中國(guó)打響太空卡位戰(zhàn)
2024年下半年，全球“放衛(wèi)星”失敗的事情相當(dāng)不少。
7月11日晚，馬斯克的SpaceX公司的“獵鷹9”執(zhí)行星鏈發(fā)射任務(wù)時(shí)，因?yàn)榛鸺l(fā)動(dòng)機(jī)故障的緣故導(dǎo)致發(fā)射失敗。事后該型號(hào)火箭被宣布停飛。
同一天，中國(guó)民營(yíng)航天公司也發(fā)生了類似的事情。星際榮耀在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心進(jìn)行發(fā)射任務(wù)時(shí)，火箭第4級(jí)出現(xiàn)故障，未能將衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。
不到半個(gè)月之前，另一家公司天兵科技在鞏義綜合試驗(yàn)中心對(duì)其商用運(yùn)載火箭的一子級(jí)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行試車時(shí)發(fā)生故障，導(dǎo)致火箭箭體散落在安全布控區(qū)內(nèi)，并引發(fā)了局部火情。
不過(guò)，略顯密集的事故，沒(méi)有擋住中國(guó)企業(yè)在“放衛(wèi)星”方面高漲的熱情。
9月24日，捷龍三號(hào)運(yùn)載火箭，成功發(fā)射8顆衛(wèi)星；9月20日快舟一號(hào)甲運(yùn)載火箭成功發(fā)射升空4顆衛(wèi)星；9月6日太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射一箭10星；8月6日，長(zhǎng)征六號(hào)改運(yùn)載火箭成功將千帆極軌01組18顆衛(wèi)星發(fā)射升空。
2023年，中國(guó)軌道級(jí)航天發(fā)射總量達(dá)67發(fā)，刷新了衛(wèi)星發(fā)射的紀(jì)錄，位居全球第二；2024年，中國(guó)放衛(wèi)星的勢(shì)頭不減，僅上半年已經(jīng)完成30次運(yùn)載火箭發(fā)射，今年中國(guó)航天的發(fā)射次數(shù)有望達(dá)到100次。相比十年前，航天發(fā)射數(shù)量增長(zhǎng)了6倍。
放衛(wèi)星這件事，在這兩年越來(lái)越回歸其本義。把衛(wèi)星組成人造的“星座”，不再僅是國(guó)力的象征，也已經(jīng)成為了商業(yè)大風(fēng)口。
01 多年空窗
留給“中國(guó)隊(duì)”的時(shí)間不多了
中國(guó)商業(yè)化放衛(wèi)星的歷史并不長(zhǎng)。2014年中國(guó)商業(yè)航天市場(chǎng)才開放，行業(yè)內(nèi)知名的民營(yíng)衛(wèi)星、火箭公司幾乎都是在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)成立的。
相比歐美國(guó)家，這個(gè)起點(diǎn)不能算早。早在20世紀(jì)90年代，摩托羅拉等巨頭就曾提出“銥星計(jì)劃”，通過(guò)發(fā)射77顆低軌小衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)全球通信，并在1998年底投入運(yùn)營(yíng)；大洋彼岸那個(gè)喜歡造車，更喜歡發(fā)射火箭的世界首富，也已經(jīng)在2013年12月4日，用他的SpaceX公司首次成功發(fā)射商業(yè)衛(wèi)星。
而中國(guó)的商業(yè)化航天公司在成立之后，也是始終磕磕絆絆。商業(yè)航天經(jīng)營(yíng)上的敏感性，以及和傳統(tǒng)體制運(yùn)行頻繁地摩擦，導(dǎo)致其成長(zhǎng)并不順暢。另外在其最初的發(fā)展階段，中國(guó)商業(yè)航天企業(yè)，尤其是民營(yíng)企業(yè)始終處于缺錢、缺人、缺技術(shù)，甚至是缺方向的狀態(tài)。
到2020年4月，國(guó)家發(fā)改委首次將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)納入新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的范疇。同年9月，中國(guó)啟動(dòng)命名為“星網(wǎng)”的星座計(jì)劃，并向國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）正式提交了一份關(guān)于衛(wèi)星頻譜分配的申請(qǐng)文件，其中涵蓋了高達(dá)12992顆低軌衛(wèi)星的頻譜資源需求。
其中的兩個(gè)關(guān)鍵詞：星座、低軌。
星座，顧名思義，是由人工發(fā)射到太空的衛(wèi)星按一定的方式配置組成的一個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)。
為什么要組成星座？身處都市之中的我們，難以對(duì)地球的網(wǎng)絡(luò)覆蓋產(chǎn)生完善認(rèn)知。全球仍有94%的地方?jīng)]有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，這些地方可能是高山、海洋、荒漠或者是不發(fā)達(dá)地區(qū)。只要有足夠多的衛(wèi)星，就可以建立起能覆蓋范圍更大，乃至是地球每一個(gè)角落的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。
這個(gè)作用在俄烏沖突中得到了很好的印證。沖突中，烏克蘭地面通信網(wǎng)絡(luò)被摧毀后，SpaceX應(yīng)烏克蘭的要求，向其啟動(dòng)了星鏈通信服務(wù)，幫助其一直保持了較為暢通的通信功能，并在其他方面也起到了重要作用。
低軌，就是距離地球較近軌道的衛(wèi)星。衛(wèi)星按照軌道高度區(qū)分可分為低軌衛(wèi)星（LEO）、中軌衛(wèi)星（MEO）、高軌同步衛(wèi)星（GEO）、高橢圓軌道衛(wèi)星。由于近地軌道距離地面更近，因此低軌衛(wèi)星傳輸延時(shí)最低，速率更高，是目前唯一能實(shí)現(xiàn)近似地面通信效果的衛(wèi)星軌道。
確認(rèn)了方向之后，政策、資金、項(xiàng)目紛紛跟上。中國(guó)的“放衛(wèi)星事業(yè)”立刻繁榮了起來(lái)。
留給“中國(guó)隊(duì)”的時(shí)間，可以說(shuō)非常緊迫。
02 增長(zhǎng)引擎
卡位只是第一步。
太空雖然無(wú)比廣闊，但低軌衛(wèi)星軌道和頻段資源卻不是無(wú)限的。
頻段資源方面，優(yōu)質(zhì)資源幾乎要被搶奪殆盡。低空軌道方面，據(jù)中國(guó)信通院《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)白皮書》顯示，共可容納約10萬(wàn)顆衛(wèi)星。而根據(jù)ITU數(shù)據(jù)，截至2022年4月美國(guó)已申報(bào)低軌衛(wèi)星50626顆。
因此自2020年開始，中國(guó)從上到下加緊了對(duì)商業(yè)航天的政策扶持力度，力求在外太空的卡位賽中搶先一步。2024年的政府工作報(bào)告中，商業(yè)航天首次被提及為新的增長(zhǎng)引擎之一。
相關(guān)企業(yè)也呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng)。企查查數(shù)據(jù)顯示，國(guó)內(nèi)現(xiàn)存19.69萬(wàn)家商業(yè)航天相關(guān)企業(yè)。從注冊(cè)量變化來(lái)看，近十年相關(guān)企業(yè)注冊(cè)量呈逐年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，其中2020年為增長(zhǎng)高發(fā)期，全年注冊(cè)2.02萬(wàn)家相關(guān)企業(yè)，同比增長(zhǎng)103.85%。2023年全年注冊(cè)量首次突破5萬(wàn)家，同比增長(zhǎng)30.30%，今年前8月已注冊(cè)3.2萬(wàn)家相關(guān)企業(yè)，與去年同期注冊(cè)水平持平。
已經(jīng)入局的企業(yè)，更是加緊了在低軌太空的資源卡位腳步。
除了剛才說(shuō)到的星網(wǎng)計(jì)劃之外，中國(guó)目前還有兩個(gè)已經(jīng)公布的萬(wàn)顆衛(wèi)星級(jí)別的星座計(jì)劃。
2021年11月，上海松江區(qū)聯(lián)合其他企業(yè)發(fā)布了“G60星鏈”星座計(jì)劃。2023年，星座計(jì)劃從最初的72顆衛(wèi)星版本，調(diào)整為一期將實(shí)施1296顆，未來(lái)將實(shí)現(xiàn)12000多顆衛(wèi)星的組網(wǎng)。
2024年5月24日，上海藍(lán)箭鴻擎科技有限公司向ITU提交了鴻鵠-3計(jì)劃的預(yù)發(fā)信息，將在160個(gè)軌道平面上總共發(fā)射1萬(wàn)顆衛(wèi)星。
除了這些萬(wàn)顆級(jí)別的星座之外，還有許多規(guī)模較小但特點(diǎn)鮮明的星座計(jì)劃同樣在建設(shè)之中：
比如“銀河Galaxy”是由銀河航天運(yùn)營(yíng)的低軌寬帶通信衛(wèi)星星座，旨在建立一個(gè)覆蓋全球的天地融合5G通信網(wǎng)絡(luò)，以填補(bǔ)地面基站無(wú)法覆蓋的盲區(qū)。截至目前，已經(jīng)成功發(fā)射8顆在軌衛(wèi)星，計(jì)劃發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量1000顆；
吉利未來(lái)出行星座是由吉利汽車旗下商業(yè)航天企業(yè)時(shí)空道宇打造的規(guī)模達(dá)5676顆衛(wèi)星的低軌通信星座。已經(jīng)發(fā)射3個(gè)軌道面的30顆衛(wèi)星；
天啟星座，我國(guó)首個(gè)低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)星座，星座規(guī)劃38顆低軌小衛(wèi)星。
熱熱鬧鬧的卡位只是第一步，而這之后才是對(duì)每個(gè)星座爭(zhēng)奪者的真正考驗(yàn)。
03 星座保衛(wèi)戰(zhàn)
時(shí)間緊，任務(wù)重
衛(wèi)星的軌道和頻譜并不是“長(zhǎng)期飯票”。ITU為了防止無(wú)線電頻譜囤積，給衛(wèi)星申報(bào)提出了眾多限制性因素，要求申報(bào)者在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成衛(wèi)星發(fā)射工作，否則配額作廢。
按照要求，在接下來(lái)十幾年的時(shí)間里，中國(guó)至少要完成超過(guò)3萬(wàn)顆衛(wèi)星的發(fā)射。中信證券研報(bào)認(rèn)為，2024年將是中國(guó)低軌衛(wèi)星密集發(fā)射元年，2026年將迎來(lái)發(fā)射量爆發(fā)，全產(chǎn)業(yè)鏈均將受益。
但這種受益能夠?qū)崿F(xiàn)，要基于產(chǎn)能充沛這個(gè)先決條件。這個(gè)產(chǎn)能包含兩個(gè)大的方面。第一是衛(wèi)星制造的產(chǎn)能。第二是發(fā)射火箭的產(chǎn)能。否則時(shí)間緊，任務(wù)重，完成不了KPI，所有努力將付諸東流。
在衛(wèi)星制造產(chǎn)能上。根據(jù)媒體報(bào)道，近段時(shí)間以來(lái)，全國(guó)各地衛(wèi)星制造基地“各顯神通”，通過(guò)各種方式，大幅壓縮衛(wèi)星設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期。與此同時(shí)，汽車、鋼鐵等傳統(tǒng)制造企業(yè)也紛紛踏入衛(wèi)星“智造”賽道。
但在時(shí)空道宇CEO、首席系統(tǒng)工程專家王洋看來(lái)，目前我國(guó)微小型衛(wèi)星年產(chǎn)能還有90%的缺口。
而且浙商證券研報(bào)估測(cè)，目前我國(guó)低軌通信衛(wèi)星的平均造價(jià)在3000萬(wàn)元人民幣左右，相比馬斯克此前曾透露星鏈單顆衛(wèi)星成本約100萬(wàn)美元差距明顯。
火箭發(fā)射產(chǎn)能上，同樣面臨著運(yùn)力和成本等方面的制約。
運(yùn)力方面，雖然國(guó)內(nèi)的商業(yè)運(yùn)載火箭發(fā)射技術(shù)逐漸取得突破，但民營(yíng)公司的運(yùn)力明顯不夠。以今年上半年商業(yè)火箭發(fā)射頻次最多的星河動(dòng)力為例，其谷神星一號(hào)火箭在近地軌道運(yùn)力為400kg，SpaceX獵鷹九號(hào)火箭近地軌道運(yùn)力卻高達(dá)22.8噸。
在最重要的火箭發(fā)射成本上。根據(jù)SpaceX官方網(wǎng)站公布的數(shù)據(jù)，“獵鷹9號(hào)”單次發(fā)射成本大約為每千克3000美元。按照馬斯克的設(shè)想，未來(lái)“星艦”投入使用后，每千克的發(fā)射成本將降至200美元。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前中國(guó)民營(yíng)火箭公司的發(fā)射成本。
正是發(fā)射成本的大幅度降低，讓SpaceX目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了盈虧平衡。而這種優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)，是SpaceX的火箭可重復(fù)使用技術(shù)。
值得祝賀的是，9月11日，國(guó)產(chǎn)的朱雀三號(hào)VTVL-1試驗(yàn)箭，已經(jīng)圓滿完成十公里級(jí)垂直起降返回飛行試驗(yàn)，成為國(guó)產(chǎn)火箭回收技術(shù)里程碑式的事件。
不過(guò)，在衛(wèi)星及發(fā)射成本大幅度降低之前，一些公司也選擇了小規(guī)模商業(yè)化。
比如時(shí)空道宇在龐大的吉利生態(tài)支持下，于2023年完成自研的衛(wèi)星通信技術(shù)率先在吉利車型上量產(chǎn)上車。
2023年，時(shí)空道宇與馬來(lái)西亞電信運(yùn)營(yíng)商Altel公司簽約，利用星座技術(shù)加速馬來(lái)西亞智慧港口、智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)；2024年，時(shí)空道宇完成星座首次海外商用部署測(cè)試，并與阿曼衛(wèi)星通信公司Azyan Telecom 達(dá)成戰(zhàn)略合作，雙方計(jì)劃在中東地區(qū)和非洲推動(dòng)吉利未來(lái)出行星座商業(yè)化服務(wù)，推動(dòng)手機(jī)直連衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)落地。
所以，未來(lái)有著物聯(lián)網(wǎng)載體的星座建設(shè)者，可能會(huì)成為商業(yè)化的先行者。不過(guò)這樣商業(yè)化的成本和收益幾何，目前尚沒(méi)有數(shù)據(jù)支持。
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