在他們看來，首批衛(wèi)星的發(fā)射，不僅標志著中國版星鏈正式開建，也意味著國內(nèi)商業(yè)航天萬億級大市場走到了爆發(fā)時刻——衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模組網(wǎng)發(fā)射后，上游衛(wèi)星、商業(yè)火箭制造以及相關(guān)設(shè)備、零部件企業(yè)才算真正擁有了大用戶方，商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈才能得以全程打通。
“沒有低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，產(chǎn)業(yè)鏈就無法形成有效的閉環(huán)跟流動?！币晃粯I(yè)內(nèi)人士形容稱，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是支撐商業(yè)航天發(fā)展的龍頭與鏈主。
衛(wèi)星是一種重要的基礎(chǔ)設(shè)施，相當(dāng)于建在太空中的移動基站。通過發(fā)射一定數(shù)量的衛(wèi)星，形成衛(wèi)星規(guī)模組網(wǎng)、輻射全球，即衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，它能夠完成向地面和空中終端提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入等通信服務(wù)，是國際化信息傳輸通道的承載體。
因為在軍事和民事應(yīng)用中都有著重要意義，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)也是國際科技競爭的焦點。
按照衛(wèi)星軌道高度進行劃分，可將衛(wèi)星分為低軌、中軌、高軌三類。不同高度軌道衛(wèi)星性能有所差異。
高軌道衛(wèi)星覆蓋區(qū)域大，可用較少數(shù)量的衛(wèi)星覆蓋全球范圍內(nèi)的通信，但通信時延較長。低軌或中軌等非靜止軌道衛(wèi)星，由于其軌道高度低、相對地面運動，需要通過較多數(shù)量的衛(wèi)星組網(wǎng)形成星座來實現(xiàn)覆蓋，從而支持覆蓋區(qū)內(nèi)用戶的實時通信。
憑借低延遲、高帶寬、低成本等優(yōu)勢，距離地球表面約160-2000公里的低軌衛(wèi)星，近年來成為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的最優(yōu)選。其可滿足偏遠地區(qū)以及空中、海上通信盲區(qū)等地面網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋區(qū)域的聯(lián)網(wǎng)需求， 彌補數(shù)字鴻溝。
截至2024年7月，全球在軌衛(wèi)星超過1萬顆，其中中低軌衛(wèi)星超過85%。
低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)也是6G NTN(Non-Terrestrial Networks，即非地面網(wǎng)絡(luò)通信)空天一體的重要組成部分。實現(xiàn)6G，不是簡簡單單手機右上角數(shù)字的變化，而是需要實現(xiàn)從傳統(tǒng)地面接入向空天地海全方位多維度接入的轉(zhuǎn)變，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需要支持天基、空基、地基多種接入方式，固定、移動、衛(wèi)星多種連接類型。
未來的手機直連等衛(wèi)星應(yīng)用，可以使手機能夠繞過傳統(tǒng)的信號轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，直接與衛(wèi)星進行信號的發(fā)送和接收，從而提供更廣闊的覆蓋范圍和更高的通信可靠性。
“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)真正體量和價值最大的部分體現(xiàn)在低軌網(wǎng)絡(luò)的寬帶通信?！鄙鲜鲂l(wèi)星企業(yè)人士認為，未來10-15年內(nèi)，火箭制造商的最大用戶對象就是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。
八年前，畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)的楊峰成立了一家技術(shù)公司。在與航天機構(gòu)的合作中，他發(fā)現(xiàn)了商業(yè)衛(wèi)星市場具有商機，隨即在當(dāng)年成立了天儀研究院。此后，九天微星、長光衛(wèi)星等一批民營衛(wèi)星企業(yè)先后成立。九天微星曾計劃建立中國首個商業(yè)低軌物聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星星座，把近百顆衛(wèi)星陸續(xù)送入太空。
2018年，獵豹移動原總裁徐鳴投身商業(yè)航天領(lǐng)域，成立了銀河航天，目標是研發(fā)低軌寬帶通信衛(wèi)星，用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)連接地球每個角落；中國航天科技集團有限公司(下稱航天科技)的“虹云工程”、中國航天科工集團有限公司(下稱航天科工)的“鴻雁星座”計劃也相繼公開，并在當(dāng)年底發(fā)射成功首星。
次年，SpaceX的星鏈項目正式發(fā)射了60顆首批衛(wèi)星，并在此后數(shù)年進展迅速。與此同時，中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)卻陷入了沉寂。
直到2020年后，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)活躍了起來。
當(dāng)年1月，銀河航天發(fā)射了首發(fā)星。這也是中國首顆通信能力達到48Gbps的低軌寬帶通信衛(wèi)星。
三個月后，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)被國家首次納入新基建，這些衛(wèi)星公司站上了風(fēng)口，行業(yè)士氣大增，進入新的階段。
當(dāng)年9月，中國一家代號為“GW”的公司，向國際電信聯(lián)盟(ITU)提交了衛(wèi)星頻譜分配文件，共申請12992顆衛(wèi)星的頻譜分配。這就是震驚業(yè)內(nèi)的國網(wǎng)星座計劃，也被稱為中國星網(wǎng)。
這個由國資委牽頭、中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團有限公司(下稱中國星網(wǎng))主導(dǎo)的星座，分為兩個子星座實施。其中GW-A59子星座6080顆，分布在500km以下的極低軌道；GW-A2子星座6912顆，分布在1145km的近地軌道，計劃五年內(nèi)發(fā)射其中約10%的衛(wèi)星，為2035年前部署6G移動通信網(wǎng)絡(luò)提供幫助。
翌年第四屆進博會期間，長三角G60科創(chuàng)走廊發(fā)布G60星鏈計劃，垣信衛(wèi)星負責(zé)的千帆星座正式公開，并在當(dāng)年8月發(fā)射了兩顆試驗衛(wèi)星。
成立于2018年的垣信衛(wèi)星，由上海聯(lián)合投資、上海市信息投資股份有限公司兩家發(fā)起設(shè)立，主攻商業(yè)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的運營。今年2月，垣信衛(wèi)星完成67億元A輪融資，刷新商業(yè)航天歷史上單輪融資紀錄。
按照計劃，今年千帆星座將完成至少108顆衛(wèi)星發(fā)射并組網(wǎng)運營；2025年，完成一期648顆衛(wèi)星的部署，初步構(gòu)建全球覆蓋的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)；至2030年底，最終將打造超過1萬顆的低軌寬頻多媒體衛(wèi)星組網(wǎng)。
千帆星座專門配套了衛(wèi)星制造工廠——G60衛(wèi)星數(shù)字工廠。去年末，該工廠實現(xiàn)投產(chǎn)，首星下線。這座位于上海松江區(qū)的工廠，目前一年內(nèi)交付衛(wèi)星的能力已可以超過50顆。
此前消息稱，中國星網(wǎng)GW星座也計劃在今年下半年進入正式發(fā)射階段，目前看來，進度稍遜于千帆星座。有業(yè)內(nèi)人士對界面新聞稱，中國星網(wǎng)的衛(wèi)星相對較大，技術(shù)難度更高。
在這兩個“巨無霸”星座橫空出世的同時，航天科技的鴻雁工程、航天科工的虹云工程也在推進中。前者計劃發(fā)射324 顆衛(wèi)星；后者計劃2025年實現(xiàn)全部156顆衛(wèi)星組網(wǎng)運行，完成業(yè)務(wù)星座構(gòu)建。
除了上述國有企業(yè)，民營企業(yè)也想搭建自己星座。
呂強于2015年創(chuàng)立的北京國電高科，正在自主建設(shè)天啟星座，目前已有25顆衛(wèi)星在軌運營。這是中國首個低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)星座，也是中國首個提供低軌衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信服務(wù)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)。
作為中國民營衛(wèi)星的代表企業(yè)之一，銀河航天在2022年3月成功發(fā)射了自主研制的、中國首次批量研制的六顆低軌寬帶通信衛(wèi)星，并于去年7月成功發(fā)射靈犀03星，該星是中國首款使用柔性太陽翼的衛(wèi)星。
今年5月，民營火箭龍頭藍箭航天旗下的上海藍箭鴻擎科技，也向ITU提交了“鴻鵠三號”衛(wèi)星星座的申請備案，該星座包含10000顆衛(wèi)星。
截至目前，中國在ITU申報的衛(wèi)星已經(jīng)達五萬顆以上。這已超過馬斯克 “星鏈”三期規(guī)劃的衛(wèi)星總數(shù)。
賽迪顧問與太空探索研究數(shù)據(jù)顯示，地球近地軌道能安全容納約6萬-10萬顆衛(wèi)星。衛(wèi)星并不是隨便“想發(fā)就發(fā)”，而是需要向ITU申請頻率以及軌道資源，頻率軌道資源按照“先到先得”的原則，后申請上的衛(wèi)星須要避免對先行衛(wèi)星產(chǎn)生有害干擾。
當(dāng)前，各國和商業(yè)公司已經(jīng)提出了遠超容納上限的衛(wèi)星發(fā)射計劃。在此背景下，ITU設(shè)置了“里程碑”規(guī)則，避免申請資源卻不真正使用的行為。
按照該規(guī)則，提交方在申請后的7年內(nèi)必須發(fā)射第一顆衛(wèi)星，在申請后的第9年內(nèi)部署其星座的10%，在申請后的第12年內(nèi)部署50%，在申請后的第14年內(nèi)完成部署，如若在此期間發(fā)生過期情況，申請方的衛(wèi)星規(guī)模將被逐級縮小。
有了ITU這個限制，各國都在鉚足勁兒。除了加緊布局、積極搶占資源外，也在積極推進發(fā)射計劃，以力圖搶占太空中的話語權(quán)。
放眼全球，當(dāng)前最具競爭力的低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座無疑是美國SpaceX的星鏈。這是目前在軌衛(wèi)星數(shù)量最多、發(fā)射速度最快、技術(shù)變革最大的低軌星座系統(tǒng)。
SpaceX星鏈于2014年提出，計劃向地球低軌發(fā)射4.2萬顆衛(wèi)星。2019年至今，其發(fā)射數(shù)量已經(jīng)超過6000顆，服務(wù)了超過80個國家和地區(qū)，今年5月，馬斯克發(fā)文稱星鏈全球用戶已經(jīng)突破了300萬。
此外，全球范圍內(nèi)低軌星座規(guī)劃目前還包括英國OneWeb、美國亞馬遜Kuiper、美國銥星二代、韓國三星等。
“未來這個領(lǐng)域，全球低軌網(wǎng)絡(luò)將不超過五張網(wǎng)絡(luò)，其中兩張巨型網(wǎng)絡(luò)將聚焦在中國和美國?！鄙鲜鲂l(wèi)星企業(yè)人士對界面新聞記者稱。
根據(jù)中信建投數(shù)據(jù)，按照全球已申報ITU的低軌通信衛(wèi)星星座，如按計劃全部部署完成后，中美兩國或成近地軌道(LEO)的寡頭，兩國將合計占有全球LEO衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座總規(guī)模的85%。
以當(dāng)前情況看，中國低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)仍在起步階段，美國早已占上先機。
但銀河航天公共事務(wù)總經(jīng)理徐穎并不擔(dān)心留給中國的空間不夠。她認為，雖然全球申報的發(fā)射計劃非常多，實際部署衛(wèi)星的數(shù)量卻遠沒有達到上限，且“里程碑”規(guī)則鼓勵的是實際建設(shè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的參與者?！癝paceX星鏈覆蓋的人群為百萬級別。全球網(wǎng)絡(luò)連接存在困難的人群則約有27億。”
無論是出于國際競爭，還是6G通信等下游市場的需要，都在迫使著中國“奮起直追”。
商業(yè)航天是典型的技術(shù)、資源、資本密集型及政府資源關(guān)系密集型行業(yè)，同時考驗著機構(gòu)及企業(yè)的國際化合作關(guān)系能力。目前，國內(nèi)有能力去建設(shè)星座網(wǎng)絡(luò)的省市主要為北京、上海等一線城市，且背后少不了國資力量的推動。
近十年來，國家政策層面大力推動商業(yè)航天和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)工作。2014年，《國務(wù)院關(guān)于創(chuàng)新重點領(lǐng)域投融資機制鼓勵社會投資的指導(dǎo)意見》拉開了商業(yè)航天的發(fā)展大幕，在新的舉國體制下，央企和民營企業(yè)圍繞著國家戰(zhàn)略同頻共振。
國務(wù)院新聞辦公室發(fā)布的《2016中國的航天》強調(diào)，發(fā)展商業(yè)航天，引導(dǎo)民資和社會力量參與。2020年，國家發(fā)改委首次明確新型基礎(chǔ)設(shè)施的范圍，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)被納入其中。
去年底的中央經(jīng)濟工作會議中，也首次提及商業(yè)航天；今年，商業(yè)航天首次被寫入政府工作報告。
但靠國家政府的頂層設(shè)計遠遠不夠。SpaceX星鏈之所以能夠在短時間內(nèi)大規(guī)模發(fā)射、迅速實現(xiàn)降本，主要是依靠獵鷹九號火箭一箭多星、可回收技術(shù)的使用。
成本對于中國商業(yè)航天而言，是避不開的話題，也是短期內(nèi)發(fā)展路上的 “攔路虎”。
馬斯克一顆星鏈衛(wèi)星的成本已降至約50萬美元，中國單顆低軌通信衛(wèi)星的總成本則仍在千萬美元之上。
衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈包括衛(wèi)星制造、地面服務(wù)和終端、衛(wèi)星運營等多個環(huán)節(jié)。在定制衛(wèi)星中，平臺和載荷的價值量各占50%；在批量衛(wèi)星中，載荷的價值能達到70%。
甬興證券研報顯示，衛(wèi)星載荷基本為定制型項目，其與衛(wèi)星穩(wěn)定性息息相關(guān)，成本難以節(jié)約；衛(wèi)星平臺則是衛(wèi)星建造成本節(jié)約壓力的主要地點， 理想狀態(tài)下平臺成本占比在20%-30%之間。
衛(wèi)星平臺中，姿軌控制系統(tǒng)與供電系統(tǒng)的成本占比最高，占60%以上，其中姿軌控制系統(tǒng)由于供應(yīng)商繁多，存在產(chǎn)業(yè)鏈整合的機會。
目前，中國衛(wèi)星制造端主要企業(yè)包括中國航天科技集團、中國科學(xué)院(小衛(wèi)星總體單位:微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院)，以及銀河航天、 長光衛(wèi)星、微納衛(wèi)星、九天微星等民營衛(wèi)星公司。它們的上游涉及天線、芯片連接器、通信荷載等多個領(lǐng)域，技術(shù)壁壘較高。
“低軌寬帶通信衛(wèi)星的研制需要持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，其中通信載荷技術(shù)門檻非常高，尤其是天線。”徐穎稱。因為發(fā)射端成本主要取決于衛(wèi)星的重量，銀河航天正在為輕量化處理作努力，以首發(fā)星的Q/V天線為例，至今迭代了四次，兩年內(nèi)重量降低了一半。銀河航天的目標是，將衛(wèi)星成本降至現(xiàn)有成本的幾十分之一。
火箭端的發(fā)射成本，也對衛(wèi)星整體成本下降起著非常關(guān)鍵的作用。
據(jù)徐穎介紹，國內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射均價為10萬-12萬元/千克，即每噸1億-1.2億元/噸。對比來看，SpaceX獵鷹九號在整箭收費情況下，發(fā)射成本約為9000萬元/噸，相較于中國低1-3成。
此次發(fā)射的千帆星座首批衛(wèi)星，搭載的是國家隊長征系列火箭。但僅依靠國家隊，遠無法實現(xiàn)未來中國版星鏈的大規(guī)模組網(wǎng)計劃。
按照當(dāng)前中國火箭發(fā)射衛(wèi)星最高記錄一箭41星計算，千帆星座想要在2030年完成1.5萬顆衛(wèi)星的布局，需要在七年內(nèi)發(fā)射近400次，平均每年近60次。
東方空間(山東)科技有限公司(下稱東方空間)聯(lián)席CEO姚頌就曾判斷，隨著中國星鏈的啟動，國內(nèi)火箭運載能力將遠遠跟不上未來衛(wèi)星的建設(shè)。這也是東方空間、藍箭航天、星際榮耀、天兵科技等民營火箭公司們瞄準的未來市場。
在一家國內(nèi)頭部火箭企業(yè)人士看來，放開商業(yè)航天的價值和意義就是為了補充發(fā)射缺口，發(fā)揮商業(yè)航天效率高、發(fā)展快的優(yōu)勢。
但國內(nèi)民營火箭的運載能力相對小，發(fā)射成本也相對高。作為國內(nèi)最大固體商業(yè)火箭，東方空間的 “引力一號”的近地軌道運載能力為6.5噸。與之相比較，獵鷹九號的近地軌道運載能力達到了22.8噸。
此外，中國尚沒有一款火箭實現(xiàn)了可回收使用。低成本火箭發(fā)射，起碼當(dāng)下對于行業(yè)而言，還是美好的愿望。
目前，星際榮耀、藍箭行業(yè)都民企都在積極推進液體可重復(fù)使用火箭；國家隊也在發(fā)力，正在研制的長征九號即為可回收重型火箭。
發(fā)射工位、發(fā)射基地的緊缺，也是限制整個行業(yè)發(fā)展的問題之一。雖然國家已經(jīng)在加快推進，位于海南省的海南商業(yè)航天發(fā)射場一號、二號發(fā)射工位均已竣工，有望今年下半年進行首次火箭發(fā)射，但目前火箭發(fā)射流程復(fù)雜，政策審批流程冗長。
國內(nèi)商業(yè)航天的客觀現(xiàn)狀是小、雜、散。
“整體產(chǎn)值規(guī)模還未放量，行業(yè)不賺錢，但是又需要花大價錢去投入研發(fā)?！币晃粯I(yè)內(nèi)人士對界面新聞指出，“這明顯是先有雞先有蛋的問題。”
面對行業(yè)發(fā)展關(guān)鍵期，商業(yè)航天企業(yè)們希望國資、政府發(fā)揮主導(dǎo)作用，加強金融支持，加大鏈條部署，讓更多的企業(yè)參與進來。如此，才能更好地拉動上游裝備制造的迭代跟降本，形成正向激勵的飛輪效應(yīng)。
就在千帆星座首批衛(wèi)星發(fā)射的同日，工業(yè)和信息化部發(fā)布關(guān)于創(chuàng)新信息通信行業(yè)管理優(yōu)化營商環(huán)境的意見，其中提到，深入推進電信業(yè)務(wù)向民間資本開放，加大對民營企業(yè)參與移動通信轉(zhuǎn)售等業(yè)務(wù)和服務(wù)創(chuàng)新的支持力度，有序推進衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)準入制度改革等。
太空基礎(chǔ)設(shè)施競賽的序幕已經(jīng)拉開。千帆星座首批組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功，或許就是中國低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)從篳路藍縷到星辰大海的璀璨開場。