專(zhuān)家談中國(guó)商業(yè)航天如何“逆襲”

本報(bào)記者　馬俊

近年來(lái)隨著美國(guó)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)商業(yè)航天的關(guān)注度也越來(lái)越高。24日恰逢第三個(gè)“中國(guó)航天日”，首次召開(kāi)的中國(guó)航天大會(huì)也重點(diǎn)討論了商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。中國(guó)發(fā)展商業(yè)航天的優(yōu)勢(shì)何在？當(dāng)前流行的小型衛(wèi)星星座計(jì)劃到底有多大可行性？《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者就此采訪了多位中國(guó)航天專(zhuān)家。

發(fā)展商業(yè)航天，中國(guó)應(yīng)走哪條路？

對(duì)于大部分民眾而言，每次提到商業(yè)航天時(shí)，首先想起的都是美國(guó)太空探索技術(shù)公司、藍(lán)色起源公司等新興航天企業(yè)，尤其是它們研制的新概念大推力火箭陸續(xù)發(fā)射升空，對(duì)傳統(tǒng)航天發(fā)射市場(chǎng)帶來(lái)巨大沖擊。

與站在航天巨人NASA肩膀上起家的美國(guó)商業(yè)火箭公司比起來(lái)，中國(guó)的火箭技術(shù)還有很長(zhǎng)的路要走。走美國(guó)開(kāi)辟的商業(yè)航天發(fā)射這條道路適合中國(guó)嗎？不少人認(rèn)為，或許從中國(guó)更拿手的衛(wèi)星和航天器參與商業(yè)衛(wèi)星開(kāi)發(fā)，更有前途。

小火箭工作室與微信公眾號(hào)“小火箭”的創(chuàng)始人邢強(qiáng)博士24日告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，受資金需求、設(shè)計(jì)周期和產(chǎn)品供應(yīng)鏈特點(diǎn)的影響，微小衛(wèi)星企業(yè)的發(fā)展速度會(huì)明顯快于商業(yè)火箭企業(yè)。但與西方不同的是，因?yàn)榉N種原因，中國(guó)研制的衛(wèi)星很難在國(guó)際市場(chǎng)上利用其他國(guó)家火箭進(jìn)行商業(yè)發(fā)射，這就要求中國(guó)商業(yè)發(fā)射能力得同步發(fā)展，不能偏科。

北京空間科技信息研究所所長(zhǎng)原民輝對(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者表示，無(wú)論運(yùn)載火箭還是衛(wèi)星都是商業(yè)航天的組成部分，中國(guó)商業(yè)航天如何優(yōu)先發(fā)展，應(yīng)該根據(jù)市場(chǎng)需求來(lái)分析。既然要講商業(yè)，就必須考慮市場(chǎng)和成本問(wèn)題，不僅要看技術(shù)條件，還得看商業(yè)模式。例如光有大運(yùn)力的火箭，沒(méi)有足夠數(shù)量的衛(wèi)星發(fā)射需求，運(yùn)力就是浪費(fèi)。太空探索技術(shù)公司之所以發(fā)展“獵鷹重型”這樣的大推力火箭，主要是低成本和瞄準(zhǔn)美國(guó)發(fā)射大型軍用衛(wèi)星的需求。另一方面，衛(wèi)星也不是越多越好，還要考慮到太空軌道和通信頻率的限制，有很多制約條件。

他認(rèn)為，從市場(chǎng)需求的角度而言，未來(lái)首先應(yīng)該大力發(fā)展衛(wèi)星應(yīng)用，只有衛(wèi)星的應(yīng)用做起來(lái)了，社會(huì)才需要更多的衛(wèi)星，有了更多的衛(wèi)星發(fā)射需求，才會(huì)需要有更大、更多、更便宜的火箭。因此中國(guó)應(yīng)更多推出通信、遙感、導(dǎo)航等面向大眾的應(yīng)用系統(tǒng)和產(chǎn)品，促進(jìn)我們對(duì)天基衛(wèi)星的需求，從而帶動(dòng)從衛(wèi)星研制、制造乃至運(yùn)載火箭發(fā)射等全產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

各國(guó)發(fā)展小衛(wèi)星星座背后是軌道與頻譜之爭(zhēng)

在商業(yè)衛(wèi)星領(lǐng)域，近年來(lái)最讓世人震撼的項(xiàng)目莫過(guò)于太空探索技術(shù)公司提出的“星鏈計(jì)劃”。該計(jì)劃的第一步就準(zhǔn)備發(fā)射多達(dá)1600顆微型衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)依托衛(wèi)星通信的天基互聯(lián)網(wǎng)，而最終計(jì)劃是利用超過(guò)1.2萬(wàn)顆運(yùn)行在中低軌道的微型衛(wèi)星組成覆蓋全球的衛(wèi)星網(wǎng)。2018年2月，該計(jì)劃的第一批兩顆驗(yàn)證星已經(jīng)成功升空。此外，谷歌等諸多美國(guó)公司也提出類(lèi)似的微小衛(wèi)星星座計(jì)劃，它們發(fā)射的衛(wèi)星數(shù)量同樣驚人，從數(shù)百顆到數(shù)千顆不等。在對(duì)微小衛(wèi)星星座發(fā)展前景看好的同時(shí)，專(zhuān)業(yè)人士也提出了從搶占資源到太空垃圾威脅的一系列擔(dān)心。

邢強(qiáng)表示，外界首先擔(dān)心的是這些微小衛(wèi)星星座計(jì)劃暗藏對(duì)太空軌道資源的“跑馬圈地”。他說(shuō)，太空軌道能容納的衛(wèi)星數(shù)量有限，雖然有聯(lián)合國(guó)相關(guān)組織機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理，但是今后難免會(huì)出現(xiàn)“先到先得”的占位搶位局面。其實(shí)在距離地面3.6萬(wàn)公里的地球靜止軌道上各國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)“搶座位”的現(xiàn)象，最后不得不依賴國(guó)際電信聯(lián)盟進(jìn)行協(xié)調(diào)。

然而具備將衛(wèi)星送入地球靜止軌道能力的還只有少數(shù)航天強(qiáng)國(guó)，相比之下，微小衛(wèi)星星座的運(yùn)行軌道高度大多在300-1000公里，更多國(guó)家、甚至有些商業(yè)發(fā)射公司都具備將衛(wèi)星送入近地軌道的能力，再加上衛(wèi)星市場(chǎng)豐厚利潤(rùn)的鼓舞，由此產(chǎn)生的競(jìng)爭(zhēng)也要激烈得多。

除了軌道資源外，衛(wèi)星通信頻率同樣是太空爭(zhēng)奪暗戰(zhàn)中的焦點(diǎn)。邢強(qiáng)介紹說(shuō)，無(wú)論是通信衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星還是導(dǎo)航衛(wèi)星，都需要特定范圍的無(wú)線電頻率上下傳遞數(shù)據(jù)。但尷尬的是，如果兩顆衛(wèi)星使用的無(wú)線電頻率接近，哪怕它們的位置并不相鄰乃至距離甚遠(yuǎn)，都會(huì)相互干擾。從這個(gè)意義上講，頻率爭(zhēng)奪比軌道爭(zhēng)奪更為敏感。

在這樣軌道、頻率資源競(jìng)爭(zhēng)激烈的背景下，美國(guó)商業(yè)公司的微小衛(wèi)星星座計(jì)劃動(dòng)輒發(fā)射上千顆衛(wèi)星，通過(guò)多發(fā)衛(wèi)星、優(yōu)先占據(jù)資源無(wú)疑是“理所當(dāng)然”的做法。邢強(qiáng)以大型通信衛(wèi)星為例介紹說(shuō)，其壽命通常在15年，在接近壽命盡頭時(shí)，地面指揮人員會(huì)操縱它飛離軌道，進(jìn)入專(zhuān)門(mén)的“墳場(chǎng)軌道”?？粘鰜?lái)的位置就得根據(jù)國(guó)際規(guī)則重新分配。但小衛(wèi)星星座的做法卻完全不同，雖然每顆小衛(wèi)星的服役時(shí)間可能只有短短幾年甚至幾個(gè)月，但可以不停發(fā)射新衛(wèi)星進(jìn)行補(bǔ)充，理論上整個(gè)星座占據(jù)的軌道和頻率資源是沒(méi)有期限的。他表示，GPS系統(tǒng)就是這樣的模式——雖然理論上GPS星座只需24顆衛(wèi)星，但在幾十年的發(fā)展過(guò)程中，其技術(shù)驗(yàn)證星和補(bǔ)位補(bǔ)軌的衛(wèi)星數(shù)量早就超過(guò)了理論值，并且已經(jīng)順勢(shì)在原軌道上開(kāi)始第三代導(dǎo)航星座。

原民輝認(rèn)為，由于軌道和頻率資源是有限的，我們?cè)诰邆湎鄳?yīng)能力的時(shí)候，也應(yīng)該盡量去爭(zhēng)取份額，為后續(xù)發(fā)展留有空間。目前中國(guó)也推出了全球低軌衛(wèi)星星座“鴻雁”，計(jì)劃發(fā)射300顆以上的衛(wèi)星提供可隨時(shí)隨地使用的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)，首顆星計(jì)劃于今年發(fā)射。

太空垃圾怎么破

微小衛(wèi)星星座計(jì)劃帶來(lái)的另一個(gè)憂慮是太空垃圾問(wèn)題。由于微小衛(wèi)星星座的單顆衛(wèi)星壽命短、可靠性相對(duì)較低，會(huì)不斷產(chǎn)生大量的退役或故障衛(wèi)星，一旦處理不得當(dāng)，就會(huì)成為源源不斷的太空垃圾。邢強(qiáng)建議，未來(lái)可以在小衛(wèi)星設(shè)計(jì)時(shí)就增加功能，讓它能在服役快結(jié)束時(shí)自動(dòng)進(jìn)入稠密大氣層焚毀。考慮到小衛(wèi)星的體積和質(zhì)量較小，基本都可以在進(jìn)入大氣層時(shí)被燒掉，殘骸落到地面造成威脅的可能極小。

原民輝對(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者強(qiáng)調(diào)，微小衛(wèi)星星座計(jì)劃會(huì)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)，全球國(guó)家應(yīng)該聯(lián)合起來(lái)制定規(guī)則，防止地球軌道出現(xiàn)惡性競(jìng)爭(zhēng)，保護(hù)太空環(huán)境?！?/p>