2024-12-17
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面對(duì)美國(guó)“星鏈”系統(tǒng)的市場(chǎng)先發(fā)優(yōu)勢(shì),建設(shè)大型低軌星座,已成為我國(guó)奔向星辰大海的必選項(xiàng)。
12月16日18時(shí)許,我國(guó)在文昌航天發(fā)射場(chǎng)使用長(zhǎng)征五號(hào)乙運(yùn)載火箭/遠(yuǎn)征二號(hào)上面級(jí),成功將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)低軌01組衛(wèi)星發(fā)射升空,衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道,發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。
據(jù)介紹,互聯(lián)網(wǎng)低軌01組衛(wèi)星是來(lái)自中國(guó)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司(SatNet)國(guó)網(wǎng)(GW)星座的首批低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星,也被稱之為中國(guó)版“星鏈”。這標(biāo)志著中國(guó)星網(wǎng)正式邁入低軌互聯(lián)網(wǎng)星座建設(shè)階段,開啟了我國(guó)在全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的重要布局。
“這是中國(guó)第一個(gè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃,也是由國(guó)資委直接出資建設(shè)的中國(guó)首個(gè)空天一體6G互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃?!焙教鞂<医榻B,國(guó)網(wǎng)星座又稱為GW星座,是中國(guó)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司(簡(jiǎn)稱“中國(guó)星網(wǎng)”)精心打造的一項(xiàng)重大航天工程。中國(guó)星網(wǎng)計(jì)劃通過(guò)部署大規(guī)模低軌衛(wèi)星,為全球提供高速、低延遲的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù),與國(guó)際巨頭如 SpaceX 的星鏈(Starlink)競(jìng)爭(zhēng),同時(shí)為國(guó)家信息安全和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略提供技術(shù)保障。本次發(fā)射是中國(guó)構(gòu)建自主可控全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的重要里程碑。
而在4個(gè)月之前的8月5日,有中國(guó)版“星鏈”之稱的“千帆星座”首批組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射儀式在山西太原舉行,首批衛(wèi)星以“一箭18星”(即發(fā)射一枚火箭一次性將18顆衛(wèi)星送入太空軌道)升空入軌,完成了G60計(jì)劃的低軌通信衛(wèi)星首次布局。
按照規(guī)劃,2025年“千帆星座”將完成一期648 顆衛(wèi)星的部署,初步構(gòu)建全球覆蓋的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。此次首批發(fā)射的18顆衛(wèi)星全部由上海微小衛(wèi)星工程中心研制,目前該生產(chǎn)線顆以上衛(wèi)星的能力,未來(lái)將可支持1箭36星發(fā)射,滿足更大規(guī)模星座快速組網(wǎng)密集發(fā)射的需求。
顯然,我國(guó)的“星鏈”計(jì)劃正加速落地,而對(duì)于中美兩國(guó)均在積極布局的“星鏈”領(lǐng)域,不少科技、航空航天愛好者也好奇中美星鏈究竟有何異同。
美國(guó)星鏈計(jì)劃自2018年首次發(fā)射以來(lái),已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展。SpaceX公司計(jì)劃發(fā)射數(shù)萬(wàn)顆衛(wèi)星,以構(gòu)建一個(gè)覆蓋全球的低軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。截至目前,SpaceX已經(jīng)發(fā)射了數(shù)千顆衛(wèi)星,并成功為全球部分地區(qū)提供了測(cè)試服務(wù)。
我國(guó)在2021年成立新央企“中國(guó)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司”,作為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)“國(guó)家隊(duì)”牽頭產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在頭部央企的帶頭作用下,“千帆星座”、“鴻鵠”等巨星星座相繼浮出水面。
8月5日實(shí)現(xiàn)首次發(fā)射的“千帆星座”又名“G60星鏈計(jì)劃”,由上海國(guó)資委實(shí)控的上海垣信主導(dǎo),計(jì)劃發(fā)射超1.2萬(wàn)顆低軌衛(wèi)星,旨在提供高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。計(jì)劃完成后,有望大幅提升我國(guó)在全球衛(wèi)星通信領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力,為國(guó)內(nèi)用戶提供更廣泛、更高質(zhì)量的通信服務(wù)。計(jì)劃建設(shè)階段分為:
·第三階段:到2023年底,實(shí)現(xiàn)1.5萬(wàn)顆衛(wèi)星提供手機(jī)直連多業(yè)務(wù)融合服務(wù)。
在規(guī)模和數(shù)量方面,中國(guó)計(jì)劃發(fā)射約2.6萬(wàn)顆衛(wèi)星構(gòu)建星鏈網(wǎng)絡(luò),其中包括1.3萬(wàn)顆中國(guó)網(wǎng)衛(wèi)星、1.2萬(wàn)顆G60星鏈衛(wèi)星和0.1萬(wàn)顆銀河航天衛(wèi)星。
從中國(guó)星網(wǎng)向國(guó)際電信聯(lián)盟第一次提交軌道頻率申請(qǐng)看,首批要發(fā)射12992顆衛(wèi)星。其中g(shù)w-a59子星座6080顆,分布在500km以下的極低軌道;gw-a2子星座6912顆,分布在1145km的近地軌道。
而美國(guó)星鏈計(jì)劃主要指的是SpaceX公司的Starlink,SpaceX公司計(jì)劃在2019年至2024年間發(fā)射約1.2萬(wàn)顆衛(wèi)星組成星鏈網(wǎng)絡(luò),但后續(xù)計(jì)劃繼續(xù)部署更多衛(wèi)星,總數(shù)可能超過(guò)4萬(wàn)顆。這些衛(wèi)星將部署在距離地球550公里的近地軌道。
實(shí)施進(jìn)度方面,SpaceX公司已發(fā)射了數(shù)千顆星鏈衛(wèi)星,并計(jì)劃在未來(lái)幾年內(nèi)繼續(xù)快速部署。截至2024年4月,已有超過(guò)5600顆活躍衛(wèi)星在運(yùn)行,占全球總活躍衛(wèi)星數(shù)量的50%左右。而我國(guó)從今年下半年開始,也已開始逐步發(fā)射衛(wèi)星,按計(jì)劃到2035年將完成總量半數(shù)的1.3萬(wàn)顆衛(wèi)星的發(fā)射。如果一切順利,這個(gè)時(shí)間和數(shù)量還有可能提前。
此外,總部位于歐洲的Eutelsat OneWeb還發(fā)射了630 多顆低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星。亞馬遜公司也計(jì)劃建造一個(gè)大型低地軌道衛(wèi)星星座,目前稱為“柯伊伯計(jì)劃”(Project Kuiper),旨在通過(guò)近地軌道上3000多顆衛(wèi)星組成的星座提供寬帶互聯(lián)網(wǎng),與馬斯克的“星鏈”網(wǎng)絡(luò)形成競(jìng)爭(zhēng)。亞馬遜預(yù)計(jì)在2024年底前發(fā)射首批衛(wèi)星,并計(jì)劃在2025年開始首批客戶測(cè)試,隨后在今年晚些時(shí)候提供商業(yè)服務(wù)。
美國(guó)“星鏈”項(xiàng)目由SpaceX公司主導(dǎo),已經(jīng)發(fā)射了大量衛(wèi)星,并計(jì)劃到2030年底部署約12000顆衛(wèi)星,該項(xiàng)目采用降低衛(wèi)星軌道高度的方式來(lái)降低信號(hào)時(shí)延和對(duì)衛(wèi)星功率的要求,通過(guò)低軌衛(wèi)星提供廣泛覆蓋。
由企業(yè)為主導(dǎo)的“星鏈”計(jì)劃,在技術(shù)應(yīng)用方面?zhèn)戎赜谔峁└咚倩ヂ?lián)網(wǎng)接入服務(wù)。借助星鏈衛(wèi)星系統(tǒng),人們可以在偏遠(yuǎn)地區(qū)、海上以及空中等無(wú)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方實(shí)現(xiàn)高速互聯(lián)網(wǎng)接入。
SpaceX“星鏈”系統(tǒng)具有全域覆蓋、全時(shí)高效的特點(diǎn)。在第一期4400余顆衛(wèi)星有效運(yùn)行的情況下,已經(jīng)能夠滿足全球天基互聯(lián)網(wǎng)服務(wù),網(wǎng)速至少為1Gbit/s,最高可達(dá)23Gbit/s,且該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的抗毀能力,得益于其巨大的體量?jī)?yōu)勢(shì)和大量冗余的備份星設(shè)計(jì)。即使摧毀幾百顆甚至幾千顆衛(wèi)星,也難以削弱其整體性能。
需要注意的是SpaceX“星鏈”系統(tǒng)也絕非完全的針對(duì)C端大眾市場(chǎng)。在俄烏爆發(fā)沖突之前,很多人都是不知道的,就在烏克蘭的地面通信設(shè)施被大面積摧毀后,美方就把星鏈通信引入了烏克蘭,保障了烏克蘭國(guó)家前線和后方的正常通信。
星鏈的引入不僅僅是通訊這么簡(jiǎn)單,還大大增強(qiáng)了烏克蘭軍方的防空系統(tǒng),這可著實(shí)讓俄軍受到了很多限制。
相比之下,中國(guó)版“星鏈”計(jì)劃不僅注重提供全球互聯(lián)網(wǎng)覆蓋,還強(qiáng)調(diào)通過(guò)衛(wèi)星增強(qiáng)國(guó)家安全和監(jiān)控能力。
我國(guó)已經(jīng)發(fā)射了多顆具備合成孔徑雷達(dá)(SAR)功能的衛(wèi)星,SAR通過(guò)發(fā)射脈沖電磁波并接收反射回來(lái)的信號(hào),從而獲取目標(biāo)表面的反射信息。利用雷達(dá)與目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng),將尺寸較小的真實(shí)天線孔徑用數(shù)據(jù)處理的方法合成為一個(gè)較大的等效天線孔徑,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高分辨率成像。
由于SAR不受光照和氣候條件等限制,能夠在夜間、惡劣天氣以及云層覆蓋等條件下進(jìn)行對(duì)地觀測(cè),且該功能使用微波作為主動(dòng)式遙感方式,使得SAR具有全天時(shí)的觀測(cè)能力,使得該功能除適用于農(nóng)業(yè)、環(huán)境檢測(cè)外,更被廣泛用于軍事偵查。
SAR能夠穿透云層、霧霾等障礙物,實(shí)現(xiàn)對(duì)地面目標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)視和識(shí)別。在軍事偵察中,SAR可用于探測(cè)敵方陣地、識(shí)別軍事設(shè)施、評(píng)估戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)等,從而提高作戰(zhàn)能力和決策支持。
而在整個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上,中國(guó)版“星鏈”采用了層次化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),包括核心層、中繼層和用戶層三個(gè)層面。核心層由少量高性能衛(wèi)星組成,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)發(fā);中繼層由大量中繼衛(wèi)星組成,負(fù)責(zé)將用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至核心層;用戶層則直接與用戶設(shè)備相連,提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。這種層次化的設(shè)計(jì)使得網(wǎng)絡(luò)更加穩(wěn)定可靠,并能夠支持大量用戶同時(shí)在線。
頻段選擇方面,中國(guó)版“星鏈”采用了C頻段和Ku頻段相結(jié)合的衛(wèi)星通信技術(shù)。C頻段具有較寬的帶寬和較強(qiáng)的抗干擾能力,適用于大容量數(shù)據(jù)傳輸;而Ku頻段則具有更高的頻率和更小的波長(zhǎng),能夠?qū)崿F(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速度和更小的天線尺寸。這種頻段組合使得中國(guó)版“星鏈”能夠在保證數(shù)據(jù)傳輸速度的同時(shí),也具備較強(qiáng)的抗干擾能力和靈活性。
中美星鏈成本差異顯著,這主要體現(xiàn)在衛(wèi)星制造與發(fā)射成本、技術(shù)成熟度與規(guī)模效應(yīng)、以及市場(chǎng)策略與運(yùn)營(yíng)等多個(gè)方面。
在衛(wèi)星制造成本上,美國(guó)星鏈的單顆衛(wèi)星制造成本約為50萬(wàn)美元(約350萬(wàn)人民幣),這一成本得益于SpaceX的高比例自研零部件,包括衛(wèi)星間激光通信設(shè)備、霍爾推進(jìn)器等。中國(guó)的衛(wèi)星制造成本較高,銀河航天第二代低軌寬帶通信衛(wèi)星的單顆研制成本為1000萬(wàn)元至1500萬(wàn)元人民幣,約為星鏈的3-5倍。
與此同時(shí),美國(guó)星鏈的發(fā)射成本也相對(duì)較低,獵鷹9號(hào)火箭的單星發(fā)射成本約為50萬(wàn)美元,遠(yuǎn)低于中國(guó)的發(fā)射成本。中國(guó)目前衛(wèi)星的發(fā)射成本較高,單顆衛(wèi)星的發(fā)射成本在100萬(wàn)美元以上。
綜合來(lái)看整體成本對(duì)比,根據(jù)現(xiàn)有資料,中國(guó)單顆低軌通信衛(wèi)星的總成本約為1000萬(wàn)美元,而美國(guó)星鏈的成本僅為75萬(wàn)美元左右,這是由于美國(guó)“星鏈”項(xiàng)目通過(guò)批量采購(gòu)和流水線生產(chǎn)等方式顯著降低了制造和發(fā)射成本,使其在全球范圍內(nèi)具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
而在市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)方面,SpaceX也先行一步通過(guò)提供低成本的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù),成功吸引了大量用戶,形成了龐大的用戶基礎(chǔ),同時(shí),其還通過(guò)與其他國(guó)家合作,拓展國(guó)際市場(chǎng),進(jìn)一步降低了運(yùn)營(yíng)成本并提高了盈利能力。
相較而言,我國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃(如鴻雁衛(wèi)星通訊計(jì)劃)仍處于發(fā)展階段,市場(chǎng)策略與運(yùn)營(yíng)模式仍在探索中,且由于成本較高,中國(guó)星鏈在市場(chǎng)推廣和運(yùn)營(yíng)方面可能面臨較大挑戰(zhàn)。
在現(xiàn)代社會(huì)中誰(shuí)能夠在高科技領(lǐng)域中拔得頭籌,誰(shuí)就掌握住未來(lái)幾十年的話語(yǔ)權(quán)。
卡內(nèi)基國(guó)際和平基金會(huì)高級(jí)研究員史蒂夫·費(fèi)爾德斯坦(Steve Feldstein)表示:“‘星鏈’確實(shí)證明它能夠?yàn)槠h(yuǎn)角落的個(gè)人和公民提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù),并為公民提供訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)、任何網(wǎng)站、任何應(yīng)用程序的能力。”
在一些專家看來(lái),中國(guó)打造的太空衛(wèi)星星座雖然可能不會(huì)是美國(guó)、西歐、加拿大或其他美國(guó)盟友的首選互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商,但將獲得許多其他地區(qū)國(guó)家的青睞。
“有幾個(gè)地理區(qū)域可能對(duì)類似‘星鏈’的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手具有吸引力,特別是來(lái)自中國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,當(dāng)然也包括中國(guó)本土市場(chǎng)?!钡聡?guó)國(guó)際與安全事務(wù)研究所助理朱莉安娜·蘇斯(Juliana Suess)說(shuō),“像俄羅斯、阿富汗和敘利亞這樣的地方尚未被‘星鏈’覆蓋,非洲的大部分地區(qū)也是這樣?!?
“我們已經(jīng)看到,非洲大陸70%的4G基礎(chǔ)設(shè)施是由華為建造的。因此,從太空的角度來(lái)看,(中國(guó))可能會(huì)進(jìn)一步在那里取得進(jìn)展?!碧K斯補(bǔ)充道。
除了作為地緣政治影響力的工具外,擁有專有的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座正日益成為維護(hù)國(guó)家安全的必要條件,尤其是在戰(zhàn)爭(zhēng)期間地面互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施癱瘓的情況下。
而聯(lián)合國(guó)對(duì)于衛(wèi)星軌道的使用是誰(shuí)先發(fā)射誰(shuí)先使用的原則,這就意味著你必須得有衛(wèi)星發(fā)射你才能使用,這相當(dāng)于減少了其他國(guó)家探索太空和發(fā)射衛(wèi)星的空間。
極為重要的戰(zhàn)略意義和先到先得的規(guī)則,決定“星鏈”賽道必然是一場(chǎng)你追我趕的競(jìng)爭(zhēng)。返回搜狐,查看更多