太空低轨道资源竞争渐起中国互联网卫星先过
本报记者裴昱北京报道
3月初的太空是热闹的，SpaceX在本月发射了两批“星链”卫星，中国长征二号丙运载火箭也成功将六颗低轨宽带通信卫星和一颗遥感卫星送入预定轨道。在距离地球公里以内的太空低轨道，这个人类目光所及之外的空间，正在成为一个潜在的商业竞技场。
此次“一箭七星”所发射的卫星，属于一家民营航天公司——银河航天。这在习惯了大国叙事的中国航天领域并不多见。这家由雷军的顺为资本等机构投资的创业公司，在年1月完成了首颗低轨宽带通信卫星的发射，那是一颗试验星，由此，银河航天和鼎鼎大名的SpaceX一样，成为太空低轨道商业竞技场上的“参赛选手”。
和SpaceX的起步类似，银河航天也是通过外部募集资金，研发生产低轨道卫星并逐步组网以提供通信等方面的服务。银河航天方面表示，这批卫星是我国首批批量研制的低轨道宽带通信卫星，由银河航天自主研发，它们将组成我国首个低轨宽带通信试验星座。
对于尚处于起步阶段的中国商业航天发展来说，批量研制是很重要的进展，因为卫星要组网和规模化才有意义。“单颗卫星的信号覆盖范围是有限的，若想达到商业应用的程度，要有足够的数量完成组网才具备商用价值。而且，低轨卫星需要不断发射补网，所以能否批量研制是非常重要的。”一位航天领域的业内人士告诉《中国经营报》记者。
记者了解到，这是银河航天第二批送上太空的卫星，单星设计通信容量超过40Gbps，卫星平均重量约kg。相比于银河航天年发射的首发星，卫星载荷功率放大器的输出功率增加了50%，服务覆盖区大约为首发星的2.5倍。
这些改进对于发射和通信质量都是有意义的。银河航天CTO朱正贤在接受《中国经营报》记者采访时表示，首发星可以达到在地面持续通话8分钟以上的效果，而此次发射的卫星与首发星组成首个低轨宽带通信试验星座后，具备单次30分钟左右的不间断、低时延宽带通信服务能力，将用于我国天地一体、天机互联等网络技术验证。
摩根士丹利报告指出，建造能够提供低成本高速互联网的卫星星座正在推动全球太空经济增长。预计到年，全球太空经济的价值将达到1万亿美元，其中，卫星互联网预计将占市场增长的50%甚至70%。
航天工业中最赚钱的部分，是制造卫星以及提供与其配套的系统和服务。但是在实现商用化之前，成本是绕不开的问题。
除了制造卫星的成本，低轨道宽带通信卫星的另一大成本，来自于发射环节，而要降低发射环节的成本，则有赖于两条路径：其一是降低作为运载工具的火箭成本；其二是降低卫星重量进而降低整体的发射成本。
第一条路径，伊隆·马斯克（ElonMusk）的“星链计划”表现得较为典型，“星链计划”的重要发射工具之一是SpaceX的可回收火箭。
美国当地时间年12月21日晚，SpaceX发射的“猎鹰9”火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角成功实现第一节火箭软着陆，从而开创了火箭从太空直接垂直回收的历史，这是人类史上第一次将火箭发射到太空之后还能返回地球。
马斯克曾经表示：“如果火箭可以像飞机一样重复使用，那么进入太空的成本可以降低百倍。”
第二条路径，则是目前银河航天所采用的方式，即通过优化卫星设计、降低卫星重量，实现卫星轻量化来降低卫星发射成本。朱正贤透露，本次发射的卫星重量已经比首发星轻约30kg。
此外，银河航天还在积极尝试新技术的应用，在保证产品性能的前提下，通过软件算法，可以对零件内部材料分布进行结构的优化，例如通过3D打印技术为卫星减重。朱正贤告诉记者：“我们还在通过加速研制柔性太阳翼等降低卫星发射成本。随着技术的进一步发展，相同面积柔性太阳翼重量较刚性太阳翼能下降40%以上，这可以大幅度降低卫星发射成本。”
他还告诉记者：“目前，银河航天正在研制的可堆叠式平板卫星，正在使用这一款全新的柔性太阳翼，在发射时可将卫星像平板电脑一样多个摞在一起，一发火箭可以同时发射数十颗堆叠的卫星。”朱正贤告诉本报记者。
前述航天业内人士告诉记者，商业航天发射一般采用按照重量计费的方式核定发射服务的价格，因此，通过优化设计、技术革新等方式，降低卫星的重量确实可以降低发射成本。他还表示，根据运载火箭的有效载荷，在空间允许的情况下，降低单星的重量、缩小体积，还可以实现一次“多发卫星”，也能在一定程度上降低发射成本。
在设法优化卫星设计、降低卫星重量的同时，中国也在进行火箭回收技术的相关研究。目前有两种方式：一种类似于SpaceX“猎鹰”系列，采用着陆缓冲腿，例如长征八号。另一种则类似于SpaceX的“星舰”，采用系绳吊挂和动态网眼的形式，实现对助推器的着陆和回收，由中国运载火箭技术研究院研发。
不过，对于类似于银河航天这样的商业卫星公司而言，当前需要面对的环境恐怕与SpaceX不同。一方面，中国民营火箭发射尚处于起步阶段，从事这一业务的民营企业有星际荣耀、星河动力等，截至目前，商业发射的次数并不是太多。年7月，星际荣耀的双曲线一号成功发射，实现了中国首次民营火箭的成功发射。此后，年11月、年12月，星河动力的谷神星一号火箭两次发射成功。不过，这距离形成成熟的商业火箭发射体系，还有相当的距离。
另一方面，中国航天发射场的主要职能，更多集中在与国家科研和宇宙探索有关项目的卫星、航天器的发射上。“综合卫星和航天器的入轨高度、角度以及天气等因素，发射窗口是有限的，从某种意义上来讲，这是稀缺资源，有多少发射窗口能留给低轨道宽带通讯卫星，也是一个问题，而这类卫星恰恰需要高频发射组网。”一位熟悉发射场情况的航天工业系统资深人士表示。她强调，中国目前的航天工业体系，还是科研为核心的体系，“纯粹的商业航天体系才刚刚起步”。
卫星本身的制造成本会随着规模化效用的扩大而降低。朱正贤透露，银河航天在与某工业供应链企业的合作中，充分发挥了工业生产的量产优势，大幅降低了成本、压缩了生产周期，可以预计随着卫星产量的上升，价格将进一步降低。
“后续，银河航天将加速卫星批产能力的构建，依托中国工业体系和数字化产业基础，加速航天产业与汽车、手机、机器人等中国先进制造业融合创新，通过工业体系和供应链反向赋能，助力中国航天工业发展，加速与高端制造业相融合。”朱正贤说。
值得注意的是，此次“一箭七星”的发射中，包含一颗遥感卫星，这意味着银河航天的业务范畴会从原有的通信领域拓展至遥感领域。对此，朱正贤表示，银河航天的主业就是为通信和遥感等领域的用户提供卫星和星座解决方案。
（编辑：孟庆伟校对：颜京宁）
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