商業(yè)航天，下一個(gè)基建賽道

向治霖

才過去的2021年，無疑是一個(gè)中國(guó)航天事業(yè)的“大年”，最為世人矚目的成就，當(dāng)屬天和空間站的建設(shè)完成，以及先后兩次的載人航天工程實(shí)現(xiàn)。

可以說，航天事業(yè)從誕生的那刻起，即代表一個(gè)國(guó)家的硬科技實(shí)力水平。航天工程中的“國(guó)家隊(duì)”表現(xiàn)，體現(xiàn)了我國(guó)毋庸置疑的第一梯隊(duì)實(shí)力。

但在農(nóng)歷新年前夕，一則不那么起眼的新聞，則體現(xiàn)了我國(guó)航天事業(yè)中“民間力量”的崛起。據(jù)人民日?qǐng)?bào)1月18日?qǐng)?bào)道，“中國(guó)民營(yíng)航天的領(lǐng)頭羊”銀河航天，其6顆低軌寬帶通信衛(wèi)星已經(jīng)從自助建設(shè)的衛(wèi)星研發(fā)線下線，完成了出廠評(píng)審，運(yùn)抵發(fā)射場(chǎng)。

它的意義在于，“這是我國(guó)首次批量研制低軌寬帶通信衛(wèi)星”。

這個(gè)消息沒能掀起波浪，兩排共6顆的小衛(wèi)星，明顯不如天和空間站看起來恢宏磅礴。不過，這依然是一個(gè)值得關(guān)注的消息。首先，它是航天技術(shù)在我國(guó)的民營(yíng)化進(jìn)程中可喜的一步。其次，更重要的是，它關(guān)乎一個(gè)新的基建事業(yè)。

新的基建是指“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”—2020年4月，國(guó)家發(fā)改委明確新型基礎(chǔ)設(shè)施的范圍，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)作為通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施被納入新基建。

作為基建，其重要性不言自明。更值得注意的是，這一次“新的基建”，其特征也與此前大有不同。

如果對(duì)商業(yè)航天略有關(guān)注，那就不難覺察到上述消息的意義，所謂的“低軌寬帶通信衛(wèi)星”，不正是馬斯克麾下SpaceX的“星鏈衛(wèi)星”嗎？

而要解釋清楚，就不得不先做了解，什么是“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”。

通俗地理解，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是指，由帶有網(wǎng)絡(luò)接入功能和通信功能的衛(wèi)星提供的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。這就是說，用衛(wèi)星代替了地面上的基站。

我們知道，互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)作背后，是端對(duì)端的數(shù)據(jù)的傳輸和交換?，F(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中，個(gè)人的智能手機(jī)是一個(gè)終端，經(jīng)由路由器提供的Wi-Fi，接入了以光纜為介質(zhì)的信息交換道路。接著，信息抵達(dá)核心網(wǎng)，在核心區(qū)服務(wù)器完成數(shù)據(jù)的申請(qǐng)、獲得，最終交換反饋，回到個(gè)人的智能手機(jī)。

“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”的機(jī)制同理，只不過區(qū)別是，數(shù)據(jù)的交換是有空中的衛(wèi)星完成。正因如此，它也被稱為“天基網(wǎng)絡(luò)”。相應(yīng)地，我們當(dāng)下使用做多的地面基站網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，也被稱為“地基網(wǎng)絡(luò)”。

然而，問題也在此刻浮現(xiàn)：地基網(wǎng)絡(luò)能夠滿足需求，又何必“上天”呢？

天基網(wǎng)絡(luò)的建成必要性，可分為兩個(gè)層面。首先是，天基網(wǎng)絡(luò)在機(jī)制上，比起地基網(wǎng)絡(luò)有較大優(yōu)勢(shì)，兩者可以形成互補(bǔ)的關(guān)系。其次是，在現(xiàn)實(shí)世界中，天基網(wǎng)絡(luò)本就有很大的市場(chǎng)需求。

天基網(wǎng)絡(luò)的機(jī)制優(yōu)勢(shì)不難理解。由于基站在“天上”，因此，天基網(wǎng)絡(luò)的搭建過程，可以無視地面因素。那么，無論在高山峭壁，還是在荒漠大海，都能夠通過天基網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)。這是地基網(wǎng)絡(luò)無法比擬的優(yōu)勢(shì)。

由此而來的，則是對(duì)兩者成本效益的經(jīng)濟(jì)考量。在特定的場(chǎng)景下，天基網(wǎng)絡(luò)的性價(jià)比更高，能夠滿足企業(yè)的盈利需求。

這也不難理解，遑論荒漠、海洋這樣的極端場(chǎng)景，就算是在稍微偏僻的地區(qū)，隨著地勢(shì)深入，地基網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本越來越高，而相關(guān)片區(qū)的人口越來越少，這意味著市場(chǎng)越來越小，地基網(wǎng)絡(luò)很難收回成本，這甚至變成一項(xiàng)長(zhǎng)期的虧本買賣。

以上緣由，導(dǎo)致地基網(wǎng)絡(luò)在發(fā)達(dá)地區(qū)密集建成，在落后地區(qū)卻難以接入，“旱的旱死，澇的澇死”。即便在美國(guó)，據(jù)美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)2019年數(shù)據(jù)，仍有2100萬美國(guó)人根本沒有接入任何寬帶。

放眼全球，沒有使用過互聯(lián)網(wǎng)的人口更多。根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)世界統(tǒng)計(jì)（IWS）2020年數(shù)據(jù)顯示，全球仍然有近30億人不能連接網(wǎng)絡(luò)。

放眼全球，沒有使用過互聯(lián)網(wǎng)的人口更多。根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)世界統(tǒng)計(jì)（IWS）2020年數(shù)據(jù)顯示，全球仍然有近30億人不能連接網(wǎng)絡(luò)。

由此而來的，自是天基網(wǎng)絡(luò)能夠覬覦的商業(yè)市場(chǎng)。據(jù)美國(guó)衛(wèi)星工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2018年全球衛(wèi)星行業(yè)總產(chǎn)值2774億美元，保持穩(wěn)健增長(zhǎng)。

更不能忽視的是，它仍處于起步階段，市場(chǎng)遠(yuǎn)未能得到充分開拓。

在巨大的市場(chǎng)當(dāng)前，各方力量當(dāng)然不會(huì)閑著。從SpaceX成功實(shí)施“星鏈計(jì)劃”以來，短短三四年間，賽道中加入了許多重磅選手。

目前來看，處在國(guó)際領(lǐng)先水平的項(xiàng)目，分別是SpaceX的星鏈計(jì)劃（Starlink），英國(guó)衛(wèi)星通信公司的“一網(wǎng)工程”（OneWeb），以及亞馬遜的“柯伊伯計(jì)劃”（Kuiper）。

中國(guó)自然不會(huì)缺席，在對(duì)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)部署中，國(guó)內(nèi)企業(yè)被分為“兩大陣營(yíng)”。一是“國(guó)家隊(duì)”主導(dǎo)的“行云”“鴻云”“鴻雁”等項(xiàng)目，二是以銀河航天、九天微星等民營(yíng)企業(yè)代表建設(shè)的項(xiàng)目。

可以看到，無論是“捷足先登”的，還是后起之秀，競(jìng)逐的各方已經(jīng)各就各位。然而遺憾的是，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)終局，勢(shì)必不會(huì)出現(xiàn)百花齊放的盛勢(shì)，只會(huì)出現(xiàn)贏家通吃的現(xiàn)實(shí)。

為什么？這就涉及衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)“新的基建”的特殊性—它的資源極度稀缺，用完就沒了。此處的資源主要有兩個(gè)：軌道資源和頻譜資源。

無論軌道資源還是頻譜資源，它們都在“空中”，然而現(xiàn)實(shí)是，我們只擁有一個(gè)太空。這就意味著，對(duì)軌道和頻譜的開墾運(yùn)用，無法像對(duì)地質(zhì)資源的開發(fā)那樣“圈定”起來用。在太空上，先下手為強(qiáng)，再后來的對(duì)手“湯都端不上”。

至于太空資源的分配規(guī)則，我們不妨從商業(yè)航天的歷史入手—

人類對(duì)太空的探索從1965年開啟，在那一年，國(guó)際通信衛(wèi)星組織發(fā)射了第一顆國(guó)際通信衛(wèi)星。此后半個(gè)多世紀(jì)，隨著航天科技的迭代升級(jí)，商業(yè)航天形態(tài)呈現(xiàn)出明顯的階段性。銀河航天CEO徐銘稱之為1.0、2.0、3.0三個(gè)階段。

首先是1.0時(shí)期，就從1965年算起，這是的航天體制是“國(guó)家任務(wù)+公司體制”模式為唯一。值得注意的是，這階段的通信衛(wèi)星是以 GEO衛(wèi)星為主，也即“地球靜止軌道衛(wèi)星”。它的優(yōu)勢(shì)是，衛(wèi)星的服務(wù)范圍廣闊，因此，組成全球網(wǎng)絡(luò)僅需要十幾顆衛(wèi)星甚至幾顆（理論上，3顆GEO通信衛(wèi)星就可以覆蓋全球）。

但它的缺點(diǎn)也是明顯的。由于GEO衛(wèi)星軌道高、質(zhì)量大，對(duì)技術(shù)的要求也更高。于是毫無疑問，這樣“高造價(jià)、高可靠、高成本”特征，唯有在國(guó)家力量的主持之下才能持續(xù)。

商業(yè)航天的2.0時(shí)代，“銥星計(jì)劃”是個(gè)代表工程。1987年，當(dāng)時(shí)的通信巨頭摩托羅拉就發(fā)現(xiàn)了衛(wèi)星通信的價(jià)值，著手進(jìn)行銥星計(jì)劃。受制于技術(shù)限制和商業(yè)需求，銥星計(jì)劃采用了“低地球軌道通信衛(wèi)星”，這種衛(wèi)星軌道低、質(zhì)量小，成本相對(duì)好控制。

不過，銥星計(jì)劃是一個(gè)“過于超前”的工程。根據(jù)計(jì)劃，它由66顆星組成，提供移動(dòng)電話、尋呼和數(shù)據(jù)傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)。但在當(dāng)時(shí)，衛(wèi)星研制和發(fā)射的成本過高，這導(dǎo)致銥星計(jì)劃的投資方以破產(chǎn)結(jié)束。

銥星計(jì)劃的失敗，原因是多方面的，其中不容忽視的是，銥星公司并不掌握核心技術(shù)。在組網(wǎng)過程中，衛(wèi)星研制，衛(wèi)星發(fā)射，無不依靠產(chǎn)業(yè)鏈的支持，這導(dǎo)致成本居高不下，“拳頭產(chǎn)品”受制于他人。

終于到了3.0時(shí)代，馬斯克的SpaceX是其中代表。這階段的商業(yè)模式經(jīng)過大改，首先是，由于信息技術(shù)從2G過渡到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，星鏈計(jì)劃的發(fā)射衛(wèi)星數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過銥星計(jì)劃，達(dá)到了約42000顆。另外，更大的改變是， SpaceX搭建起從衛(wèi)星研制、衛(wèi)星發(fā)射、后臺(tái)控制等一整個(gè)的產(chǎn)業(yè)鏈，有效地壓低了成本。

然而，SpaceX的成就固然不凡，但這也帶來了資源分配的問題。據(jù)科學(xué)界估算，低地球軌道上，可容納的衛(wèi)星數(shù)量在6萬顆。那么，光是“星鏈計(jì)劃”就占用其中近三分之二，它豈不是成為低軌道太空上的“壟斷者”？

另一方面，隨著無線技術(shù)的更新迭代，乃至海量終端下“萬物互聯(lián)”的愿景，頻譜資源也趨于緊張。

我們知道，無線通話也好，無線上網(wǎng)也好，信息都是通過空中的無線電波進(jìn)行傳輸。那么，為了避免信號(hào)干擾，不同的信息占用了不同的頻段。在世界范圍內(nèi)，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）是頻譜分配的規(guī)則制定者，原則上實(shí)行的是“先報(bào)者得”。這意味著，已經(jīng)被開發(fā)的頻段，就不被允許后來者挪作他用。

要知道，無線電波的頻率范圍雖然很廣，但是，能被用作通信的頻段占比卻很小。即便抱著樂觀的態(tài)度，假設(shè)將來能夠開發(fā)更高頻率的無線電波，當(dāng)中的成本也會(huì)水漲船高。相比占領(lǐng)了優(yōu)質(zhì)頻段的“前輩”，一步慢，步步慢。

歷史上，太空被看作是純潔之地。遺憾的是，這將徹底地成為歷史。

截至2022年2月，星鏈計(jì)劃已經(jīng)累計(jì)發(fā)射近2000顆衛(wèi)星，據(jù)馬斯克在推特宣稱，其中1469顆衛(wèi)星處于活動(dòng)狀態(tài)，272顆衛(wèi)星即將進(jìn)入運(yùn)行軌道。

可是另一方面，星鏈計(jì)劃在當(dāng)下的觀感不佳，被各界人士廣為批評(píng)。尤其是天文科學(xué)界表示，馬斯克的衛(wèi)星污染了夜空，這使得天文觀測(cè)遭受重創(chuàng)。

離我們更近的一則新聞是，據(jù)媒體報(bào)道，2021年的7月和10月，星鏈衛(wèi)星兩次接近中國(guó)空間站的運(yùn)行軌道，險(xiǎn)些造成碰撞事故。為保證安全，中國(guó)空間站兩次采取緊急規(guī)避措施。

要知道，在目前來說，星鏈計(jì)劃才起步不久，未來還將有約4萬顆星鏈衛(wèi)星“上天”。由此可見，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)作為新的藍(lán)海，其實(shí)依舊充滿變數(shù)。

然而，這不會(huì)改變“太空圈地”的未來趨勢(shì)。除了星鏈計(jì)劃，oneweb和“柯伯伊計(jì)劃”還將發(fā)射數(shù)萬顆衛(wèi)星。畢竟，軌道資源和頻譜資源作為戰(zhàn)略資源，令各方勢(shì)力都無法放棄。

在此前提下，我們能夠進(jìn)一步理解，文章開頭提到的“我國(guó)首次批量研制低軌寬帶通信衛(wèi)星”的成功背后的意義。