搶占太空低軌衛星互聯網賽道

張銳

國際著名飛機設備制造商波音公司日前終于從美國聯邦通信委員會（FCC）手上拿到了四年前遞交的關于建立與經營衛星互聯網項目的申請批文，由此波音計劃9年內向太空近地軌道發射147顆衛星，以利于提供高速寬帶互聯網接入服務。受到波音獲準發射衛星的刺激，亞馬遜、Astra等紛紛向FCC遞交申請，提出新建或擴建衛星互聯網，最終FCC總共需要批準發射的衛星多達3.8萬顆。

業內一般將距離海平面2000公里之內的軌道位置視為低軌衛星，區間范圍內從低到高又分列為C頻段、Ku頻段、Ka頻段與V頻段，頻段越高，意味著衛星的位勢高，帶寬越大，可以覆蓋的面積就越廣，同時傳輸容量也要比前面的頻段大了許多。目前來看，全球低軌衛星主要布局在Ku頻段和Ka頻段，而隨著相關技術瓶頸的逐漸破解，V頻段會越來越受到航空航天企業的青睞，像波音公司所要發射的147顆衛星都將在V頻段運行。

當然，處在同一頻段的任何一個衛星都不是孤立封閉的，一定數量的衛星還可以規模組網，由此組成了衛星互聯網。顧名思義，衛星互聯網就是以通信衛星為接入手段，因此不同于分別以地面基站和光纜通信為媒體的移動通信和光纜通信僅能向地面終端發射信號，衛星互聯網則可以同時向地面和空中終端提供寬帶互聯網接入服務，廣覆蓋、低延時、寬帶化、低成本構成了衛星互聯網的主要畫像。數據顯示，目前地球上超過70%的地理空間、約30億人口尚未實現互聯網覆蓋，遼闊的海洋、廣袤的沙漠以及偏遠的山區也因基站與光纖的鋪建難度大和成本高成為了互聯網與通信信號覆蓋的盲區，但借助衛星互聯網，地球將不再會有“信息孤島”與通聯死角。

衛星互聯網的價值顯然并不只是通聯信號的發射與覆蓋而已，它已經構造出了一個上下游緊密關聯的產業鏈，產業鏈的上游主要是電器元件及材料、燃料廠商，產業鏈的下游主要是企業、政府、高校、軍隊以及個人等終端用戶，產業鏈的中游主要分為衛星制造、衛星發射、地面設備制造和衛星運營及服務四個環節。目前全球衛星互聯網產業年度市場規模近3000億美元，而按照美國衛星產業協會的預測，到2040年，全球太空經濟的價值將達到1萬億美元，其中衛星互聯網將占市場增長的50%-70%。值得關注的是，在衛星互聯網產業價值構成中，衛星服務和地面設備的靜態與動態占比都超過了九成以上。

值得注意的是，低軌衛星地帶目前還是一個無主的天地，國際電信聯盟（ITU）奉行的基本原則是“先到先得”，也就是誰申報注冊得早，某個軌道位置、頻率就歸誰。自然，不管是為了搶占目前的星座位置還是頻段資源，還是競奪未來的產業商機，主要國家都正在全力支持與推動本國航空航天企業鉚足勁地朝著低軌互聯網衛星地帶邁進，并在國內開足馬力鍛造與做強衛星制造、衛星發射以及衛星服務與地面設備布局的綜合技術能力，低軌衛星已經成為了一片競爭異常激烈而活躍的天空。

美國已經形成了由特斯拉、亞馬遜、Astra和波音公司等為主要核心成員的強大低軌衛星互聯網編隊，其中特斯拉旗下太空公司SpaceX已經發射了1740顆衛星，其布局的“星鏈”計劃未來將總共發射出4.2萬顆衛星，而亞馬遜所推進的“柯伊伯項目”計劃在2026年7月之前將約1600顆衛星送入軌道，火箭制造商Astra也在積極部署名下13600顆衛星組成的太空網絡。當然，美國航天航空巨頭的內部競爭也十分激烈，特別是在波音公司將衛星發射方向主要對準V頻段后，亞馬遜迅速向FCC提出申請，將“柯伊伯項目”下原本只有3236顆衛星擴容到7774顆，且增量衛星也瞄準V頻段;與此同時，目前還在Ku頻段與Ka頻段縱橫的SpaceX先前已經拿到FCC授權發射約7500顆V波段星鏈衛星的合同，也勢必要在這一新的高度與競爭對手分出個孰高孰低。航空航天企業自身雄厚而強大的資源與技術能力，外加國家宇航局的傾力支持，使得美國對低軌衛星互聯網的爭奪在目前全球博弈陣營中占據絕對優勢。

但畢竟低軌衛星互聯網還是一塊自由空間，因此伴隨著美國航天航空公司登陸身姿的也有其他國家企業開疆拓土的腳步。英國所有的衛星服務提供商OneWeb已經將300多顆衛星發送到了低軌Ku頻段，成為目前唯一一個可以在近低軌道與SpaceX現場對視的航天航空企業，而且OneWeb還希望在低軌道上發射32.7萬顆小型衛星，數量上令SpaceX望塵莫及。與此同時，一項名為“球體”的多功能衛星系統項目正在俄羅斯航天國家集團主導下采取財政+市場集合投資的方式穩步推進，這一項目計劃打造由分布在17個軌道面的640顆多用途衛星組成的衛星星座，其中包含一個由288顆衛星構成的低軌通信星座。另外，加拿大運營商Telesat正在研究構建由298顆衛星組成的Lightspeed網絡，而且前不久加拿大政府承諾向其投資12億美元，以支持其開展“加拿大歷史上最大的太空計劃”，而韓國政府也發布了未來10年建設100顆微小衛星組成的衛星星座計劃，且更早之前三星公司還拋出了由4600顆微小衛星組成的互聯網星座藍圖。根據公開資料統計，目前全球宣布衛星互聯網星座計劃的公司超過30家，部署衛星計劃達5萬顆以上。

就中國而言，基于“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要中提出要建設高速泛在、天地一體、集成互聯、安全高效的衛星互聯網產業，專門建立了面向低軌衛星組網的“鴻雁星座”和“虹云工程”計劃，其中“鴻雁星座”由300顆低軌道小衛星及全球數據業務處理中心集結而成，“虹云工程”由156顆低軌衛星聯袂構圖，兩個系統計劃將于2023建設完成，最終形成由近1.3萬顆衛星構成的巨大低軌天基網絡;另外，中國還有“銀河Galaxy”計劃，該計劃由民營企業推動，總共發射2800顆低軌互聯網衛星。作為未來搶占衛星互聯網陣地的戰略之舉，中國已向ITU提交了包含建設兩個“國網系統”（GW）的低軌道星座與頻譜申請，總共可布局衛星總量12992顆。更為重要的是，中國是除美國、俄羅斯之外擁有衛星制造、衛星發射以及衛星服務與地面設備布局三位一體集成能力的國家，同時市場的旺盛需求構成了中國加速發展衛星互聯網產業的天然優勢。目前中國國內互聯網用戶已達11.7億，全球智能手機用戶超四分之一來自中國，同時國內加速擴展的車載、艦載、機載等更多終端等都將成為互聯網衛星商用化的新場景。按照向ITU申報的計劃，未來三年將是中國低軌衛星發射的集中窗口期，到2027年低軌衛星總規模有可能達到3900多顆，至2030年有望突破6000顆。

綜上，依照衛星互聯網的優勢特征、產業屬性以及國際競爭格局，未來全球衛星互聯網將呈現出以下幾大鮮明趨勢：首先，隨著衛星組網熱潮的開啟及各國衛星計劃的展開，未來互聯網衛星發射數量將顯著加快，到2029年全球近地軌道衛星總計可超過5.7萬顆;其次，除少量用于軍用與公共服務外，更多的互聯網衛星將轉為民用與商用，商用比例將從目前的50%提高至2030年80%以上，同時應用場景不斷拓展;再次，鑒于小衛星容易快速起量并促進成本降低的優勢，小衛星將成為互聯網衛星的最主要發射與落軌標的，但由于小衛星壽命相對較短，相應地地研發周期與替代周期就大大壓縮，小衛星制造與發射組網周期短窗口會悉數打開;最后，相比于地球同步軌道，低軌道資源由于競爭加大而出現稀缺，對頻率的競爭也將由低頻段轉向高頻段。另外，作為一種必然結果，衛星互聯網與地面移動通信網的融合會在廣度與深度上進一步加強。