專家談中國商業(yè)航天如何“逆襲”

本報記者　馬俊

近年來隨著美國商業(yè)航天產業(yè)的快速發(fā)展，國內外對商業(yè)航天的關注度也越來越高。24日恰逢第三個“中國航天日”，首次召開的中國航天大會也重點討論了商業(yè)航天產業(yè)的發(fā)展。中國發(fā)展商業(yè)航天的優(yōu)勢何在？當前流行的小型衛(wèi)星星座計劃到底有多大可行性？《環(huán)球時報》記者就此采訪了多位中國航天專家。

發(fā)展商業(yè)航天，中國應走哪條路？

對于大部分民眾而言，每次提到商業(yè)航天時，首先想起的都是美國太空探索技術公司、藍色起源公司等新興航天企業(yè)，尤其是它們研制的新概念大推力火箭陸續(xù)發(fā)射升空，對傳統(tǒng)航天發(fā)射市場帶來巨大沖擊。

與站在航天巨人NASA肩膀上起家的美國商業(yè)火箭公司比起來，中國的火箭技術還有很長的路要走。走美國開辟的商業(yè)航天發(fā)射這條道路適合中國嗎？不少人認為，或許從中國更拿手的衛(wèi)星和航天器參與商業(yè)衛(wèi)星開發(fā)，更有前途。

小火箭工作室與微信公眾號“小火箭”的創(chuàng)始人邢強博士24日告訴《環(huán)球時報》記者，受資金需求、設計周期和產品供應鏈特點的影響，微小衛(wèi)星企業(yè)的發(fā)展速度會明顯快于商業(yè)火箭企業(yè)。但與西方不同的是，因為種種原因，中國研制的衛(wèi)星很難在國際市場上利用其他國家火箭進行商業(yè)發(fā)射，這就要求中國商業(yè)發(fā)射能力得同步發(fā)展，不能偏科。

北京空間科技信息研究所所長原民輝對《環(huán)球時報》記者表示，無論運載火箭還是衛(wèi)星都是商業(yè)航天的組成部分，中國商業(yè)航天如何優(yōu)先發(fā)展，應該根據(jù)市場需求來分析。既然要講商業(yè)，就必須考慮市場和成本問題，不僅要看技術條件，還得看商業(yè)模式。例如光有大運力的火箭，沒有足夠數(shù)量的衛(wèi)星發(fā)射需求，運力就是浪費。太空探索技術公司之所以發(fā)展“獵鷹重型”這樣的大推力火箭，主要是低成本和瞄準美國發(fā)射大型軍用衛(wèi)星的需求。另一方面，衛(wèi)星也不是越多越好，還要考慮到太空軌道和通信頻率的限制，有很多制約條件。

他認為，從市場需求的角度而言，未來首先應該大力發(fā)展衛(wèi)星應用，只有衛(wèi)星的應用做起來了，社會才需要更多的衛(wèi)星，有了更多的衛(wèi)星發(fā)射需求，才會需要有更大、更多、更便宜的火箭。因此中國應更多推出通信、遙感、導航等面向大眾的應用系統(tǒng)和產品，促進我們對天基衛(wèi)星的需求，從而帶動從衛(wèi)星研制、制造乃至運載火箭發(fā)射等全產業(yè)的發(fā)展。

各國發(fā)展小衛(wèi)星星座背后是軌道與頻譜之爭

在商業(yè)衛(wèi)星領域，近年來最讓世人震撼的項目莫過于太空探索技術公司提出的“星鏈計劃”。該計劃的第一步就準備發(fā)射多達1600顆微型衛(wèi)星，實現(xiàn)依托衛(wèi)星通信的天基互聯(lián)網，而最終計劃是利用超過1.2萬顆運行在中低軌道的微型衛(wèi)星組成覆蓋全球的衛(wèi)星網。2018年2月，該計劃的第一批兩顆驗證星已經成功升空。此外，谷歌等諸多美國公司也提出類似的微小衛(wèi)星星座計劃，它們發(fā)射的衛(wèi)星數(shù)量同樣驚人，從數(shù)百顆到數(shù)千顆不等。在對微小衛(wèi)星星座發(fā)展前景看好的同時，專業(yè)人士也提出了從搶占資源到太空垃圾威脅的一系列擔心。

邢強表示，外界首先擔心的是這些微小衛(wèi)星星座計劃暗藏對太空軌道資源的“跑馬圈地”。他說，太空軌道能容納的衛(wèi)星數(shù)量有限，雖然有聯(lián)合國相關組織機構進行協(xié)調和管理，但是今后難免會出現(xiàn)“先到先得”的占位搶位局面。其實在距離地面3.6萬公里的地球靜止軌道上各國已經出現(xiàn)“搶座位”的現(xiàn)象，最后不得不依賴國際電信聯(lián)盟進行協(xié)調。

然而具備將衛(wèi)星送入地球靜止軌道能力的還只有少數(shù)航天強國，相比之下，微小衛(wèi)星星座的運行軌道高度大多在300-1000公里，更多國家、甚至有些商業(yè)發(fā)射公司都具備將衛(wèi)星送入近地軌道的能力，再加上衛(wèi)星市場豐厚利潤的鼓舞，由此產生的競爭也要激烈得多。

除了軌道資源外，衛(wèi)星通信頻率同樣是太空爭奪暗戰(zhàn)中的焦點。邢強介紹說，無論是通信衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星還是導航衛(wèi)星，都需要特定范圍的無線電頻率上下傳遞數(shù)據(jù)。但尷尬的是，如果兩顆衛(wèi)星使用的無線電頻率接近，哪怕它們的位置并不相鄰乃至距離甚遠，都會相互干擾。從這個意義上講，頻率爭奪比軌道爭奪更為敏感。

在這樣軌道、頻率資源競爭激烈的背景下，美國商業(yè)公司的微小衛(wèi)星星座計劃動輒發(fā)射上千顆衛(wèi)星，通過多發(fā)衛(wèi)星、優(yōu)先占據(jù)資源無疑是“理所當然”的做法。邢強以大型通信衛(wèi)星為例介紹說，其壽命通常在15年，在接近壽命盡頭時，地面指揮人員會操縱它飛離軌道，進入專門的“墳場軌道”。空出來的位置就得根據(jù)國際規(guī)則重新分配。但小衛(wèi)星星座的做法卻完全不同，雖然每顆小衛(wèi)星的服役時間可能只有短短幾年甚至幾個月，但可以不停發(fā)射新衛(wèi)星進行補充，理論上整個星座占據(jù)的軌道和頻率資源是沒有期限的。他表示，GPS系統(tǒng)就是這樣的模式——雖然理論上GPS星座只需24顆衛(wèi)星，但在幾十年的發(fā)展過程中，其技術驗證星和補位補軌的衛(wèi)星數(shù)量早就超過了理論值，并且已經順勢在原軌道上開始第三代導航星座。

原民輝認為，由于軌道和頻率資源是有限的，我們在具備相應能力的時候，也應該盡量去爭取份額，為后續(xù)發(fā)展留有空間。目前中國也推出了全球低軌衛(wèi)星星座“鴻雁”，計劃發(fā)射300顆以上的衛(wèi)星提供可隨時隨地使用的衛(wèi)星互聯(lián)網接入服務，首顆星計劃于今年發(fā)射。

太空垃圾怎么破

微小衛(wèi)星星座計劃帶來的另一個憂慮是太空垃圾問題。由于微小衛(wèi)星星座的單顆衛(wèi)星壽命短、可靠性相對較低，會不斷產生大量的退役或故障衛(wèi)星，一旦處理不得當，就會成為源源不斷的太空垃圾。邢強建議，未來可以在小衛(wèi)星設計時就增加功能，讓它能在服役快結束時自動進入稠密大氣層焚毀。考慮到小衛(wèi)星的體積和質量較小，基本都可以在進入大氣層時被燒掉，殘骸落到地面造成威脅的可能極小。

原民輝對《環(huán)球時報》記者強調，微小衛(wèi)星星座計劃會帶來新的挑戰(zhàn)和風險，全球國家應該聯(lián)合起來制定規(guī)則，防止地球軌道出現(xiàn)惡性競爭，保護太空環(huán)境。▲