以国际化引领通信卫星领域未来发展

陈建军（中国空间技术研究院通信卫星事业部）

1 引言

1970年4年24日，中国第一颗人造地球卫星东方红一号成功发射，开创了中国航天史的新纪元，使中国成为继苏联、美国、法国、日本之后第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。自东方红一号卫星发射以来，历经50年的探索与发展，中国已陆续将多颗通信卫星送入轨道，形成了自己的通信卫星品牌——“东方红”系列通信卫星，技术和产品不断向国际先进水平迈进。

2 国际化谱绘历史篇章

2004年11年，尼日利亚一号通信卫星成功签约，这是我国首颗整星出口的卫星，也是通信卫星国际化道路上的重要里程碑。此后，我国相继与委内瑞拉、巴基斯坦、玻利维亚、老挝、白俄罗斯、阿尔及利亚等多个国家签订了整星合同。巴基斯坦总理在中巴建交60 周年的致辞中说：“巴基斯坦－1R 通信卫星的启用将会促进巴基斯坦经济发展和社会进步，对航天科技的发展、国防科技工业现代化的进步、综合国力的提升产生深远影响。”玻利维亚一号通信卫星发射成功后，习近平主席与莫拉莱斯总统互致贺电庆祝。该星转发器使用率超过80%，年收入达2500 万美元，玻利维亚航天局（ABE）也因此在2016年世界卫星商业周上获得了年度最佳新兴运营商的称号。白俄罗斯一号通信卫星标志着中国制造的通信卫星首次进入欧洲市场，白方高度评价：“中国拥有最先进的制造能力，相关的工作组织和制造文化令人惊叹，值得敬佩。”

在开拓政府型市场的同时，运营商市场也是我国通信卫星出口的重要目标。2013年11年，亚太－9（APSTAR－9）卫星项目合同正式签署，标志着我国通信卫星进入成熟运营商市场。之后，亚太－6C（APSTAR－6C）、泰星－1（TCSTAR－1）、亚太－ 6D（APSTAR － 6D）、印尼帕拉帕－ N1（PALAPA－N1）等项目相继签约，中国制造的通信卫星成功跻身国际运营商市场。

从2008年至今，已有10 颗商业通信卫星成功在轨交付，通信卫星的国际化发展取得了喜人的佳绩，获得了重大的政治和经济效益，指导政府型用户开展卫星通信服务，带动其航天产业发展，为运营商用户提供最优解决方案，创造最大经济效益，持续扩大了中国航天的国际影响力，“东方红”系列通信卫星成为了中国闪亮的国际名片。

通信卫星在“走出去”的同时也注重“请进来”，通过国际合作与交流消化吸收先进技术，持续提高国际竞争力。从2008年开始，通过与泰雷兹-阿莱尼亚宇航公司（TAS）等国际一流宇航公司合作，共同进行卫星设计与系统建造，促进产品竞争力持续提升。2018年，国家级“卫星通信系统研发与增值服务国际科技合作基地”正式挂牌，通过全方位、多渠道、多角度的开展国际科技合作和学术交流，通信卫星团队在引进先进技术、探索国际合作模式、对接国际创新资源、搭建全球关系网络方面不断探索前行。

3 国际形势与竞争态势

近年来，随着高通量卫星（HTS）和甚高通量卫星（VHTS）迅速发展，全球通信总容量正以累计翻倍的形式在变化，未来预测容量大幅攀升，据欧洲咨询公司《高通量卫星纵向市场分析与预测》报告，全球高通量卫星容量预计到2024年将比2019年增加12 倍，从2.1Tbit/s 跃升到26.5Tbit/s。

国际市场及竞争形势日益严峻，产业发生深刻变革

尽管未来预期看好，但是当前全球通信卫星市场整体呈现疲软，地球静止轨道（GEO）通信卫星订单数量连续3年持续下滑，缩水了一半以上，2017、2018年仅为个位数，2019年虽然回温，但是竞争态势依然严峻。老牌的航天强企不断强化优势地位，商业航天发展迅猛，低轨星座如火如荼，狼多肉少的局面仍未改变，国际竞争已经趋于白热化，产业格局正在发生深刻变革。欧美宇航企业加大研发投入，强化技术创新，凭借技术、价格以及商业模式灵活等优势抢占全球市场，产品和技术升级换代日新月异，争夺国际市场订单的门槛不断提高。基于全电推和模块化的平台产品、基于数字化的灵活载荷技术不断推陈出新，逐渐成为商业通信卫星发展的趋势，甚至成为采购的准入门槛，将带动市场规则及卫星研制的变革。

产品和技术升级换代步伐加快，设计理念不断颠覆

（1）卫星产品方面

高度集成化和柔性化已成为卫星制造商新推出卫星产品的主要特征和发展趋势。

新一代柔性化大型卫星平台

在欧洲“先进通信系统研究”（ARTES）项目的支持下，TAS 公司和空客防务与航天公司（ADS）分别从2014年开始立项研制其新一代柔性化大型卫星平台“新空间客车”（Spacebus NEO）和“新欧洲之星”（Eurostar NEO），整星质量覆盖3 ～6t，载荷质量可达2t，载荷功率可达20 ～25kW，目前已经拿到了7 个订单，这样的成功在很大程度上取决于其柔性化的设计理念，以及通过供应链建设将卫星成本降低了30%并缩短研制周期。

此外，ADS、TAS、波音公司（Boeing）三大制造商分别推出了“一星”（Onesat）、“灵感”（Inspire）、702X 等新一代全电推高集成度卫星产品，诺格公司（Northrop Grumman）、洛马公司（LM）、麦克萨技术公司（MAXAR）等也在积极布局，土星卫星网络公司（Saturn）、阿斯特拉尼斯公司（Astranis）、地球人轨道公司（Terran Orbital）等商业公司则纷纷推出了极具性价比的小型GEO 卫星。

这些卫星产品普遍质量不大但是能力很强，通过一体化设计和采用一系列新技术，使得质量不到1t的卫星可实现每秒几十吉比特的容量，质量2 ～3t的卫星能提供15kW 的载荷功率、实现200Gbit/s的容量，并且通过模块化还能拼接扩展成大型卫星、实现1Tbit/s 的容量。新一代产品的特点是：采用新型紧凑型结构，摒弃平台概念，整星一体化不分舱设计，支持一箭多星发射以降低运载成本；单机集成程度高、标准化程度高，适应整星通用化、模块化设计及生产，比如电源控制与分配单元（PCDU）内集成了综合电子、姿轨控制、遥测遥控等原来需要多台单机才能实现的功能，一颗卫星仅配置PCDU、电源控制器（PCU）、电推进电源（PPU）三台主要单机，大幅提高集成度；采用面向制造的设计，并广泛使用数字技术和3D 打印技术，研制周期普遍缩短为18 ～24 个月。

新一代全电推高集成度卫星

（2）载荷技术方面

由于卫星在轨15年期间内市场变化越来越难以预测，高度灵活性已成为运营商对卫星的必需，而且热点动态增强、航线跟踪覆盖等已成为新的应用需求。通过采用可灵活调节的数字载荷技术（如大规模有源天线、宽带数字处理等），卫星在入轨后则可按需调整参数配置，实现差异化任务功能，实现覆盖、容量、路由、频率等不同维度的灵活性，满足不同应用场景。ADS 的全灵活载荷可实现在轨完全重构，通过采用星载大规模有源天线技术，可对数千个点波束进行快速灵活调整，包括位置、数量、形状和大小，实现对航空航海线路的全程跟踪覆盖，还可实时调整容量在不同波束上的分配，实现热点区域的动态增强。TAS推出的第五代数字透明处理器（DTP）产品，带宽处理可达2.9GHz，质量和功耗可控制在0.8kg/GHz和7W/GHz 以内，星载处理器（OBP）也已推出商用产品，实现更加丰富且灵活的功能。

（3）商业及其他方面

此外，国际市场上通信卫星的在轨交付价格，单位容量价格已经由2017年的350 万美元/（Gbit/s）下降到170万 美 元/（Gbit/s）， 未 来价格预期已降至100 万美元/（Gbit/s）。 低 轨 星 座 依 然保持市场热度，太空探索技术公 司（SpaceX） 的“ 星 链”（Starlink）星座的发射组网已进入快车道，美国联邦通信委员会（FCC）先后向SpaceX公司、欧洲卫星公司（SES）等颁发上万颗卫星的审批许可，将进一步加速低轨卫星技术创新和商业模式变革。同时，西方势力不断采取各种手段对中国发展进行围追堵截，通过封锁营销渠道、限制海外布局、切断关键器件供应等方式，削弱中国企业在国际市场的竞争力。美国进一步扩大国际武器贸易条例（ITAR）适用范围，对我国实施更加严厉的出口管制政策。我们正面临残酷激烈的全球市场竞争和欧美的技术封锁，形势异常严峻。

高通量卫星采用有源天线实现灵活覆盖(350个波位，最小0.2°，70个波束同时工作，可提供300Gbit/s以上容量)

4 国际化引领未来发展

在当前严峻的国际形势和竞争态势下，有必要统筹考虑我国通信领域国际化发展面临的机会与威胁、优势与劣势，制定有针对性的能力提升战略及实施举措，解决困扰国际化发展的核心问题，切实提高“东方红”系列通信卫星的国际竞争力，向建设世界一流的卫星通信解决方案提供商的目标迈进。

以做精产品为目标，提升技术能力，优化研制方式

一是国际发展趋势表明，高度灵活的载荷技术已然成为当今通信卫星的标准配置。因此，卫星制造商应该以市场需求为牵引，加大技术研发投入力度，制定切实可行的研发计划，尽快实现星载大规模有源天线、第五代DTP、商用OBP 等系列化灵活载荷产品的开发工作，提升卫星载荷的硬实力。

二是以Onesat 卫星为代表的新一代产品，采用了革命性的高集成度和柔性化技术，有效提升了卫星的能力，同时降低了成本和周期，代表了未来卫星的发展方向。因此，有必要深入研究整星一体化构建方式、电子设备模块化及载荷拼接等柔性化技术、面向制造的设计方法等，大幅提升卫星的集成度和能力水平。

三是在激烈的市场竞争环境下，如何优化研制流程，缩短研制周期已经成为卫星制造商破局的关键点。国际上，大型GEO 卫星的在轨交付周期普遍实现24 ～27 个月，中小型GEO 卫星的在轨交付周期甚至达到18 ～24 个月。因此，有必要总结多年来产品研制过程中的经验和教训，对实施改进过的流程大胆进行固化和推广，同时主动思维、打破常规，大胆借鉴国外制造商的先进理念，通过科研生产模式转型，使研制周期向国际先进水平看齐。

四是面对西方势力日益严格的出口管制政策，一旦进口产品的周期和质量无法得到保障，将致使型号研制进度受到极大影响。因此，有必要尽快实现核心产品的自主可控，提高生产工艺水平，加强产品检验和试验环节控制，提升产品的鲁棒性和可靠性，有源载荷产品着力提升产品的一致性和可靠性，大功率产品进行持续改进降低产品质量、功耗、热耗指标，尽快向国际主流产品看齐。

五是中低轨卫星星座的发展，迫使卫星生产模式发生了根本性质的变化。因此，有必要打破现有卫星研制的流程，从零开始，研究出一种崭新的研制方法，加快产品研制效率，确保并行研制能力，减少人为差错，确保产品品质一致性，适应不断变化的卫星市场需求。

六是要不断创造与国际一流宇航企业、产品供应商、技术实验室面对面对标的机会，学习借鉴先进技术和管理理念，聚焦制约卫星技术发展瓶颈产品的核心技术，持续开展国际对标工作，分析国际发展趋势，总结技术演进方向，提出商业发展策略，形成领域发展规划。

以做大市场为驱动，建立主导意识，开创多种模式

一是市场是检验产品能力的最好舞台，产品的研制要以市场需求为导向。参与国际市场竞争，就要建立市场体系，遵守市场规则。因此，卫星制造商应该增强国际化意识，上游建立国际业务经营管理体系，打通业务渠道，下游培育市场竞争的实体，形成上下联动的机制；采用“走出去、请进来”的方式，紧跟市场发展趋势、深入了解用户需求，以市场需要和用户需求牵引产品开发和改进；打造一支懂业务、懂经营、懂法律的国际化经营复合型专用人才队伍，建立面向市场的经营发展体系。

二是采购卫星的方式悄然变化，单一买卖关系已经成为过去时。因此，有必要扩展自身业务范围，从制造到运营，从运营到服务，通过多种商业手段和模式，提升获取市场订单的能力；研究联合运营、融资等模式，积极拓展新型商业模式。

三是只有让国际市场了解产品，才能够真正吸引到用户。因此，有必要利用多种渠道、多种手段进行国际化宣传，提升国际知名度；积极派遣专家在国际组织中担任要职，借助平台增强在国际宇航界的话语权；建立用户走访制度，及时了解卫星产品使用情况及用户对产品的新需求，全面提升用户满意度和信任度。

以做优体系为抓手，进行多方位整合，形成竞争力

卫星制造商应该站在全产业链视角看待产业发展，以卫星为中心，发射及应用进行适当调整，在系统层面进行统一优化，通过运载与卫星匹配，避免用户支付“无效”资金，通过地面与卫星匹配，发挥天地一体化效能，形成具有中国特色的天地一体化生态圈。同时，垂直整合产业链，发挥领头羊的优势地位：以卫星制造业为龙头，贯穿牵引其子承包商或单机设备供应商；持续扩大业务规模，具备提供更加“完整而有效的”一体化解决方案的能力；充分利用多种资本运作手段，改变投资方式和并购方式，拓展产业链长度，激发产业各链条的活力。另外，随着高通量卫星、低轨星座等系统的研制，使卫星制造商不再仅仅制造卫星，而是更多地参与系统应用的设计。因此，有必要不断拓展自身的产品服务体系，从通信卫星制造逐步发展到卫星通信系统制造，进而进入卫星系统应用行业。

5 结束语

回首过去，“东方红”系列通信卫星走出国门，享誉国际；放眼未来，国际化道路任重道远。新时代航天人的使命，就是要把我国建成航天强国，使航天领域率先达到国际先进水平，以航天强国助推社会主义现代化强国建设，实现中华民族的伟大复兴。通信人正立足当下，面向未来，以“引领通信卫星领域发展，打造太空经济时代先锋”为使命，全面开启通信领域发展新征程。

面对愈发激烈的国际市场竞争，卫星技术飞速发展，中国的通信卫星事业必将始终坚持自主创新，积极推动我国通信卫星平台型谱建设，提高我国通信卫星研制水平，促进国家通信卫星与应用领域发展，拓展国际成熟运营商市场，以引领我国通信卫星技术和应用发展为己任，为加快我国航天强国建设步伐作出更大的贡献。