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吃瓜科普

必争之地!美俄英德等都发布了方案,我国迈出重要一步

发布时间:2025-04-28 点此:310次

近期,在太原卫星发射中心,长征六号甲运载火箭成功将千帆极轨01组的18颗卫星送入预订轨迹,发射使命获得圆满成功。此次发射的是我国低轨互联网“千帆星座”(也叫“G60星座”)的榜榜首批组网卫星,标志着我国规划在1万颗以上的大型低轨星座,正式摆开建造大幕,也标志着我国向全球卫星互联网范畴迈出了重要一步。
2024年8月6日14时42分,我国在太原卫星发射中心运用长征六号改运载火箭,成功将千帆极轨01组卫星发射升空,卫星顺畅进入预订轨迹。新华社发(郑斌 摄)
这18颗卫星是上海垣信卫星科技有限公司“千帆星座”榜首代卫星(GEN1卫星)中的榜榜首批次。依照规划,“千帆星座”本年估计将发射108颗低轨卫星;到2025年末发射648颗低轨卫星,供给区域网络掩盖;到2027年末完结发射1296颗卫星的一期建造,完结全球网络掩盖;估计到2030年末构成约1.5万颗低轨卫星布置,以完结全球规划内的互联网接入服务。
在国家方针和各方本钱的重视下,卫星互联网作为新蓝海赛道正吸引着更多玩家入局。跟着组网作业的继续深化,未来我国在全球卫星通讯范畴的竞赛力将得到明显提高,然后能够供给更广泛、更高质量的服务。
文|田硕 眺望智库
本文为眺望智库原创文章,如需转载请在文前注明来历眺望智库(zhczyj)及作者信息,否则将严厉追查法律责任。
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抱负的处理计划
提起卫星互联网这个概念,很多人会想到太空探究技能公司(SpaceX)的星链(Starlink)。卫星互联网作为一种依据卫星通讯技能接入互联网的新式网络架构,经过必定数量的卫星构成规划组网,能够浅显地舆解为将地上基站的功用搬入空中的卫星平台,每颗卫星都成为天空中的移动基站,然后辐射全球,为全球规划内的用户供给灵敏快捷的互联网接入等通讯服务,被誉为是继有线互联、无线互联之后的第三代互联网基础设施革新。
2022年2月22日,在美国加利福尼亚州范登堡空军基地,“猎鹰9”火箭发射升空。新华社发(美国太空探究技能公司供图)
互联网现已成为日子作业中的重要基础设施。但互联网是否真的是“无处不在”?依据计算,全球尚有27亿人口、70%的地舆空间,未能完结互联网基础设施的掩盖。一旦到偏僻或欠发达区域,传统的陆地移动通讯服务就力所不及。让运营商去全球各地建基站,明显是不现实的,所以科学家们提出,将基站“搬”到太空中,这便是卫星互联网。
相较于传统互联网,卫星互联网供给了一种抱负的处理计划,能够在无法建造地上基站的遥远区域(如荒漠、草原、沙漠、冰原等)和海洋、空中等区域,构建全球规划内的全天候、全地利移动网络,然后处理了传统地上网络掩盖受限的问题,削减在人口稀疏和偏僻区域树立地上基站的本钱。此外,遇到地震、洪水等特大自然灾害,地上通讯基站和电力体系被大规划损坏时,天上的卫星互联网便能派上用场。
即将于2030年到来的6G通讯要完结从传统地上接入向空六合海全方位多维度接入的改变,网络架构需求支撑天基、空基、地基多种接入方法。这也需求低轨卫星互联网的支撑,以供给更宽广的掩盖规划和更高的通讯可靠性。
需求指出的是,大型低轨星座并不是地上移动通讯网络的替代者或许竞赛者,而是有利的弥补和增强。前者首要服务散布面积广阔,但需求量较低的涣散客户,一起部分弥补后者的服务,而后者依旧是通讯体系的肯定主干。
其时的商业卫星互联网大多选用低轨迹巨型星座体系。高轨卫星间隔地上约3.6万千米,只需求几颗就能完结全球掩盖,但也导致通讯时延伸。低轨卫星通常在距地球表面300千米至2000千米的高度运转,与高轨卫星比较,低轨卫星通讯以其传输时延小、信号损耗低和体系容量高的优势,成为卫星通讯范畴的重要展开方向。但其掩盖规划较小,需求很多布置才干完结全球掩盖。
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一星多用
得益于人工智能、软件、电子等技能展开,卫星互联网也向一星多用方向进化。例如SpaceX的星链团队近年面向美国政府和国防客户推出的“星盾”子产品,卫星上就搭载了预警、遥感等功用模块。现在,几十公斤重的遥感模块即可完结优于1米的对地观测分辩率,满意发现轿车巨细物体、分辩舰艇类型;并可经过多星接力,对特定区域进行24小时不间断观测。除此以外,低轨星座在导航增强、科学实验方面的实用价值也现已被验证。“通(信)、导(航)、遥(感)”一体化服务是未来低轨星座的必定相貌。
若使用于军事,得益于长时间驻留才能,低轨卫星在战场侦查、电子对抗、反导阻拦、通讯保证等方面具有极大的潜力。其所具有的全球化高带宽波束掩盖,可大幅增强戎行的信息化才能。若搭载相关载荷,还能够完结全天候、全地利的天基侦查监督才能,精确地了解战场状况。自2019年起,美国军方就与SpaceX不断加强在星链项目上的协作。在俄乌抵触中,星链的网络支撑使乌军在通讯、侦查等方面获得较大助力。
大型低轨星座还具有极强的生存才能。以星链为例,其规划卫星总数超越4万颗,这意味着只炸毁少量卫星并不会影响体系全体功能,而炸毁很多卫星,又极有或许引发导致人类失掉悉数航天才能的凯斯勒效应。
【注:凯斯勒效应由美国学者唐纳德·J·凯斯勒(Donald J. Kessler)于1978年提出。这一理论以为,当地球周围空间中航天器到达必定数量,一旦其间两者磕碰,发生的碎片又会引发更多连锁磕碰,终究导致地球周边布满碎片,人类在短则几十年长则数百年时间内无法进行包含发射洲际导弹在内的任何航天活动。】
现在学界公认,关于星链等级的星座,偶发磕碰即有或许将1000千米以下的近地轨迹置于风险地步,因而物理上炸毁这类卫星因小失大,防护方应优先考虑电子对抗、假装诈骗等软性手法,特别是不受地球曲率和地上障碍物影响的、依据己方星座建议的软性手法。
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抢占低轨资源
大略测算,在同层与跨层卫星间最小安全间隔均为50千米的状况下,最多只要35个轨迹壳层,总计可包容约17.5万颗低轨卫星。依照其他一些考虑到频率分配的算法,则最多只能包容约6万颗卫星。
在星链计划之前,这样一个数字意味着资源无限可用。但是星链计划履行至今,短短5年内就发射了6000多颗,其终究发射方针约为4.2万颗,这不由让各国感到了近地轨迹空间资源被独占的风险。因为空间轨迹和频段资源的有限性和排他性,低轨卫星互联网已成为各国科技竞赛新赛道,也是“兵家必争之地”。
早在地球同步轨迹卫星独占通讯商场的时代,世界现现已历了一次空间资源紧缺的危机。其时依照防止相撞和彼此搅扰的准则,每颗同步轨迹卫星的漂移规划约束在±0.1°,地球同步轨迹上最多只能布置1800颗卫星。这使得全球卫星通讯简直被发达国家所独占。
全球对近地轨迹资源和无线电频率资源的竞赛十分剧烈,世界电信联盟(International Telecommunication Union, ITU)规则,卫星频率及轨迹资源的优先运用权遵从申报次序准则,谁先提出请求,谁就享有空间轨迹和频率的优先运用权,即“先登先占、先占永得”。一切卫星运营商有必要先向ITU提出请求,从请求到发射是有时效的,不能只订座不参加。7年内有必要发射榜首颗卫星,9年内发射总数有必要到达10%,12年内发射总数需求到达50%,14年内整个星座有必要完结发射。这也对组网星座的项目履行功率提出了严厉要求。近地轨迹乃至无法像地球同步轨迹相同为后发国家保存根本的权力,而先行者将始终坚持独占性的优势和收益。
地球低轨卫星的容量约束约为6万颗,但各国已提交的申报数量已超越7万颗,其间特别以SpaceX的迅猛展开最为有目共睹。从2019年5月23日,榜榜首批60颗星链卫星发射进入太空,到2024年8月6日,星链已发射184批次,共发射卫星6851颗。其间毛病或脱轨538颗,在轨6313颗,正在运转的卫星6239颗,处于运转轨迹的卫星5823颗。
星链现已做到了全球事务掩盖,获准在99个国家运营,用户打破300万户,成为全球规划最大的商业宽带卫星群。2023年11月,SpaceX宣告星链事务现已完结正现金流,开端盈余。英国一网公司(One Web)紧随其后,从2019年2月27日发射首颗实验卫星以来,现在在轨卫星数量已超越600颗,其星座计划现已挨近布置完结。
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时不我与,蓄势待发
美国、英国、加拿大、俄罗斯、德国等国都连续发布了低轨卫星互联网组网计划。构建互联网卫星星座,不光有实用性,并且有紧迫性。
2020年4月,我国初次将卫星互联网归入“新基建”范畴,卫星互联网建造上升至国家战略性工程。2021年4月,我国卫星网络集团有限公司建立,担任统筹规划我国卫星互联网范畴展开。其建立是我国卫星通讯、卫星使用工业的一个里程碑。第二年国家卫星互联网建造计划“星网工程”正式立项。
现在除了“千帆星座”之外,我国还规划了别的两个星座计划,其间一个是由我国卫星网络集团有限公司牵头的“GW星座”,计划打造一个由1.3万颗卫星组成的我国星链主体。2020年,“GW星座”向ITU提交了星座频轨请求,其间GW-A59子星座6080颗,散布在500-600千米的轨迹;GW-A2子星座6912颗,散布在1145千米的轨迹。另一个是蓝箭航天旗下鸿擎科技主导的“鸿鹄星座”,2024年5月,鸿擎科技向ITU提交了频轨请求,将在160个轨迹平面上一共发射1万颗卫星。
现在,星链的首要客户来自常驻偏僻区域的安排和居民、航空、车船以及防务相关事务,全球总用户超越300万。现实上,这仅仅终究潜在客户的一小部分。归纳中、美、欧等方面研讨,未来自动驾驶轿车和航空器、物联网、因各种原因被逼脱离地上网络掩盖的人员、无人操作设备等,都是大型低轨星座十分确认的用户,其数量超出现有几个数量级。因而,咱们国家相同有望构建起经济上可继续的大型低轨星座,做大国民经济蛋糕。
关于“星链”计划或许带来的应战,有剖析人士以为,它必定不是一个单纯的商业计划,现实上空天资源的抢夺一直是大国角力的“战场”。从技能研讨视点,咱们能做的是加速推进研讨进展,打破核心技能,赶快请求抢占。在此基础上积极参加世界规范化安排展开的卫星规范拟定作业,争夺占有卫星规范拟定的主导权。一起应当考虑在卫星互联网和其他太空范畴展开世界协作,积极参加到各类世界项目的协作与规范拟定之中,提高我国在卫星范畴的世界影响力。
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商业航天,必定选择
传统意义上,航天由国家主导。而现在,单纯依托“国家队”明显已难以满意职业展开的需求。鼓舞和支撑民营商业航天企业参加,成为推进职业展开的必定趋势,也成为推进科技进步和工业晋级的新引擎。作为新质生产力的代表性新兴工业之一,商业航天正从导入期转向生长时间,其所获得的成果,离不开方针的支撑。
2024年6月3日,航天科工火箭技能有限公司快舟火箭结构设计师查看产品内部状况。新华社记者 胡竞文 摄
我国商业航天起步于2014年。2014年11月,国务院初次发布《鼓舞民间本钱参加国家民用空间基础设施建造的辅导定见》。自此,商业航天在我国正式破冰起航。2024年,商业航天初次被写入政府作业陈述。《中共中央关于进一步全面深化改革、推进我国式现代化的决议》更是再次提及展开航空航天、人工智能等新质生产力,加速推进我国式现代化的方针。
各级地方政府也对商业航天表现出越来越多的热心。比方,2023年10月,上海市发布《上海市促进商业航天展开打造空间信息工业高地举动计划(2023—2025年)》,旨在推进上海市商业航天工业的展开,打造一个具有全球竞赛力的空间信息工业集群。
2024年1月,北京市发布《北京市加速商业航天立异展开举动计划(2024—2028年)》并提出到2028年建成一个具有全球影响力的商业航天立异中心,完结多项关键技能的打破和使用,培育出一批世界抢先的商业航天企业,使北京成为全球商业航天工业的重要纽带。
在国家方针鼓舞以及本钱的助力下,一大批民营商业航天企业敏捷出现。包含星河动力、星际荣耀、东方空间、长光卫星、腾空天行与蓝箭航天等多家企业敏捷生长强大,在商业航天商场的竞赛中占有了先发优势。
相关数据显现,2023年度,我国商业运载火箭的发射频次与成功率均完结明显提高,全年共完结13次发射使命,相较2022年的5次发射,同比增加率高达160%。业内人士猜测,未来5年,我国低轨卫星制作及发射需求有望进入增加迸发期。依照相关规划,我国在后续十年内要完结2万多颗卫星的发射。卫星制作和卫星发射商场空间可达8313亿元,带动超越6万亿元的地上设备商场和近5万亿元的卫星服务商场。
此外,2024年4月发布的《2023我国商业航天工业出资陈述》显现,2023年我国商业航天范畴的投融资活动极为活泼,全年累计超越80起,所筹资金打破200亿元大关。从商场规划来看,2019至2023年,我国商业航天工业坚持23%的年均复合增加率,明显高于全球增速。2022年我国商业航天的商场规划打破1.5万亿元,估计2024年将打破2.3万亿元。
展开大型低轨星座是我国航天的必选项,这既是应战更是机会。未来当咱们仰视天空,除了看到绚烂繁星,还将感受到我国“星座”的光辉。
参考资料
杨易臻 张宣,《“千帆星座”发射,我国版“星链”刻上江苏印记》,新华日报
鹿鹭,《我国版“星链”来了,又一万亿级工业浮出水面》,智谷趋势
河北网络广播电台,《我国“星链”千帆星座启航 恒友汇携同伴共赴商业航天“星”辰大海》
榜首财经,《“一箭18星”成功升空!我国版“星链”有何亮点》
科普我国,《我国版“星链”,会引领商业航天新纪元吗?》
科工力气,《建造大型低轨星座,我国的必选项!》
北京科协,《打造一个“人工星座”需求几步?》
环球网,《迈出重要一步!国产低轨互联网“千帆星座”成功首发》
北京日报,《“千帆”启!我国版“星链”升空意味什么?》
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