（文/陳興華）在全球航天和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的新格局下，通信新基建已是大勢所趨，而低軌衛(wèi)星通信逐漸成為國際必爭之地，尤其以美國SpaceX為代表的企業(yè)加速布局低軌衛(wèi)星，促使全球軌道資源競爭白熱化。究其原因主要在于軌道和頻譜資源均不可再生而國際原則遵循“先登先占、先占永得”，以及低軌衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的重要性與日俱增且被視為未來拉動經(jīng)濟(jì)增長的新引擎。

由于衛(wèi)星制造、火箭發(fā)射等技術(shù)壁壘凸出，全球低軌衛(wèi)星“圈地戰(zhàn)”主要在大國之間進(jìn)行，目前呈現(xiàn)出美國領(lǐng)先、大國追趕的“一超多強(qiáng)”格局。雖然中國在低軌衛(wèi)星通信領(lǐng)域起步相對較晚，但發(fā)展較快、后勁十足，并且已經(jīng)制定了可與美國方面匹敵的低軌衛(wèi)星星座建設(shè)規(guī)劃，而“國家隊主導(dǎo)，上市企業(yè)參與”的全景格局將加速帶動國內(nèi)衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的增長。

“未來經(jīng)濟(jì)增長新引擎”

長期以來，衛(wèi)星通信與地面通信同為電信產(chǎn)業(yè)的組成部分，并且在競爭中不斷優(yōu)化。華金證券的報告指出，受行業(yè)發(fā)展周期及技術(shù)迭代等客觀因素影響，衛(wèi)星通信由于通信質(zhì)量、資費價格等劣勢在早期競爭中一度落敗。而近年來隨著地面通信局限性日益凸顯及小衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展日益成熟，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)重要性及商業(yè)價值日益凸顯，兩者目前在互補(bǔ)與合作中發(fā)展前進(jìn)。

例如華為近期發(fā)布的Mate 60 Pro手機(jī)，采用的是地面通信基站輔以高軌衛(wèi)星“天通一號”進(jìn)行電話通信，而Space X則選擇直接布局低軌衛(wèi)星，提出2025年手機(jī)可通過星鏈衛(wèi)星直接上網(wǎng)，且不需要手機(jī)硬件進(jìn)行升級。可見其都將對全球衛(wèi)星通信發(fā)展發(fā)揮重要作用。

但目前來看，在全球還有超70%的地理空間、約30億人口尚未實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)覆蓋的背景下，衛(wèi)星通信作為地面通信的重要“填補(bǔ)”，正成為推進(jìn)空天地一體化的中樞環(huán)節(jié)。盡管高中低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)各有優(yōu)劣，可鑒于低軌星座具有具有傳輸時延小、鏈路損耗低、發(fā)射靈活、應(yīng)用場景豐富、制造成本低等特點，新興衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座普遍傾向于采用低軌道。

用于與低軌衛(wèi)星進(jìn)行無線通信的船載衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)終端

據(jù)了解，低軌衛(wèi)星的軌道高度為300至2000公里。中國市場學(xué)會理事、經(jīng)濟(jì)學(xué)教授張銳日前撰文稱，處在同一軌道上的低軌衛(wèi)星分布于不同頻段上，一般從低到高主要分列為C、Ku、Ka與V等頻段，頻段越高意味著衛(wèi)星的位勢越高、帶寬越大。當(dāng)前，全球低軌衛(wèi)星主要布局在Ku和Ka頻段，而隨著相關(guān)技術(shù)瓶頸逐漸被破解，V頻段會越來越受業(yè)界青睞。

在低軌衛(wèi)星迅猛發(fā)展的推動下，全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)正展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景和重要經(jīng)濟(jì)價值。數(shù)據(jù)顯示，2022年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)杖氤^2800億美元。另摩根士丹利的報告稱，建造能夠提供低成本高速互聯(lián)網(wǎng)的衛(wèi)星星座正在推動全球太空經(jīng)濟(jì)增長，預(yù)計2040年全球太空經(jīng)濟(jì)的價值將達(dá)到1萬億美元，其中衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)將占市場增長的50%。

目前，全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)已形成由衛(wèi)星制造、火箭發(fā)射、地面設(shè)備和運營服務(wù)組成的完整產(chǎn)業(yè)鏈，據(jù)美國衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SIA）的報告，四部分價值分別是5%、2%、51%和42%。對此，張銳指出，衛(wèi)星制造、火箭發(fā)射環(huán)節(jié)的成本已經(jīng)大大降低，例如低軌的小衛(wèi)星通常采用模塊化設(shè)計、柔性化生產(chǎn)和智能化制造，同時一箭多星發(fā)射和火箭回收技術(shù)已較為成熟。

除了擁有巨大的經(jīng)濟(jì)社會價值，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)還可以在軍事國防中發(fā)揮重要作用，而且已被納入6G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)核心架構(gòu)，以實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)全球全域的三維立體“泛在覆蓋”，即支持天基、空基、地基多種接入方式，以及固定、移動、衛(wèi)星多種連接類型。鑒于此，全球各主要國家已將低軌衛(wèi)星通信視為戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)，乃至未來拉動全球經(jīng)濟(jì)增長的新引擎之一。

大國打響太空“圈地戰(zhàn)”

對于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)而言，軌道和頻譜均不可再生，低軌道能容納的衛(wèi)星數(shù)量較為有限，而國際電信聯(lián)盟（ITU）提出在軌道和頻段資源獲取上遵循“先登先占、先占永得”的原則，從而使先發(fā)國家具有顯著優(yōu)勢。因此，無論是為搶占星座位置、頻段資源還是競奪未來的產(chǎn)業(yè)商機(jī)，主要國家都正在大力支持與推動本國航空航天機(jī)構(gòu)和企業(yè)鉚足勁向衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)邁進(jìn)。

華金證券認(rèn)為，全球低軌衛(wèi)星競爭呈美國領(lǐng)先、大國追趕的“一超多強(qiáng)”格局。其中，美國依靠強(qiáng)大的技術(shù)積累及資金優(yōu)勢占據(jù)著先發(fā)優(yōu)勢和主要市場地位，在衛(wèi)星數(shù)目、投資規(guī)模等參數(shù)上均遠(yuǎn)優(yōu)于其他國家的星座計劃。進(jìn)一步來看，如果SpaceX、亞馬遜、Astra和波音等公司組成的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)編隊如期實現(xiàn)各自的計劃，美國將霸占衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的絕大部分空間和資源。

具體而言，SpaceX的“星鏈”計劃在2027年之前向近空總共發(fā)射4.2萬顆衛(wèi)星，目前已經(jīng)發(fā)射星鏈衛(wèi)星超5000顆；亞馬遜推出了“柯伊伯項目”計劃，擬投入數(shù)十億美元發(fā)射3236顆近低軌道衛(wèi)星，后申請增加部署4538顆衛(wèi)星；波音公司計劃9年內(nèi)向太空近地軌道發(fā)射147顆衛(wèi)星，后申請增至5789顆；火箭制造商Astra也在積極部署名下1.36萬顆衛(wèi)星組成的太空網(wǎng)絡(luò)等。同時，多家美國初創(chuàng)公司也提交了部署數(shù)百至上千顆衛(wèi)星的申請。

對于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)競賽正加速升溫，專注于衛(wèi)星通信領(lǐng)域研究和投資的Quilty Analytics公司創(chuàng)始人克里斯·奎爾蒂（Chris Quilty）曾表示：“這就像是太空圈地大戰(zhàn)。構(gòu)建近地軌道寬帶系統(tǒng)最困難的方面就是獲取頻譜，而不是建造和發(fā)射衛(wèi)星。每個未來想要進(jìn)軍太空互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的公司，現(xiàn)在都在嘗試在這個目前的無主之地?fù)屨家幌亍?/strong>”

在資源極為緊缺以及美國捷足先登的倒逼之下，全球其他國家政府和企業(yè)也加快了開疆拓土的步伐。其中，英國的衛(wèi)星服務(wù)提供商一網(wǎng)（OneWeb）已將600多顆衛(wèi)星發(fā)送到了低軌Ku頻段，完成了其低軌互聯(lián)網(wǎng)星座一期的組網(wǎng)部署，進(jìn)而成為SpaceX“星鏈”最強(qiáng)力的挑戰(zhàn)者之一。同時，韓國三星、加拿大Telesat等公司也拋出了數(shù)百上千顆地軌衛(wèi)星藍(lán)圖。

此外，在各政府機(jī)構(gòu)方面，歐洲議會2023年初通過了名為安全連接計劃（IRIS2）提案，旨在到2027年部署歐盟自有的通信衛(wèi)星群；俄羅斯的“球體”多功能衛(wèi)星系統(tǒng)項目正在穩(wěn)步推進(jìn)，其由超過600顆衛(wèi)星組成并計劃在2024-2028年部署；日本政府去年底決定建立“衛(wèi)星集群”系統(tǒng)，目標(biāo)是部署50顆小型衛(wèi)星并從2024年度開始發(fā)射；韓國則發(fā)布了2030年前建設(shè)100顆微小衛(wèi)星組成的星座計劃等。

據(jù)ITU的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前各國提交的低軌道衛(wèi)星發(fā)射申請超過6萬份。不過，張銳指出，按照ITU要求的先申報先使用總原則，一國申報后7年內(nèi)必須發(fā)射衛(wèi)星啟用所申報的資源，否則自動失效，9年內(nèi)必須投放申報衛(wèi)星總數(shù)的10%，12年內(nèi)必須投放申報衛(wèi)星總數(shù)的50%，14年內(nèi)完成全部投放。綜合權(quán)衡之下，未來衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)最為激烈的競爭很可能在具有衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)集成能力的美國、中國、歐盟與俄羅斯之間展開。

中美將出現(xiàn)“龍虎之爭”？

由于全球衛(wèi)星通信行業(yè)的“圈地戰(zhàn)”已經(jīng)不僅僅是商業(yè)上的競爭，還有搶占通信技術(shù)制高點和國防戰(zhàn)略等層面的較量，發(fā)展中國的“星鏈”必要且緊迫。雖然我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)起步較晚但后勁十足，目前正在開足馬力鍛造與做強(qiáng)衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射、衛(wèi)星服務(wù)以及地面相關(guān)設(shè)備布局的綜合技術(shù)能力，初步形成了“國家隊主導(dǎo)，上市企業(yè)參與”的全景格局。

作為搶占衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)陣地的戰(zhàn)略之舉，中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)已向ITU申請了“GW”星座計劃，共12992顆衛(wèi)星，構(gòu)成中國版衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。同時，中國航天科工、中國航天科技集團(tuán)分別推出了“虹云工程”“鴻雁星座”戰(zhàn)略計劃，前者由300顆低軌道小衛(wèi)星集結(jié)而成，致力于構(gòu)建星載寬帶全球移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，而后者由156顆低軌衛(wèi)星聯(lián)袂構(gòu)圖，計劃讓智能手機(jī)進(jìn)入衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域。這標(biāo)志著我國低軌寬帶互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)邁出實質(zhì)性的一步。

此外，上海市聯(lián)合長三角9大城市打造的全國首個衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)集群——低軌寬頻多媒體衛(wèi)星“G60星鏈”，計劃實現(xiàn)超1.2萬顆的衛(wèi)星組網(wǎng)，其中一期將實施1296顆。民營企業(yè)銀河航天也申報了1800多顆衛(wèi)星的資料，可支持手機(jī)直連業(yè)務(wù)；“吉利未來出行星座”將由240顆衛(wèi)星組成，并計劃2025年前發(fā)射72顆等。專家預(yù)計，未來三年將是中國發(fā)射低軌衛(wèi)星的集中窗口期，至2027年發(fā)射數(shù)量可能達(dá)3900多顆，到2030年有望突破6000顆。

2022年3月5日14時01分，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將我國首次批量研制的“南通一號”等6顆低軌寬帶通信衛(wèi)星——銀河航天02批批產(chǎn)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。圖源：新華網(wǎng)

對于建設(shè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)實必然性，南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院教授康國華日前接受采訪時表示，以往我國在衛(wèi)星領(lǐng)域更重視技術(shù)突破，解決技術(shù)的有無問題。如今，隨著我國航天水平不斷提升，應(yīng)用服務(wù)能力得到提高，以“盈利為目的”的商業(yè)航天開始發(fā)展，未來衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的應(yīng)用場景將拓展到諸多領(lǐng)域并呈現(xiàn)多樣化發(fā)展。現(xiàn)在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)被納入新基建范圍，而在低軌星座落地應(yīng)用后，大概率將成為社會經(jīng)濟(jì)生活“萬物互聯(lián)”賴以依托的空間基礎(chǔ)設(shè)施。

在行業(yè)發(fā)展格局方面，有分析認(rèn)為，就單一國家實力而言，未來低軌衛(wèi)星領(lǐng)域最為激烈的“龍虎戰(zhàn)”很可能在中美之間展開，即可能只出現(xiàn)兩張覆蓋全球的低軌衛(wèi)星星座：SpaceX的星鏈和中國官方主導(dǎo)的星鏈計劃。美國奎爾蒂分析公司高級分析師凱萊布·亨利（Caleb Henry）則稱，“這個行業(yè)沒有人認(rèn)為是‘贏家通吃’的環(huán)境，我們預(yù)計至少會有兩個甚至更多的空基互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)，它們不僅服務(wù)于普通消費者，還服務(wù)于依賴互聯(lián)網(wǎng)連接的任何企業(yè)或組織?！?/p>

無疑，隨著低軌衛(wèi)星成為全球新一輪科技革命的競技場，中國的大力布局將有助于在其中占據(jù)有利地位，這不僅會帶動國內(nèi)星載相控陣、星間鏈路、信號處理等衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展，還有助于突破更多關(guān)鍵技術(shù)痛點和產(chǎn)業(yè)發(fā)展挑戰(zhàn)。而我國官方和民間力量汲取歷史經(jīng)驗的互相配合、優(yōu)勢互補(bǔ)、融合發(fā)展，積極推進(jìn)與地基移動通信網(wǎng)、地基物聯(lián)網(wǎng)、北斗等融合，將為低軌通信衛(wèi)星的發(fā)展創(chuàng)造新優(yōu)勢，從而加速推動中國星鏈的構(gòu)建和航天事業(yè)蓬勃發(fā)展。