中國(guó)“星網(wǎng)”邁向新軌道

劉愛國(guó)

1984年4月8日，第一顆國(guó)產(chǎn)靜止地球軌道試驗(yàn)通信衛(wèi)星“東方紅2號(hào)”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功，中國(guó)成為世界上第5個(gè)獨(dú)立研制和發(fā)射靜止地球軌道衛(wèi)星的國(guó)家。1986年2月1日，長(zhǎng)征3號(hào)運(yùn)載火箭再次將“東方紅2號(hào)”實(shí)用通信廣播衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，標(biāo)志著中國(guó)已全面掌握運(yùn)載火箭技術(shù)，衛(wèi)星通信進(jìn)入實(shí)用階段。

此后30多年里，中國(guó)衛(wèi)星通信和廣播電視事業(yè)迅猛發(fā)展，偏遠(yuǎn)地區(qū)的通信和廣播電視傳輸條件得到極大改善。到上世紀(jì)90年代中期，中國(guó)已建成聯(lián)接19個(gè)省市的衛(wèi)星數(shù)字通信網(wǎng)，從CCTV到各省、市電視臺(tái)紛紛設(shè)立衛(wèi)星頻道。

然而，隨著地面通信技術(shù)（4G、5G通信等）與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)靜止地球軌道衛(wèi)星通信面臨越來(lái)越尷尬的局面。尤其從2015年開始，全球靜止軌道商業(yè)通信衛(wèi)星年訂單量迅速縮水到原來(lái)的一半。與之形成鮮明對(duì)比的，是低軌道高通量小衛(wèi)星市場(chǎng)迅速崛起。

從高軌走向低軌：新一輪太空圈地

上世紀(jì)90年代末，不少人提出要建設(shè)全球低軌互聯(lián)網(wǎng)星座的宏偉計(jì)劃，其中包括當(dāng)時(shí)如日中天的微軟公司。但銥星的慘痛教訓(xùn)讓投資者們心有余悸——過(guò)于超前的商業(yè)導(dǎo)致市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)失敗。

直到2012年以后，隨著OneWeb和Starlink（“星鏈”計(jì)劃）等星座計(jì)劃的提出和實(shí)施，低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設(shè)再次迎來(lái)新一輪風(fēng)口。截至2020年3月OneWeb申請(qǐng)破產(chǎn)保護(hù)前，戰(zhàn)略投資者總計(jì)向OneWeb投資34億美元。盡管沒能挺過(guò)2020年由新冠肺炎疫情引發(fā)的金融動(dòng)蕩，但OneWeb終究讓上世紀(jì)末的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)想從紙面走向現(xiàn)實(shí)，開啟了中低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座的建設(shè)熱潮。

隨后，圍繞衛(wèi)星軌道和頻率的競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈，在“先到先得”的國(guó)際申請(qǐng)慣例下，誰(shuí)先把衛(wèi)星發(fā)射上天，誰(shuí)就優(yōu)先占據(jù)地利優(yōu)勢(shì)。各國(guó)科技巨頭和商業(yè)航天初創(chuàng)企業(yè)紛紛提出了自己的星座計(jì)劃，新一輪全球競(jìng)賽大幕就此拉開。在國(guó)家力量加持下，俄羅斯、加拿大、韓國(guó)、印度等國(guó)紛紛進(jìn)場(chǎng)，積極搶占低軌衛(wèi)星通信發(fā)展主動(dòng)權(quán)。而美國(guó)除了OneWeb、SpaceX等新興科技公司外，亞馬遜、波音等科技巨頭也不甘落后，相繼提出了各自的星座計(jì)劃。

根據(jù)公開資料顯示，目前全球宣布衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座計(jì)劃的公司超過(guò)30家，部署衛(wèi)星計(jì)劃達(dá)5萬(wàn)顆以上。然而，由于資金、技術(shù)、頻段資源等各方面條件限制，絕大部分星座目前處于規(guī)劃階段。據(jù)航天市場(chǎng)研究咨詢公司Northern Sky Research（NSR）2020年預(yù)測(cè)，大約只有18%的星座能走到發(fā)射階段。

目前來(lái)看，以SpaceX為首的美國(guó)科技公司領(lǐng)先一步。Starlink已在北美地區(qū)試運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間，2021年內(nèi)可能提供覆蓋全球互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。據(jù)SpaceX高管預(yù)計(jì)，未來(lái)Starlink的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)每年可帶來(lái)300億美元收入，是其現(xiàn)有火箭業(yè)務(wù)年收入的10倍以上。

中國(guó)“星網(wǎng)”崛起，布局低軌賽道

中國(guó)科技公司的星座計(jì)劃，提出時(shí)間僅比Starlink晚一年左右。2016年至2018年間，航天科技、航天科工、中國(guó)電科、中國(guó)電信等國(guó)家隊(duì)紛紛提出了各自的低軌互聯(lián)網(wǎng)星座建設(shè)方案，并陸續(xù)發(fā)射了試驗(yàn)星。

2018年12月22日，長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心將航天科工集團(tuán)“虹云工程”的首發(fā)星送入軌道。僅一周后，搭載航天科技集團(tuán)“鴻雁”星座首發(fā)星“重慶號(hào)”的長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星中心再次發(fā)射成功。兩顆技術(shù)驗(yàn)證星的發(fā)射成功，標(biāo)志著中國(guó)低軌寬帶通信衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)邁出實(shí)質(zhì)性步伐。

與此同時(shí)，民營(yíng)企業(yè)也趁著商業(yè)航天的政策利好迅速崛起。2018年4月投入運(yùn)營(yíng)的銀河航天，由資深互聯(lián)網(wǎng)人徐鳴創(chuàng)辦，在不到一年時(shí)間完成三輪融資，其中不乏順為、IDG、晨興、高榕、源碼、君聯(lián)等移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的“明星”資本。2020年11月，銀河航天宣布完成最新一輪融資時(shí)，投后估值已接近80億元人民幣。

起盤階段順風(fēng)順?biāo)你y河航天，將精力聚焦在研發(fā)對(duì)標(biāo)Starlink的低軌小衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)上。而創(chuàng)辦時(shí)間更早的九天微星，在經(jīng)歷了曲折探索后，逐漸從一些應(yīng)用市場(chǎng)打開局面。各方力量的入局、社會(huì)資本的熱捧掀起了中國(guó)低軌星座建設(shè)的第一個(gè)小高潮。

截至2018年年底，國(guó)內(nèi)已發(fā)布的低軌衛(wèi)星星座計(jì)劃超過(guò)27項(xiàng)，其中由民營(yíng)企業(yè)發(fā)起的星座項(xiàng)目就有14個(gè)。根據(jù)計(jì)劃，到2025年前，中國(guó)將發(fā)射約3100顆商業(yè)衛(wèi)星。這段時(shí)期，創(chuàng)新主體的技術(shù)探索和經(jīng)驗(yàn)沉淀，極大地推動(dòng)了中國(guó)衛(wèi)星制造產(chǎn)業(yè)的思維變革。從國(guó)有企業(yè)到民營(yíng)初創(chuàng)公司，各家通過(guò)內(nèi)部立項(xiàng)或自籌資金開展了第一輪低軌通信驗(yàn)證星的研制，完成了早期技術(shù)能力積累。中國(guó)企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和技術(shù)集成上吸收了國(guó)外的先進(jìn)思想，融合本土創(chuàng)新要素，規(guī)?；?、批量化生產(chǎn)衛(wèi)星的智能工廠紛紛籌建落地。

但是，衛(wèi)星制造畢竟是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。SpaceX、OneWeb可以借力整個(gè)美國(guó)乃至西方國(guó)家的工業(yè)科技體系為其提供配套。而被重重封鎖的中國(guó)科技企業(yè)雖然在部分技術(shù)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了突破追趕，但在關(guān)鍵工藝和核心零部件上仍然存在諸多短板。

發(fā)射一顆小衛(wèi)星上天很容易，但是要做到兼顧功能強(qiáng)大、可靠耐用，還得足夠低成本，卻極為不易。況且，商業(yè)星座需要大量前期建設(shè)投入，然后通過(guò)銷售數(shù)據(jù)服務(wù)逐年回本，這需要強(qiáng)大力量推動(dòng)終端應(yīng)用市場(chǎng)開拓?！爸袊?guó)星座”要想從激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中突出重圍，充分發(fā)揮新型舉國(guó)體制的優(yōu)勢(shì)，組建由國(guó)家統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、各方力量充分參與的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)公司勢(shì)在必行。

2020年4月20日，國(guó)家發(fā)改委將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)列為新基建中的信息基礎(chǔ)設(shè)施，意味著以低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)為代表的太空基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上升到國(guó)家意志層面。2021年4月28日，國(guó)務(wù)院國(guó)資委發(fā)布關(guān)于組建中國(guó)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司的公告，新組建的“星網(wǎng)”公司總部落地河北雄安新區(qū)，注冊(cè)資本100億元。這也是國(guó)資委公布的央企名單中僅次于電信、聯(lián)通、移動(dòng)之后的又一家通信運(yùn)營(yíng)商。至此，中國(guó)“星網(wǎng)”公司破繭而出。

天地一盤棋，實(shí)現(xiàn)體系降本增效

從技術(shù)、成本等角度綜合來(lái)看，中國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)目前還需要經(jīng)歷一個(gè)較為漫長(zhǎng)的投入過(guò)程。放大到整個(gè)新基建藍(lán)圖上看，“中國(guó)星座”并不宜盲目對(duì)標(biāo)或者急于趕超國(guó)外星座，更應(yīng)結(jié)合當(dāng)前國(guó)情和實(shí)際需求，充分發(fā)揮現(xiàn)存優(yōu)勢(shì)，尋找更高效率和更穩(wěn)健的建設(shè)方案。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目前尚存缺陷，短期內(nèi)只能作為地面網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充存在。在城市多且密集度高的中國(guó)，地面通信效率遠(yuǎn)高于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。如今中國(guó)地面4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋率遠(yuǎn)超美國(guó)，行政村4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋率已超98%，5G技術(shù)領(lǐng)跑全球。

此外，低軌通信星座建設(shè)周期長(zhǎng)、投入巨大，成本是其中的核心考量因素之一。如果空間互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本無(wú)法與地面網(wǎng)絡(luò)相提并論，則衛(wèi)星星座的商業(yè)價(jià)值將大打折扣。目前，國(guó)內(nèi)商業(yè)航天企業(yè)雖然在部分技術(shù)上已經(jīng)取得突破，但是生產(chǎn)能力和產(chǎn)品成熟度與SpaceX還有相當(dāng)差距，需要降低用戶使用成本，增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

工欲善其事必先利其器。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略意義重大，更宜穩(wěn)步推進(jìn)，首先打破關(guān)鍵技術(shù)和建設(shè)成本的制約瓶頸，避免盲目和低效率投入。下好星座計(jì)劃這盤“棋”，就是在新型舉國(guó)體制作用下的擇優(yōu)扶強(qiáng)和有序競(jìng)爭(zhēng)。在國(guó)家統(tǒng)籌規(guī)劃和一體推動(dòng)下，降低行業(yè)的“力不從心”和“內(nèi)卷競(jìng)爭(zhēng)”程度。同時(shí)，中國(guó)低軌通信星座要早日實(shí)現(xiàn)規(guī)模化部署，還需要加快推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈整體創(chuàng)新，革新研制生產(chǎn)和采購(gòu)方式，并結(jié)合國(guó)內(nèi)地面基站數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)，探索論證更高效率的“天地一體化”網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案，實(shí)現(xiàn)整個(gè)體系降本增效。

仰望星空的底氣，源自于向天突圍的魄力，更離不開腳踏實(shí)地的努力。期待蒼穹之上，早日閃耀中國(guó)星座的光芒，更期待這些來(lái)自太空的技術(shù)紅利，早日成為造福人類、推動(dòng)社會(huì)不斷向前發(fā)展的源源動(dòng)力。

（作者系鈦禾智庫(kù)研究員）

（責(zé)編 王茜 美編 趙佳）