陈根：从“国家队”到航天民企，卫星发射进行时_风闻

文/陈根

天地一体化的趋势下，关于太空的探索活动也愈发频繁，尤其是在近地轨道的卫星发射，可以说是非常热闹。

相关数据统计，2021年全球共进行航天发射活动144次，向太空送入1816个航天器，其中，近地轨道1777个，受欢迎程度有目共睹。就在这个月，SpaceX还向近地轨道发射了两批“星链”卫星，中国长征二号丙运载火箭也成功将六颗低轨宽带通信卫星和一颗遥感卫星送入预定的近地轨道。

当前，在距离地球1000公里以内的近地轨道，这个人类目光所及之外的空间，新的竞争逐渐兴起，中国互联网卫星也加入了竞争，较量日趋激烈。

一体化网络需要卫星互联网

太空是浩瀚的，如果我们想要从地面发射卫星至太空，根据卫星不同的轨道高度，卫星可以被分为三类：

第一类是高度在3.6万千米的地球静止轨道高通量卫星，理论上，3颗高通量卫星就可以覆盖全球；第二类是高度在2000千米～3.6万千米的地球中轨道卫星；第三类，就是高度在500千米～2000千米的低轨道互联网卫星。由于低轨道卫星传输时延相对较短、路径损耗少，因此，低轨道卫星受到全球各国关注。

当然，低轨道卫星会受到全球各国关注的最重要原因之一，还是基于低轨卫星互联网的高价值。一方面，低轨道卫星作为卫星互联网的重要组成部分，与地面通信系统不同，低轨道卫星互联网具有抗毁性强、覆盖范围广、通信距离远、部署快速灵活、通信频带宽、传输容量大、性能稳定可靠、不受地形和地域限制等优点，可以实现有线电话网和地面移动通信网均无法实现的厂域无缝隙覆盖。

因此，对于广大低业务密度地区来说，使用卫星通信系统比建设地面通信网更经济。要知道，尽管我国固定互联网宽带接入用户总数超过5亿户，行政村光纤和4G网络通达比例均超过98%。但欧美发达国家人口密度相对较低，且居住分散，并不适合进行固定宽带尤其是光纤的铺设，高昂的成本对于电信运营商来讲是一笔不小的开支，而且成本收回时间较长。

**同时，对于某些类型的业务和应用场合，卫星通信系统具有一定的优势。**虽然普通用户主要在城市或人口密集区域活动，但航海、航空、岛屿等区域也有较强的网络接入需求。据统计，全球有约20万架次飞机、十几万艘私人游艇，同时还有大量渔船和货轮在海上有通信需求。沙漠、森林等区域也需要有大量的网络覆盖，但****传统地面通信服务很难覆盖到以上地区，这个时候，就需要通过卫星互联网来进行补充。

**可以看见，****卫星互联网作为一种重要的通信手段，与5G等移动通信技术并非对立而是不断融合，构建起空天地海一体化通信网络。**早在2020年6月发布的5G标准R16中，就有卫星互联网的技术文档纳入其中。同时，6G研发工作已经将卫星互联网纳入其中并作为构建空天地一体化通信网络的重要组成部分，未来将在5G和6G等地面移动通信网络中与卫星互联网进行平滑切换。

另一方面，相比于其他卫星（地球静止轨道高通量卫星、地球中轨道卫星），低轨道卫星发射成本低**、观测效果好，以及在轨重访周期短的优势。**

在相同运载能力的情况下，低轨道卫星采用更低的轨道，可提高发射载荷的能力，效费比将比传统的卫星明显提高；

同时，由于运行轨道高度低，低轨道卫星采用快速响应方式能够快速抵达预定轨道并展开工作，实现高分辨率对地侦察，能够准确掌握地表和低空气象情况，甚至效果大大优于传统卫星；

在轨重访周期短，低轨道卫星在很小的时间间隔内可对同一目标进行再次侦察观测，观测重访次数高于传统侦察卫星，能够获取更清晰的信息。

卫星发射进行时

当前，低轨卫星互联网已成为实现智慧航空、智慧海洋、智慧农业的重要抓手，以及各国开展重大科学基础研究的重要平台设施**。然而，轨道资源是宝贵的非再生资源，这是全球范围内的共识。这也使得太空低轨道的争夺日趋激烈****，**各个国家各个商业公司，都在抢占太空低轨资源。

马斯克的星链计划称得上是目前世界上最宏伟的卫星互联网计划。星链计划是由美国SpaceX公司提出的低轨道卫星互联网星座系统。该系统由不同高度的卫星星座和若干地面站组成，系统建成后，将由4.2万颗低轨卫星组成的星座为全球卫星覆盖区域提供高速的互联网接入服务。截止2021年年底，SpaceX 已经发射了1944颗星链卫星。

SpaceX星链计划之外，还有多方参与2021年卫星组网浪潮中。2021年，英国通信公司OneWeb公司通过8次发射将284颗OneWeb卫星送入太空，其在轨总数已达到394颗；亚马逊的Kuiper计划发射3236颗近地轨道卫星，投资超100亿美元，但目前一颗卫星还未发射；美国黑色天空公司BlackSky卫星发射5次，共有7颗发射入轨、2颗入轨失败；美国初创公司行星实验室（Planet Labs）建设和运营的集群式对地观测星座仅利用1次拼单任务发射Flock-4s卫星。

回看国内市场，低轨卫星的发射需求有目共睹。2021年4月，山东产业技术研究院所有的两颗遥感卫星“齐鲁一号”、“齐鲁四号”搭乘“长征六号”遥五运载火箭升空，成功完成商业低轨卫星年内的首次入轨。

一同入轨的还有北京耕宇牧星空间科技有限公司为广东省季华实验室研制的光学遥感卫星“佛山一号卫星”，微纳星空研制的光学遥感卫星“泰景二号01星”，零重空间研制的两颗遥感卫星“金紫荆一号卫星”和“金紫荆一号02卫星”，以及“天启星座”09星、起源太空NEO-1等9星。

事实上，更早之前的2月初，商业化天地往返飞行器验证卫星“方舟二号”已完成首飞，但因发射失利，卫星未能进入预定轨道。

此后，二十一世纪空间投资、东方红卫星研制的商业遥感卫星项目“北京三号”，厦门大学用于近岸浅海生态环境观测研究的“海丝二号”、起源太空用于小行星资源探测研究的“仰望一号”等4星，以及4颗“吉林一号”卫星于2021年6、7月份先后入轨。

10月，东方红卫星研制的轨道大气密度探测卫星和商业气象探测卫星、南京理工大学研制的田园一号卫星、港航科深圳空间技术有限公司和九天微星联合研制的金紫荆卫星二号、耕宇牧星研制的低轨导航增强试验卫星、和德宇航研制的两颗和德二号卫星以及上海利正卫星应用技术有限公司研制的VDES交通试验星成功入轨，成为年内的第37发。

12月，由长光卫星和天津云遥宇航联合研制的天津大学一号气象观测卫星，以及丽泽一号、宝酝号、金紫荆五号、金紫荆一号搭乘民营火箭星河动力也成功入轨。直至2021年年底最后一次发射，我国在2021年发射卫星的数量为97颗。当然，这与美国与俄罗斯还有一定的差距。

从“国家队”到航天民企

根据相关数据，2022年，全球航天发射报告数量大概在260多次，远超2021年的次数。其中美国的计划发射数量涨达145次。仅美国太空探索技术公司SpaceX一家的计划发射数量，2022年便将达50多次，包括45次“猎鹰”9的发射和5次“重型猎鹰”的发射。

此外，除了目前在轨的358颗卫星，OneWeb预计2022年底前完成第一阶段所有648颗近地轨道卫星的发射部署；亚马逊表示计划2022年第4季发射2颗“原型”（prototype）卫星到近地轨道；加拿大老牌卫星通信公司Telesat的首次发射计划将于2023年初进行；波音卫星互联网项目也于同年11月初刚刚获得FCC批准部署147颗卫星。

相比之下，由于我国“星网”星座并没有大规模铺开，我国在2022年或将继续保持和2021年差不多的火箭发射总数，即仍在50次左右。然而，要知道，随着低轨卫星的发射，各国以及各商业公司都在抢占低轨资源，这意味着留给后发国家的空间越来越狭小，轨道资源将成为一个重要门槛。

**而对于尚处于起步阶段的中国商业航天发展来说，批量研制是很重要的进展，因为卫星要组网和规模化才有意义。**但目前，除了控制技术外，中国可回收运载火箭发展依然受制于液体火箭发动机。从眼下来看，液体火箭的回收严重依赖于发动机技术，实现垂直回收需要火箭发动机具备三次以上的启动能力和大范围连续变推力的技术。

“国家队” 也好，航天民企也好，明确航空航天技术的发展是一条长远道路，只有突破瓶颈，才能获得长足发展。中国应尽快研发液体火箭发动机，以满足一次多量的卫星发射需求，以掌握废弃卫星的回收技术。争取多发近地卫星，以掌握更多太空探测主动权。

此外，目前，在我国，担当发射主力的仍是国家队：航天科技集团完成48次宇航发射；民营梯队星河动力成功发射一箭五星，星际荣耀年内完成2次发射。因此，面对更加商业化的卫星互联网市场，中国应该扮演什么样的角色，以什么样的态度去应对和面对竞争，依然是一个尚未解决的问题。

通常，最初国家层面出钱出力组队研发卫星和火箭，是因为个人或民企，不具备发展航空航天的实力，比如，一次登月所耗资金，相当于两艘航母的花费。但是，随着生产力的发展，加大加深对太空的探索势在必行，民营企业的加入也是大势所趋。**因此，除了发展“国家队”航天技术，我们的卫星互联网还应立足本土，发展民航企业，与“国家队”**差异化发展，发挥优势。

可以预见，在未来，卫星互联网将发展出广泛的应用前景，如低轨卫星互联网、航天互联网、车联网等，成为高技术、高投入、高产出的战略新兴产业。但巨大的市场和发展潜力也意味着激烈的竞争。一方面，卫星互联网的部署得到中、美、俄、日、欧等国家和地区的重视，另一方面，低轨道卫星空间轨位及资源日益紧张，卫星发射“通行证”的争夺战日趋激烈，互联网市场的竞争已经从地面走向太空。