從古至今,人類對太空的探索從沒停止。今年4月,衛星互聯網被納入國家“新基建”范疇后,有戰略眼光的企業與投資機構紛紛入局,衛星互聯網全產業鏈被推向新風口。
位于中關村軍民融合產業園內,國內最早創立的民營衛星公司之一——北京九天微星科技發展有限公司創始人兼CEO謝濤為此接受《中國企業報》記者專訪時說,“美國SpaceX第11次星鏈計劃發射任務的成功,也給中國商業衛星的未來提出新挑戰與新動能!”
北京九天微星科技發展有限公司創始人兼CEO謝濤
各國掀起太空資源爭奪戰 硬核科技攻堅不簡單
過去,我們錯過了兩次工業革命;現在,我們再也不能錯過“星辰大海”。
SpaceX以“星鏈”星座計劃搶占地球低軌稀缺的軌位與頻率資源,這關系到國家間的信息安全、太空安全和戰略安全。OneWeb被英國與印度電信巨頭收購后,也增加了衛星軌道資源的申請,這使全球的衛星互聯網格局演變趨于復雜。
中國追求實現網絡的自主可控、賦能全產業鏈,從航天大國走向航天強國。全球競爭形式越來越嚴峻,中國建設低軌互聯網星座的緊迫性愈加強烈。
目前對于近地軌道資源,國際電信同盟采用“先到先得”的分配制度,提前申請就可長期使用,優先登記并入軌的衛星網絡就會優先占據資源,而后來者則要避免對已在太空布設的衛星產生干擾。
雖然中國民營衛星產業的開放時間和技術發展都有滯后,但環視世界,真正有實力追趕美國的,目前只有中國。面對有限的軌道、頻譜資源,Oneweb、SpaceX、亞馬遜等行業巨頭,以及Google、Facebook等互聯網企業均加入低軌通信衛星星座競爭格局,推出或介入低軌通信衛星星座計劃,美國SpaceX的Starlink計劃衛星數量驚人,甚至有“跑馬圈地”的意味。
九天微星首顆驗證星少年星一號在酒泉衛星發射基地升空入軌
軌道和頻譜是衛星互聯網正常運營的先決條件,用于承載低軌衛星的近地軌道資源有限、頻段高度集中的情況下,隨著越來越多的近地衛星上天,軌道和頻譜這種稀缺資源的爭奪將越來越激烈。如果技術進展不夠快,造出衛星不夠多,發射不夠快,就必然處于被動。
當前,衛星互聯網這一領域,中美已開始同時發力,這將帶動元器件供應商、商業火箭發射、衛星制造、測運控等全產業鏈的發展。謝濤對《中國企業報》記者說,“衛星互聯網將是第二次太空競賽的‘主戰場’,衛星互聯網關系到國家的信息安全、太空安全,是需要關注和發展的戰略性產業。‘太空圈地’,很可能就是在近地軌道布局通信星座為主的競賽,將是美中歐印等大國之間的博弈。而從推動產業發展的角度看,衛星互聯網能與多個產業聯動,創造萬億級的市場,服務各行業轉型升級和以“一帶一路”國家為代表的全球互聯網通信需求。”
衛星互聯網實質是搭建太空多功能平臺
因疫情防控延遲開學,家住貴州大山深處的劉桃浪,每天都要早早起床爬山到山頂,靠著網絡信號,用手機進行線上學習的事例,這更加印證了衛星互聯網民用的必要性、緊迫性。
盡管在全球各主要城市地面通信網絡發達,但由于特定場景網絡布線代價過于高昂,今天的全球仍有很多地區并沒有實現網絡覆蓋。
據Internet World Stats統計,截至2017年6月,全球互聯網普及率僅為51.7%,地球上超過70%的地理空間、約30億人口尚未實現互聯網覆蓋。
我國疆域遼闊,自然地形復雜,與光纜相比,“從天上”發來的信號覆蓋更全面、成本更低廉。地面信息系統無法覆蓋的地方,將是衛星互聯網有待開墾的新大陸。
與傳統網絡不同,衛星互聯網在地球表面實現三維、無所不在的萬物互聯,主要應用于廣域分布、動態變化的人和資產上,能滿足特殊場景下的通信需求,如空中、海上、森林沙漠等區域的人和物的連接,如車聯網、飛機上網等。其次,衛星互聯網可以實現無遠弗界上網的可能,可以服務中國偏遠農村、一帶一路國家等基礎設施差的地方的通信需求,能夠彌補信息鴻溝,使更多人的鏈接變得可能和便利。在緊急救援、戶外探險、水文監測、森林防火等領域,都有較典型的應用場景。
衛星互聯網提供的服務還包括,能夠提高定位精度和速度的導航增強功能,可對航空、航海、遠洋貨物等進行跟蹤的物聯網等,而低軌衛星互聯網還能夠通過導航增強,使自動駕駛的精度升級到厘米。
衛星互聯網是將衛星作為網絡傳輸節點,用戶不需經過地面系統就可直接接入。這種衛星通信在提供低成本通信服務同時,能夠有效彌合數字鴻溝。尤其是對于通信基礎設施缺失的地區來說,接入衛星互聯網是目前最便利、最經濟的解決方案。
謝濤認為,未來十年是全球商業航天發展最大的機會,和產業的結合度最高,通過和5G、工業互聯網、物聯網、大數據等緊密結合,衛星互聯網未來的應用場景也會更加豐富。衛星互聯網就像是一個太空中的多功能平臺,給它搭載5G的載荷,能夠滿足寬帶通信;搭載上攝像頭就能實現遙感;搭載導航增強,就能支持自動駕駛。
“工業化造星”計劃布局已全面展開
商業航天勢在必行,但前景廣闊有阻礙。衛星互聯網要求數量眾多的發射升空并組網,最終形成“星座”。美國StarLink的星座遠期設計規模為4.2萬顆小衛星,中國的銀河航天的星座規模>1000顆,九天微星曾經也規劃了800顆規模的衛星星座。
衛星的產能瓶頸迫在眉睫。中國商業衛星的發展起步較晚,長期以來,都是手工制造,嚴格遵循“設計→裝配→集成→測試”的流程,一年生產不過幾顆,更精密的甚至要多年才能完成一顆。
當今的美國,已實現“工業化造星”,目前OneWeb衛星工廠的產能已達每周16顆左右。中國航天科技集團也在天津投資AIT廠房,實現為“鴻雁星座”進行工業化制造衛星。
九天微星衛星工廠建設效果圖,將實現年產100顆衛星的產能
而以九天微星為例,今年拿到融資后,選擇在河北省唐山市投資建設小衛星智能制造生產線,預計在2021年前后實現年產100顆小衛星的生產能力,搶占百億量級的衛星研制與交付市場。
據悉,九天微星啟動的衛星工廠將實現百公斤級衛星的批量化制造,滿足國家未來衛星互聯網建設需求和其他市場需求。在衛星互聯網“新基建”的背景下,九天微星希望能做衛星互聯網界的“華為”,提供高性價比的衛星、載荷和地面終端產品,服務各行業數字化轉型升級。
未來,九天微星還將積極擴大在衛星和通信領域的優勢,通過“生產批量化、單機芯片化、硬件軟件化、整星智能化”,降低衛星的成本,通過將衛星技術與通信技術相結合,服務于衛星互聯網通信。
國內,像九天微星這樣建設衛星工廠的不只一家,如銀河航天、國星宇航也宣布了衛星工廠的建造計劃。
民營航天亟需“科技+資本”助力崛起
中國商業航天需要政策、資金、人才上的突破,才能實現蓬勃發展。
商業航天雖然投資大,但運營成本低,遠期經濟效益、社會效益都很大。九天微星CEO謝濤認為,衛星互聯網納入新基建是民營衛星行業發展的分水嶺,但衛星互聯網是典型的資本密集型行業,在基礎建設初期,仍然需要大量的資本投入。
謝濤說,在近地軌道空間,約有10萬顆小微衛星的部署容量,最新數據顯示,美國規劃數量已達到8萬多顆,留給中國的近地軌道空間已不多,亟需財團、基金等社會資本的參與助力,才能實現期望中的聚變發展。
有行研報告認為,衛星互聯網的全球發展已按下加速鍵,未來10年中國國內低軌衛星有望達到3000顆以上,衛星制造、運營、地面設備終端將充分享受風口紅利。
衛星互聯網產業被視為拉動未來全球經濟增長的新引擎,涉及衛星制造、衛星發射、地面設備及衛星運營等多個環節,這需要資本有前瞻性,更需要資本有足夠的耐心,做好在該領域長期深耕的準備。
中國民營航天首顆百公斤級衛星——瓢蟲一號進入總裝環節
謝濤對《中國企業報》記者說,“受‘新基建’政策催化,未來3-5年,國內的互聯網衛星行業有望迎來爆發式增長,百公斤以上通信衛星的批量化生產將成為行業剛需,地面終端及應用市場蓄勢待發;陂L期的產業布局和技術儲備,我們提前預判到這一趨勢并明確自身定位,把握住了關鍵機遇。未來,九天微星在加快全產業鏈布局的同時,也將積極對標國際先進,大力開展前沿技術預研。”
在衛星互聯網領域,謝濤建議,應該借鑒地面網絡建設和北斗等系統工程建設的經驗,發揮新型舉國體制的優勢,同時與市場資源配置相結合,融合多方力量,實現一個多贏格局:“既讓老樹開新花”,激發體制內的創新活力和變革動力,“又讓嫩枝發新芽”,帶動產業鏈的技術創新。
建設衛星互聯網最重要的是要“解放思想”。一方面改變衛星的設計理念和思路,從追求單星、單設備的可靠性,改變為追求系統的可靠性,依靠系統設計保證用戶使用效果。另一方面要鼓勵創新、包容失敗,給予更多耐心和信心。
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