卫星互联网竞赛,中国抢占第一梯队 | 航天新观察
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定义转型中国
不论是政府主导还是市场化方式,想要抢卫星互联网的蛋糕,机遇与风险同在。
编辑 | 鹿野
没想到2022年一开年,太空战抢先打响。
当SpaceX猎鹰9号火箭在佛罗里达州肯尼迪航天中心再次发射47颗“星链”(Starlink)卫星时,其对头OneWeb搭载俄罗斯“联盟号”火箭发射上天的计划反遭搁浅。
一边是乌克兰当地服务运营商Viasat Ukraine用户终端因外来网络攻击而无法使用,马斯克星链为其提供卫星互联网服务的最新故事篇章,一边则是OneWeb不得不命令员工离开位于哈萨克斯坦的俄罗斯拜科努尔航天发射场的最后通牒。
卫星互联网国际化发展的蓬勃势头下,从“先申报就可优先使用”的卫星频率轨道抢占方式,到“发射自由”的常态化能力,各国投资的星座更多被赋予了全产业链自主化的新使命。
布网,得拼火箭
日前,俄罗斯联邦航天局局长德米特里·罗戈津正式宣布,俄罗斯将停止向美国交付火箭发动机。
航天专家黄志澄表示,在此之前,美国联合发射联盟(ULA)的宇宙神5以及诺斯洛普·格鲁曼的Antares两款运载火箭一直采购使用俄罗斯的火箭发动机,包括RD-180大推力液氧煤油火箭发动机。
但在他看来,由于美国还有其他的主力运载火箭如SpaceX公司的火箭并没有采用俄罗斯发动机,因此俄罗斯断供发动机对美国航天发射的影响并不大。
就在断供之前,SpaceX刚刚发射了一枚猎鹰9号重型运载火箭以其47颗“星链”(Starlink)。
不得不承认,经过多年发展,SpaceX公司下属的各种运载火箭已经足以承担多种民用和军用航天发射任务,甚至具备载人航天的能力。
正因如此,SpaceX刚刚拿下美国航天局35亿美元的合同,再为NASA完成三次载人航天任务。
在美国国内,SpaceX的竞争者是亚马逊。
亚马逊计划打造一个由7700多颗卫星组网的通信星座(Kuiper)。去年,公司也已经收购了脸书(Facebook)数十名卫星互联网团队。但其目前建设进度落后星链不少。
与马斯克一样,亚马逊老板贝索斯也有自己的火箭公司(蓝色起源),但目前其星座部署还指望不上。
去年4月亚马逊宣布,与波音和洛克希德·马丁公司合资的联合发射联盟(ULA)签署发射协议,ULA将为柯伊伯星座项目发射九次。
之后,亚马逊又与火箭开发商ABL空间系统公司签署一项发射协议,该公司计划在2022年为柯伊伯星座发射两颗原型卫星。
在业内人士看来,美国一直想办法摆脱对俄罗斯发动机的依赖,但除了SpaceX之外,目前其他公司的进展还不是特别顺利。
包括波音研发的SLS火箭。在设想中,该发射系统未来将在推力、载荷等指标上取代当年美国现役的德尔塔IV、猎鹰重型等大型运载火箭,是NASA空间任务中的主力发射系统。
然而,SLS火箭一直各种延期不说,成本暴涨也令人担忧。
美国NASA宇航局审计长Paul Martin曾在听证会上表示,阿尔忒弥斯计划的前4次任务,仅考虑SLS火箭、猎户座飞船和地面系统的成本,每次任务将要花费41亿美元,这还没算上SLS火箭的前期研发费用。
若算上波音公司已批准发射和运营的147颗卫星,以及正在建造的宽带全球卫星通信系统WGS-11+卫星,美国已经形成了由SpaceX、亚马逊、Astra和波音公司等为主要核心成员的低轨卫星互联网编队,总共还有多达数万颗卫星(包括仍需要美国联邦通信委员会FCC批准的)待发射。
进入抢蛋糕模式
相比SpaceX,英国卫星公司OneWeb的劣势是没有自己的运载火箭发射能力。
正因如此,OneWeb不得不在全球范围内寻找性价较高的发射服务商,最终选择与俄罗斯航天局达成协议,由俄罗斯“联盟”火箭发射OneWeb卫星。
对于此次OneWeb发射搁置,有业内人士猜测,如果OneWeb想要在短期内找到星座发射的解决方案,可以选择采购SpaceX的火箭。
当然,OneWeb也可以选择美国太空初创企业火箭实验室(Rocket Lab)的电子火箭。本月初,Rocket Lab成功发射一颗日本雷达卫星,同时计划在弗吉尼亚州东海岸为旗下“中子号”火箭建设制造工厂和发射场。
抛开美国的火箭,虽然印度的运载火箭投入国际发射市场的能力有限,但在黄志澄看来,背靠股东电信巨头巴蒂电信(Bharti Airtel),印度也是OneWeb星座发射的潜在合作对象之一。
从1973年开始,印度空间研究组织开始研发航天运载火箭,该组织已成功研发了四种型号的运载火箭:卫星运载火箭(SLV3)、加大推力卫星运载火箭(ASLV)、极地轨道运载火箭(PSLV)以及地球同步运载火箭(GSLV)。
只不过从长期来看,印度的发射效率并不高,且要布局自己的卫星互联网业务。
比如,有报道称,印度首富穆克什·安巴尼(Mukesh Ambani)拥有的Jio Platforms公司与欧洲卫星宽带服务商SES签约成立合资企业,计划共同探索卫星互联网的业务可能性。
某种意义上,中国科学院空天信息研究院海南研究院执行院长杨天梁认为,星链服务现已在乌克兰被激活,从技术层面来,基本上证明了卫星互联网路线的可行性。
至少相比刚开始时,很多人对卫星互联网未来市场前景的怀疑态度开始变少。“在关注一些应急情况层面,卫星互联网提供的不仅仅是经济价值,更多是一种社会价值。”
去年11月份,俄国家航天集团公司向政府申请1.5万亿卢布(约合人民币1300亿元),用于筹建“球形”多功能卫星系统,以应对英国、印度联合控股的OneWeb和美国马斯克的“星链”系统。
此次申请“球体”项目的金额甚至超过了俄罗斯2016-2025十年期航天计划获批的总额。
如今,不仅美、英、俄意在抢占优质频段,日益独立的欧盟近日也宣布了自己的卫星网络计划,抢占轨道资源。
日前,欧盟在法国图卢兹举行的关于太空政策的会议上表示,将耗资60亿欧元打造自己的低轨卫星星座。
据悉,该卫星星座或将运行在距地球400-500公里的高度,并将与中地球轨道和地球静止轨道上的现有卫星相配合。该项目计划在2023年启动,卫星星座可能会在2025年之前投入使用,但最早要到2027年年中才能提供全面服务。
据了解,该星座的60亿欧元成本中,有24亿欧元来自欧盟预算,一些欧洲国家政府和欧洲航天局预计将提供16亿欧元,私营部门将投资剩下的20亿欧元。
以欧洲通信卫星公司Eutelsat为代表的卫星运营商曾公开表示,目前卫星运营商规模太小,需要进行整合扩大规模,以便与大国政府支持的新来者有效竞争。
该公司在4.6万公里外的轨道上拥有39颗GEO卫星,目前为欧洲、非洲和中东的部分地区提供互联网服务,并已经发射了一颗名为Konnect VHTS的卫星。不过Eutelsat方面称,其卫星互联网服务定价“远远低于星链,非常适合在欧洲、中东和非洲地区瞄准的农村市场”。
后来居上的市场参与方,似乎更希望通过价格战比拼其他大国的卫星服务。
已经在地球上空35000公里以上拥有15颗GEO卫星的加拿大卫星运营商Telesat,也已选定欧洲制造商泰雷兹·阿莱尼亚太空公司(Thales Alenia Space),为自己制造名为“LightSpeed”的298颗LEO卫星,用于低地球轨道宽带网络。
据报道,Telesat在定价方面处于“最佳状态”,其LightSpeed项目将耗资50 亿美元。这比SpaceX和亚马逊的项目便宜得多,后者超过了100亿美元。
此外,位于非洲中东部的一个内陆国家卢旺达,也在OneWeb创始人格雷格・惠勒的协助下,提出了在低地轨道上发射32.7万卫星的计划。
市场化与非市场化的权衡
事实上,早在2020年破产保护重组后,OneWeb新股本已达19亿美元,主要投资来自英国政府、印度巴尔蒂集团、欧洲通信卫星组织、美国休斯网络、日本软银等。
当年,英国政府投资了约5亿美元成为OneWeb的主要股东。
后来,韩国大财团韩华集团下属韩华系统(Hanwha Systems)也在去年宣布向OneWeb投资3亿美元,同时拿下OneWeb 8.8%的股份。
在业内人士看来,与政府捆绑,有机遇也有风险。
此次俄罗斯航天集团宣布终止与OneWeb的发射合作之前,曾提出“让英国政府退出OneWeb股东”的条件。
而英国方面在Twitter上回应称,英国政府不会出售其股份,并表示正在跟其他股东接触以此讨论OneWeb下一步行动。
可以想象,OneWeb后续的全球供应链在卫星制造端也难免会出现一系列的问题。
尽管OneWeb通过与空中客车公司的合资企业在佛罗里达州建造卫星,但它使用从俄罗斯推进公司Fakel进口的航天器推进器。
有报道称,去年夏天,在莫斯科航展之前,空中客车公司在新闻发布会上强调了空中客车与OneWeb合资企业OneWebSatellites与Fakel在OneWeb星座方面的合作。
这印证了,各国太空公司一直在竞相建设下一代卫星互联网网络,但在具体的路径选择上,势必存在诸多不确定性。
杨天梁表示,卫星互联网产业路径选择上的不确定性成本,是由社会承担还是由政府承担,需要做一定取舍。这也意味着,我国发展卫星互联网,也难免要在市场化和非市场化方式之间做出选择。
相比星链的大张旗鼓与大肆宣传,由中国政府主导的星网项目一直保持着在公众视野中的神秘感——“作为国家层面的计划,星网的对外宣传不多。”
“具体还在论证,究竟采用哪种方案还没有最终结论,但大家都在等。”有资深人士透露。
根据公开的信息,中国星网近期与上海建立了合作,在助力国家战略科技力量建设、发挥高端产业引领作用、构建示范应用先行区等领域展开合作。
在业内人士看来,加快发展卫星互联网,由社会承担要好过政府承担。“政府的一些资金、资源是要用在必须政府来做的部分上,能让市场做的,就让市场去做。”
世域天基创始人郭正标建议,国内可以在中欧投资协定的大背景下,构建一个类似伽利略系统的低轨卫星星座,纯靠民间投资,吸引民营企业参与,走频谱资源共享的路线。
就目前看来,民营航天企业在卫星互联网层面的动态向好。就在上周,我国民营卫星企业银河航天首次批量研制的六颗低轨宽带通信卫星已经被送入预定轨道。
不过,随着近年来各国在轨卫星和空间碎片数量迅速增长,加上数量如此庞大的星链卫星占据低空轨道,各国航天器之间频段“撞车”频繁。
有业内人士感慨,太空交通治理可以提到国际上共同探讨。只是,以目前的情况来看,要在大国之间达成统一看法,并非易事。
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