中国版“星链”计划出炉!
本报记者 谭伦 北京报道我国正在加速打造属于自己的“星链”。综合国内外多家媒体近日的报道，中国已着手构建自己的低轨卫星通信网，拟在近地轨道建立由2.6万颗卫星组成的网络，覆盖整个地球。报道称，我国将花费约10年时间完成卫星发射，并构建一套完备的卫星通信网络系统。届时，我国将在基站难以覆盖的山间、岛屿、基础设施遭破坏的灾区等地区进行高速互联网通信。与此同时，2023年12月30日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空，并送入预定轨道。据悉，该款卫星由中国科学院微小卫星创新研究院研制，将用于低轨卫星互联网系统的技术探索与验证。公开信息显示，按照卫星轨道高度不同，通信卫星按距离地面的高度可分为低轨、中轨和高轨三类，其中低轨卫星的轨道高度通常在500km~2000km，由于部署轨道低，具备“低延迟、低辐射、低成本”等特性，且不用架设基站，信号覆盖不受地域限制，低轨卫星通信被视为现有地面网络通信的有效补充。2015年，美国航天公司Space X首度公布“星链”计划，预计发射1.2万颗低轨通信卫星，建成后，地面用户可直接通过终端连接卫星，实现全球网络通信。这一计划的诞生，也间接拉开了全球卫星互联网产业的竞争大幕。截至目前，包括欧洲、日本、韩国等国家和地区都提出了卫星互联网计划。Omdia电信战略高级首席分析师杨光告诉《中国经营报》记者：“低轨卫星系统的出现，将使网络通信更接近实现空天一体化，弥补地面通信网络的覆盖死角，随着近年来商业火箭发射成本和卫星研制成本的降低，低轨卫星通信系统的铺开和商业化也是大势所趋。”
商业航天加速崛起在卫星通信领域，我国于上世纪70年代便已进入技术探索阶段。记者从中国通信学会了解到，1972年1月至3月，我国邮电部门便建立了两座临时卫星通信地面站，开通了中美之间的卫星通信链路。此后很长一段时间，我国一直在稳步推进卫星通信的部署，但鉴于巨大的发射成本及技术难度，其进程长期主要由国家主导。直到近年来，全球商业航天市场崛起，卫星研制及发射的成本大幅下降，尤其是在Space X出现并提出“星链”计划后，各国开始重视卫星互联网系统的建设，并鼓励市场化企业进入卫星通信领域。在此背景下，我国也开始在“国家队”的基础上，鼓励商业公司进入航天市场，共同推进卫星互联网产业发展。记者注意到，早在2020年，我国首度向联合国提交了构建由1.3万颗卫星组成的高速互联网的计划。2021年4月，中国卫星网络集团组建成立，负责统筹规划我国卫星互联网领域发展。而在商业航天领域，则有包括银河航天为代表的民营企业。根据计划，银河航天将在2025年前发射1000颗低轨卫星，这是国内目前已知最大规模的卫星星座计划。“目前银河航天已经基于自主研制的8颗低轨宽带通信卫星，组成了我国首个低轨宽带通信试验星座，构建了星地融合5G试验网络‘小蜘蛛网’。”银河航天公共事务总经理徐颖向记者表示。性能方面，徐颖表示，该试验网络可以实现连续30分钟的宽带通信，已完成包括星间切换实现连续通信、5G体制验证、V频段卫星测控、端到端等我国首次低轨宽带试验星座多项关键技术的验证，不断推动卫星互联网技术到应用的转化。同时，记者了解到，在2023年7月，上海也筹划了“G60星链”卫星互联网项目，目标是在2027年全面建成具有全球市场竞争力的低轨卫星通信与空间互联网全产业链，将超1.2万颗卫星送入轨道。目前，生产G60星链卫星的工厂已经开始运转，设计产能约300颗/年，单星成本将下降35%。此外，长光卫星技术股份有限公司（以下简称“长光卫星”）也在2015年就开始将自己的卫星送入低轨道。记者从长光卫星方面了解到，到2025年年底前，长光卫星在轨卫星数量将增加至300颗。
聚焦降低研制成本统计数据显示，人类从实现第一颗卫星在轨到1000颗卫星在轨，经历了逾半个世纪的时间；自2010年开始，全球在轨卫星数量呈现出阶梯加速式的增长态势，从1000颗增至5000颗，只用了约10年的时间；最近3年，全球在轨卫星数量已从5000颗增长至8000颗。这其中的关键便在于卫星研制成本的降低。记者从银河航天获悉，过去的通信卫星多以吨量级的大卫星为主，但随着卫星互联网系统的建设需求增加，低于1吨的小体积卫星开始成为商业卫星公司的研发重心。浙商证券研究所的研报显示，Space X研发的Starlink一代卫星的重量接近200千克，通信容量为20Gbps。作为对比，银河航天02批卫星的重量做到了190千克，而通信容量则超过了40Gbps。在制造成本上，传统的卫星生产方式更多由人工参与，共有上千道的工序环节。浙商证券预估，卫星成本中，人工费用加制造费用的占比约50%。对此，徐颖向记者表示，银河航天通过研发适应批量化生产的低成本卫星，再利用我国工业体系开拓商业化供应链，构建柔性智能卫星生产线，初步实践了“卫星设计—生产线—供应链”的量产三角模型，可将卫星成本降至现有成本的几十分之一。据悉，银河航天目前已将单颗卫星研制成本降至千万元量级。未来通过生产工艺的提升和规模化效应的带动，有望把卫星单价降至百万元级别，接近Starlink的造价水平。此外，长光卫星也借助批量化生产，实现了单人单月完成6颗星并行测试的效能，而在其早期的单星生产模式下，一颗星需两个人花费两个月才可测试完成。民生证券分析指出，国内许多商业航天企业已成功研发出批量化生产技术，这将为未来国内卫星互联网的规模化部署奠定基础。
手机直连拉动创新除了卫星产业自身的驱动之外，应用需求也在成为卫星通信部署新的动力。记者注意到，就在2024年1月，我国智能手机头部厂商OPPO、荣耀接连发布了支持卫星通信的终端新品，加上此前华为、vivo、小米的入局，手机直连卫星正在成为卫星通信产业新的需求拉动点。信通院预计，到2027年，全球卫星通信终端市场的规模有望达到109亿美元。在杨光看来，手机直连卫星通信落地推广的关键，在于卫星本身，如果卫星不支持，终端性能再优越也没用。“更多是把已有的、主要用于行业应用的卫星系统移植到公众市场，技术上肯定有提升，但很难说是大幅度的突破。真正的突破要看卫星侧的技术进步，以及5G NTN技术的成熟和部署。”他表示。对此，卫星研制企业似乎也已嗅到产业的机遇所在。以银河航天为例，徐颖告诉记者，手机直连卫星对于宽带通信需求较高，而天线是卫星通信系统的核心部分，是决定信号传输质量的关键因素，使用大型天线可以提高信号接收和发射的增益，从而提高通信质量。为此，银河航天正在开展新一代使用“翼阵合一”新技术的通信卫星的研制工作。“这种卫星的外型好像一个‘太空飞毯’，平面上既有可以通信的天线，又有可以把太阳能转换成卫星能源的太阳能电池片，是一种相控阵天线和太阳翼一体化的通信卫星。”徐颖表示，这能让天线面积变得巨大的同时又具有强大的能源系统，使卫星在传输信号的时候，功能更强大，从而满足手机直连卫星的宽带通信需求。据徐颖介绍，目前银河航天已完成“翼阵合一”卫星的二维展开关键技术攻关，并在加速相控阵天线、星上大能源、数字处理载荷等关键核心技术的攻关。值得注意的是，我国芯片企业紫光展锐也于2023年7月推出了首颗5G IoT-NTN卫星通信SoC芯片V8821。该公司负责人向记者表示，V8821是紫光展锐首颗支持3GPP R17 NTN（非地面网络）标准的卫星通信芯片，支持S、L双频段，能为手机直连卫星、卫星物联网、卫星车联网等领域提供数据传输、文字消息、通话和位置共享等功能。此外，政策层面的推动也被视为进一步的利好。2023年12月，中央经济工作会议提出，把包括商业卫星在内的商业航天列为战略性新兴产业。杨光指出，应用端的需求，加上低轨化、规模化、低成本的发展趋势，将使卫星互联网产业的发展驶入快车道。
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