低轨大规模星座的机遇与挑战

赵秋艳， 胡朝斌， 陈川， 龚自正，4， 宋光明， 李明

(1. 中国空间技术研究院研发与市场部， 北京100094; 2. 探月与航天工程中心， 北京100190;3. 北京卫星环境工程研究所， 北京100094; 4. 可靠性与环境工程技术国防科技重点实验室，北京100094; 5. 中国空间技术研究院， 北京100094)

1 引言

由于近年来围绕航天的一系列相关技术的巨大进步， 进入和利用空间的门槛大幅降低， 航天的商业价值愈发凸显， 吸引了大量新兴力量。 许多试图投身航天商业应用领域的新参与者带来了独特的商业模式， 进一步促进了相关产业的发展。 与此同时， 由于小卫星技术的巨大进步， 人们开始发现低轨大规模小卫星星座在天基全球通信、 遥感等一系列应用领域的巨大价值。 大规模低轨星座发射计划层出不穷， 呈爆炸式发展态势。 2020 年3 月18 日， SpaceX 第6 批60 颗星链卫星发射入轨， 包括实验星在内的总星座卫星发射数量已达362 颗， 代表着其42000 颗的庞大的低轨星座计划正在逐步推进， 也意味着大规模低轨星座已经由方案设想变成现实。 低轨道大规模开发利用的“轨道革命” 正在发生， 航天将迎来一个前所未有的新的发展与变革时期。

然而， 大规模低轨星座也将给人类航天事业带来一系列问题， 包括空间碎片环境面临严峻的威胁、 轨位和频率资源的恶性竞争、 密集低轨区域的潜在国际冲突风险， 以及对我国信息安全和航天产业安全的严峻挑战等等。

我国正处于由航天大国向航天强国转变的关键时期， 需要紧跟国际潮流， 把握住这一航天大发展的时代机遇， 促进我国航天事业进一步向前发展， 同时与国际社会一起面对、 解决大规模低轨星座带来的一系列问题， 并尽可能保护、 争取我国的权益。 本文从低轨大规模星座发展现状出发， 分析了其快速发展背后的机遇和带来的一系列问题和挑战， 并从政策、 法规、 技术、 产业、国际应对等方向提出了相应的措施建议。

2 低轨大规模星座发展现状

微小卫星是指重量在500kg 以内的航天器，按照重量可划分为4 类: 重量在500 ～100kg 的小卫星， 主要用于遥感、 通信； 重量在100 ～50kg的微小卫星， 主要用于遥感、 通信、 在轨服务技术演示； 重量在50 ～10kg 的纳卫星和重量在10kg以下的皮卫星， 主要用于概念演示探索。 过去大部分的微小卫星都主要用于对平台要求不高的演示性任务和简单性探索任务。 随着技术的发展，微小卫星数据处理能力、 导航姿控能力、 通信能力、 供电能力和操控能力有了巨大的进步。 目前微小卫星已经开始应用于需要高平台能力需求的复杂性任务和需要高可靠、 长寿命的运营型任务。

低轨大型星座在20 世纪90 年代也曾出现过一次大发展的浪潮。 当时众多低轨通信星座概念中多数没有进入工程研制， 仅有投入运营的铱星系统、 全球星和轨道通信三个星座， 但也一度经营惨淡， 都经历了破产保护和重组[1]。 技术新、响应快、 应用灵活、 成本低的微小卫星以及航天发射技术、 新兴制造技术、 新型成像探测器和图像处理技术、 以移动通信技术和大数据技术为代表的IT 技术在近十几年的高速发展， 使得低轨大规模星座卷土重来。 世界各航天大国和商业公司都提出了极其庞大的小卫星星座发射部署计划， 如果全部成为现实， 未来几年内在轨运行的卫星数量将由现在的2000 多颗暴增到50000 多颗， 如表1。

表1 部分低轨大规模小卫星星座计划Table 1 SomeLEOsmallsat constellation programs

在过去几年的航天发射活动中， 2014 -2015年， 66%的新增卫星为微纳卫星； 2017 年全球共发射1500kg 以下小卫星376 颗， 相比2016 年发射数量翻倍增长， 占发射航天器总数的85.5%，处于历史最高发射水平； 2018 年， 发射航天器总数的80%以上为500kg 以下的小卫星。 具体到通信卫星领域， 最近20 年， 1000kg 以下卫星占比从35.3%增长至40.6%， 5000kg 以上卫星占比从6.1%增长至26.8%， 1000 ～5000kg 卫星占比则从58.6%下降至32.7%， 在轨卫星“大”、 “小”两极化发展态势明显。

低轨星座最主要的应用之一是宽带通信。SpaceX 公司的低轨星座系统最早于2015 年提出，旨在利用大规模低轨卫星提供全球高速宽带接入服务。 2016 年11 月和2017 年3 月， SpaceX 公司分别提交了4425 颗卫星的“SpaceX 非静止轨道卫星系统” (SpaceX NGSO Satellite System) 和7518 颗卫星的“SpaceX V 频段非静止轨道卫星系统”， 并将两大星座系统统一命名为星链(Starlink)。 星座的主要应用包括卫星通信和传输服务、 高速无线宽带服务， 以及卫星成像服务和遥感服务等。 计划2020 年， 部署800 颗卫星， 开始商业运营； 在2024 年完成4425 颗卫星入轨， 提供全球服务， 后续追加部署7518 颗[2]。 2019 年10 月15 日， SpaceX 公司又通过美国联邦通信委员会(FCC) 向国际电联提交了30000 颗卫星的申请文件。 这些卫星将部署在328 ～580km 的轨道， 将在用于常规通信功能外， 还具备对航天器遥测、 跟踪和控制功能。 OneWeb 公司星座由720颗卫星组网， 分布于1200km 高度的18 个轨道面。 计划通过1 年时间发射部署， 在轨运行时间5 年后再通过5 年时间执行任务后降轨[3]。

除以通信为目的的星座以外， 遥感星座也发展迅猛。 美国行星公司计划建造由27 颗微小卫星组成的SkySat 星座、 285 颗的Flock 星座、 5 颗的RapidEye 星座， 组成分辨率0.9m、 3m、 6.5m 的组合系统， 实现全球每日覆盖。 该公司将卫星获得的地球图像或视频数据建立大数据库， 提供基于云平台的数据访问服务。 美国陆军快响光学侦察卫星Kestrel Eye -2M 是工作在450kmSSO 轨道的5 (轨道面) ×8 (卫星) 星座， 将实现分辨率1.5m， 单景4km×6km 和10min 图像交付。 美国黑天全球公司正在发展由60 颗单星质量小于50kg， 多光谱分辨率达1m， 视场覆盖4.4km ×6.6km 的卫星组成的星座， 具备10 ～60min 重访能力[4]。 此外美国赫拉系统公司、 加拿大地球直播公司、 阿根廷卫星逻辑公司等也都提出了基于小成本小平台卫星组网的高分辨率短回访周期的遥感卫星星座。 同时， 基于小型SAR 技术的遥感卫星星座也在蓬勃发展。 Capella 公司的SAR 微卫星， 将在未来3 ～4 年内发射40 颗16U (推测)尺度的卫星， 分辨率1 ～30m， 可每3 ～6h 对全球成像一次。

低轨星座的应用领域， 也在更具体、 更细致地深入发展。 Spire 公司提出了100 颗卫星组成的Lemur 星座， 用于提供商业气象、 海事、 空事融合监测数据服务。 BCT 公司建设的7 星TROPICS星座将用于热带风暴观测任务。 英国SRT 公司建设的6 星Ocean-Scan 星座将用于全球海洋监测。

除此之外， 低轨星座也有巨大的军事应用前景。 遥感卫星本身就具有极高的军民两用性， 通过低轨星座系统， 进一步提高了遥感数据的获取、 分发速度， 缩短了重访周期， 使其更具有军事价值。 美国陆军Kestrel Eye 星座具备“按下即拍” 工作模式， 在10min 内完成从前方作战用户发出任务请求到分发图像的全部操作。 低轨通信星座则作为高轨通信卫星的有力补充， 在填补能力缝隙的同时， 进一步缩短指控链条， 直接服务战区， 并使得整个系统的生存能力大大提高。

大规模低轨卫星星座的地位和作用可概括为:

一是实现弹性化空间体系转型的重要力量。微小卫星具有快速响应、 使用灵活、 分散部署等优势， 与中大型卫星优势互补、 协同工作， 填补能力缝隙， 实现弹性增强， 提升体系对抗生存能力。

二是加快航天应用转型的重要推手。 单颗微小卫星能力有限， 可通过在轨规模化应用， 实现高时间分辨率、 高频重访、 指令及时响应等高时效性应用要求， 提升航天实用性。

三是推动航天研产转型的重要突破口。 微小卫星采用标准化、 模块化设计， 易实现批量化生产、 规模化应用， 推动航天“两作” 向“两产”转型， 降低航天成本。

大规模低轨卫星星座发展趋势概括为:

(1) 规模数量， 微小卫星数量逐年增长。

(2) 应用领域， 由技术试验向业务运行拓展。

(3) 任务定位， 快速响应、 战术应用作用凸显。

(4) 运用方式， 通过多星组网实现集群应用。

(5) 发展理念， 标准化、 模块化、 系列化成为趋势。

(6) 发展途径， 军民商共同参与， 商业采购成为主流。

3 巨大的航天发展机遇

低轨大规模巨型星座发展预示着航天轨道革命的来临， 其背后是技术、 商业模式、 资本、 市场等多领域的高速发展与高度融合， 由此带来的是巨大的航天发展机遇。

依靠着相关技术领域的巨大进步， 航天活动的成本和难度大幅下降， 使得航天投资门槛大幅降低， 具备了商业化运营的空间。 首先， 商业现货元器件(COTS) 的进步和大量应用， 卫星产品平台型谱化、 卫星组件软件通用化以及开源操作管理系统出现， 使得卫星设计研制难度大幅下降。 萨瑞卫星公司创始人马丁·史威丁指出， 目前的商业现货元器件(COTS) 已经和卫星专用器件一样可靠。 洛马公司和LuxSpace 都推出了型谱化、 标准化的卫星平台和载荷组件。 CPAW、PearlSim、 KubOS 等开源公开软件进一步便捷了卫星设计过程， 使得卫星设计一站式解决方案成为可能。 其次， 大数据控制系统、 协作机器人、自动导轨传送机器人、 智能装配工具、 自动精准耦合系统、 自动光学检测系统、 自动加热分配系统、 增强现实工具、 自动测试系统等数字化、 智能化、 模块化、 批量化制造技术大规模应用到卫星总装、 集成和测试(AIT) 中， 使得卫星生产批量化规模化， 产能大幅上升的同时， 极大地降低了卫星制造成本。 OneWeb 公司和SpaceX 公司都提出1 天至少3 颗卫星的出厂速度， 同时单星成本不超过50 万美元[5]。 佛罗里达工厂通过载荷、 电子设备、 推进系统、 太阳帆板4 条并行独立生产线生产卫星， 可以60 万美元的成本每天出厂卫星3 ～4 颗， 年产量高达890 颗。 最后， 随着一箭多星技术的常态化、 可重复使用火箭技术的实用化、 小型专用火箭的出现以及发射组织服务模式创新， 小卫星的发射成本也大幅降低。 这些因素共同作用使得进入航天领域的门槛大幅下降， 大规模星座的研制、 部署、 运营成本大幅降低， 为新公司和新商业模式的进入铺平了道路。

新公司、 新技术和新商业模式， 吸引了大量民间资本进入， 航天不再只是政府主导。 除了本身就资本雄厚以外， 互联网公司的进入同时也带来了新的融资模式， 紧跟而来的是敢于投资高风险初创企业的商业资本。 2015 年， OneWeb 公司已经通过A 轮融资筹集了5 亿美元的资金注入，并通过与产业链利益相关方合作的方式， 获得了包括印度和墨西哥的电信运营商、 可口可乐公司、 空客防务与航天公司(ADS)、 国际通信卫星公司以及法国和美国的进出口银行多方融资。SpaceX 公司也已经获得了来自谷歌公司和富达投资公司10 亿美元的投资。 过去10 年， 商业航天产业吸引了超过130 亿美元的投资， 其中20%来自于投资公司和私营企业。 欧洲咨询公司发布的《小卫星市场预测》 中预计未来10 年内将发射超过6200 颗小卫星， 相应的制造市场规模约有165亿美元， 发射市场规模约有145 亿美元。 到2030年， 全球大约10%的GDP 都将来自于航天。

4 低轨大规模星座带来的挑战

低轨大规模星座的爆炸式发展远远超过了国际社会的原有预期， 也在逼近近地轨道空间的承载极限， 将深刻变革现有的航天产业格局。 现有空间环境、 国际社会以及我国都面临一系列的严峻挑战。

4.1 频率和轨位资源

低轨大规模卫星星座由于其巨大通信容量需求， 需要同时与地球同步轨道的卫星系统和其他低轨星座系统兼容协调， 频率竞争形势极其激烈。 大量密集的低轨频谱申请已经对现有用频规则构成巨大冲击， 且越来越有抓住现有国际规则漏洞“跑马圈地”， 抢占低轨频谱资源的态势[6，7]。

2017 年， 国际电联(ITU) 正式启动星座投入使用规则修订的研究工作， 试图通过设置里程碑节点的方法， 规范已申请星座的分阶段、 分批次发射使用。 对无法按照里程碑节点足量发射卫星的， 电联将缩减其星座规模甚至删除。 但是，目前这些新方案仅仅是在国际电联进行讨论， 正式颁布还要等到四年后。 在此期间， 低轨频谱轨位方面存在巨大的管理漏洞。

在该方面欧美国家通过系统建设、 频轨资源申报与国际电联议题研究互相配合、 相辅相成，已占据很大优势。 他们几乎在提出建设全球低轨星座计划的同时， 启动向本国频率主管机构及国际电联的频轨资源申报工作。 当其系统建设、 频轨资源申报走在前列时， 他们又开始在国际电联层面尝试收紧政策法规， 为后续其他全球星座系统的建设设置较高门槛， 同时为己方星座留足空间。 特别是2019 年8 月1 日， 美国FCC 通过了简化小卫星审批程序文件， 该文件针对满足特定条件的低轨星座放宽了审批要求、 降低了申请门槛、 缩减了审批程序， 大大便捷了美国公司的小卫星申请程序， 这在让美国公司进一步获得优势的情况下， 将进一步加剧频率和轨位资源领域的竞争和运营商间的协调冲突。

目前我国在卫星网络资料的申报数量、 频段占有率都位居世界前列。 但由于申报策略不明确， 且实际投入使用星座数量少， 受到里程碑规定的严格约束， 未发挥出应有作用。 因此， 我国一方面需要根据国际电联规定对已申请网络资料充分保护、 弹性启用， 以应对里程碑节点约束。 另一方面， 需要对卫星应用有更为清晰的规划， 同时通过发展相应的技术手段缓解同频共用的竞争压力， 真正发挥所申报资源的价值。

4.2 空间碎片环境

空间碎片环境一直在不断恶化中， 已经开始威胁到了LEO 轨道的安全。 目前空间碎片环境的恶化仍远未得到遏制。 根据NASA 研究推算， 如果没有有效的控制手段， 70 年后LEO 碎片密度将达到一个临界值， 导致碎片链式撞击效应发生(Kessler 灾难)， 进而使得近地空间彻底不可用[8-10]。 而大规模小卫星星座的发射部署将极大地加剧这一趋势[11]。

首先， 由于其数量巨大， 发射过程穿越空间目标密集区域将极大地增加部署轨道空间目标数量及撞击概率， 同时其自身受碎片撞击概率也较大。 2019 年6 月28 日， SpaceX 发射的60 颗微小卫星3 颗失联， 2 颗将主动坠落， 5%成为碎片。2019 年9 月2 日， ESA 地球观测卫星Aeolus 采取了机动规避， 以避免与SpaceX 发射的60 颗微小卫星发生碰撞。

合法性是组织社会学研究的重要范畴。对组织合法性的多重界定和分类主要对应不同的制度来源和利益相关者④，广为认可的分类是Scott的规制合法性、规范合法性、认知合法性三分法，分别基于管制性规则、约束性期待和建构性图式三种秩序基础⑤。相关研究可分为制度视角和战略视角。制度视角用合法性来理解组织与制度的关系，解释组织趋同。⑥战略视角认为，组织可以高度控制合法化进程，并通过合法化策略获得、维持或修复合法性。⑦

其次， 由于小卫星相对于传统卫星可靠性低， 还面临入轨失败率高、 运行中失效率高及可靠任务后离轨难以保证的问题； 最后， 由于其目标特征小， 地面难以对其进行有效的监测预警和规避。

从短期看， 大型小卫星星座发射会使LEO 轨道目标大量增加， 从而威胁到现有空间目标的安全。 以OneWeb 星座为例， 根据仿真计算和ESA及NASA 的研究结果[12，13]， 其位于1200km 轨道高度由720 颗卫星组成的星座系统在发射部署、在轨运行和任务后离轨三个阶段与已编目空间目标危险交会次数如图1 所示。 仅其运行阶段单年的危险交会次数即已超过现在全部空间目标全年危险交会次数(1000 多次)。 持续5 年的任务后离轨阶段更是有超过万次的危险交会。 虽然通过缩减离轨时间能显著减少危险交汇次数， 但目前碎片减缓准则对此并无约束。 这仅仅是一个720颗卫星星座的影响， 上万颗星座的影响会更加惊人。

图1 OneWeb 星座不同阶段危险交会次数Fig.1 Number of dangerous rendezvous between One Websatelliteconstellateion and catalogued space objects in different stages

从长期看， 大型小卫星星座自身也会遭遇碎片撞击， 使得低轨撞击次数增加， 产生更多的空间碎片， 加剧碎片环境的长期恶化趋势。 根据2016 年ESA 的研究结果[14]， 一个寿命期50 年(2021 -2071) 的典型的大型小卫星星座(1080颗200kg 卫星， 分布于高度1100km、 倾角80°的20 个轨道平面) 的发射运行将导致LEO 轨道物体和撞击次数在短时间内的激增； 当星座中卫星任务后离轨成功率(PMD) 高达90%以上时， 轨道物体数量和撞击次数才能在星座退役后缓慢恢复到正常水平， 而低于90%的PMD 将导致轨道物体持续增长， 空间环境将不可逆转的持续恶化， 如图2、 3。 当达到90%PMD 成功率时， 若缩短离轨时间， LEO 区域物体数量和撞击次数峰值将随之缩小， 环境恢复速度也将随之提升， 如图4、 5。

图2 不同PMD 执行率下星座对LEO 轨道10cm 以上碎片数量影响[12]Fig.2 Influence of constellateion on number of LEO space objects larger than 10cm with different PMD rates

图3 不同PMD 执行率下星座对LEO 轨道物体相撞次数的影响[9]Fig.3 Influence of constellateion on number of collisions between LEO objects with different PMD rates

联合国外空委(UNCOPUOS) 和国际机构间空间碎片协调委员会(IADC) 现有的空间碎片减缓指南完全无法遏制大规模小卫星星座对空间碎片环境的灾难性影响。 为此， IADC 从2015 年开始， 2016、 2017、 2018 年连续在外空委大会上提交关于大规模星座问题的声明， 声明指出: “大规模星座将导致空间碎片环境严重恶化， 对现存减缓指南构成了严峻挑战”。 IADC 建议: (1) 大型微小卫星星座不要在轨道高度上重叠， 避免相互碰撞； (2) 在400km 以上轨道高度的微小卫星必须自带角反射器等， 能告知监测系统卫星自身的空间位置， 以避免和其他卫星碰撞； (3) 微小卫星在任务结束后进行迅速可靠的钝化、 离轨处置， 在寿命结束后5 年内必须离轨； (4) 微小卫星制造时选用适当的材料， 使得卫星在重返大气层时能够彻底分解、 烧毁， 确保没有碎片到达地面， 以免对地面上的人或财产构成重大风险。

图4 不同PMD 时间下星座对LEO 轨道10cm 以上碎片数量影响Fig.4 Influence of constellateion on number of LEO space objects larger than 10cm with different PMD rates

图5 不同PMD 时间下星座对LEO 轨道物体相撞次数的影响Fig.5 Influence of constellateion on number of collisions between LEO objects with different PMD rates

4.3 信息安全

低轨通信星座将实现全球范围的网络覆盖，由于其终端和接入费用的低廉， 将很大程度上成为偏远和不发达地区的主要通信方式。 对于我国， 虽然现有4G 等无线通信基础设施建设已较为完善， 但仍存在大量偏远不发达地区适合使用星座通信网络。 星座网络不同于现有传统地面通信设施， 它不受国界限制， 难以物理隔绝， 且无法监控。 将使我国现有国家防火墙形同虚设， 对我国的信息安全构成严重威胁， 政治隐患巨大。

低轨遥感卫星星座则本身就具有极高的军民两用性。 美国多家从事遥感卫星星座的公司本身就具有一定的美国军方和政府背景。 美国国家地理空间情报局也在针对商业遥感卫星星座发布的《商业地理空间情报战略》 中明确要求这些公司:在作战要求时限内提供多样化图像、 情报产品和服务， 保障情报用户做出明智决策， 并建立办公室促进军方对新兴商业对地观测小卫星星座的利用。 低轨大规模星座系统本身就可能隐藏了军用平台和系统， 其建成后也很可能进一步牵引产生新的军事用途， 甚至直接融入军事系统中， 这也将对我国的国家安全构成严重威胁。

4.4 产业安全

由于大规模星座规模基本都在千颗量级以上， 交付周期也比普通通信卫星更短， 以传统制造商的现有AIT 设施、 延续现有的研制模式， 根本无法满足这种需求。 针对该情况， 欧美互联网星座公司都开始通过和传统航天企业合作， 建立新型的卫星研制模式和AIT 流程[15]。

OneWeb 公司与佛罗里达航天公司和欧洲空客集团分别达成协议， 在美国和欧洲建立工厂，将传统飞机批量制造的方式引入卫星制造， 利用自动生产、 组装流水线进行大规模、 低成本卫星生产[2]。 SpaceX 公司也在西雅图设立了卫星工厂， 计划充分利用智能装配工具、 大数据控制、机器人、 增强现实工具以及自动测试系统等手段， 加速整个总装、 集成和测试 (AIT) 流程，以实现卫星的批量化、 自动化、 短周期生产。 这些生产能力具有强烈的军民两用性， 战时将直接转换为军事卫星的快速生产补充能力。

目前， 我国大规模星座计划进度落后于欧美， 产业发展也缺乏相应的牵引。 而高效率、 大批量、 低成本生产小卫星引起的技术产业变革是全方位的， 最终也必将会引起传统大型卫星研制生产技术的变革。 如果我们不采取果断措施， 这种变革将颠覆传统卫星AIT 产业， 和平时期导致我国卫星产业丧失国际竞争力， 战时导致卫星生产补充能力全面落后， 届时我国卫星制造产业将可能面临全面的落后而出局。

4.5 天文学观测

2019 年6 月10 日美国天文学会发表立场声明， 指出低轨大规模星座对天文学和宇宙学观测产生越来越明显不利影响:

(1) 星座反射和发射的光会严重影响光学和近红外观测；

(2) 星座通信的电磁辐射会对无线电天文观测造成污染；

(3) 星座本身也会对天基空间天文观测台构成碰撞威胁。

5 发展与应对策略

以低轨大规模开发利用为代表的“轨道革命”是航天事业未来重大的发展机遇。 大规模卫星星座作为未来重要的空间信息基础设施对于我国这样一个国家利益正在全球化的大国来讲， 其重要性也不言而喻。 因此， 我们需要出台相关政策， 积极引导、 推进自主可控、 服务“一带一路” 等我国全球利益的低轨大规模星座系统建设， 打造自己的低轨大规模星座体系， 形成我国自主的低成本、 大规模、 批量化卫星生产制造能力。

同时， 低轨大规模星座带来的诸多挑战在未来很可能相互耦合关联作用， 引起更加复杂的问题和挑战， 需要我国提前做好应对准备。

首先， 空间碎片环境恶化和频谱、 轨位资源问题都凸显了现有国际规则的不完善。 需要在现有国际规则情况下采取有效措施尽可能维护我国利益， 同时做好充分准备在相关国际法规的修改制定中形成对我国有利的局面。

其次， 低轨大规模星座导致的空间碎片环境恶化必将加剧加速对空间碎片主动移除技术的需求和发展。 我国需要在加大空间碎片主动移除技术研发投入的同时， 做好应对其他航天强国以此为名发展太空武器， 甚至以碎片移除为掩护攻击我国卫星的防范准备。

最后， 低轨大规模星座系统是重要的空间信息基础设施， 本身就可能隐藏了军用平台和系统， 其建成后也很可能进一步牵引产生新的军事用途， 甚至直接融入军事系统中。 我国需要提前发展相应的应对技术做好应对预案。

综上讨论， 对我国发展低轨大规模星座的建议如下:

(1) 加强跟踪研究

目前低轨大规模星座国际情况复杂， 技术、政策、 法律、 商业等多领域都存在问题， 信息量大且真假难辨， 需要组织专业研究力量， 紧盯国外发展情况和态势， 分析其内在动因、 目的、 技术水平和实际进展， 同时结合国内情况， 研究相关应对策略， 为决策提供参考。

(2) 制定政策引导

相比欧美国家， 我国在大规模小卫星星座领域缺乏有针对性的相关政策， 官方和民间力量都对该领域投入热情不够， 需要国家主管部门的统一领导， 根据我国现实情况， 出台相关政策， 指引该领域发展。 一方面， 发挥具有完整产业链单位的整体优势， 设计完整的产业解决方案并尽快付诸实施。 另一方面鼓励有发展意愿的民间力量， 发展合理可行的商业模式， 从而吸引民间资本市场多元化投入， 壮大该领域的竞争力量。

(3) 推进法规完善

大规模小卫星星座在空间碎片环境、 频段轨位资源、 空间进入利用等方面都对现行法律法规构成严峻挑战。 在出台相关产业政策的同时， 也需要进一步完善相关法律法规， 以有效约束相关领域活动， 使其有序发展。 同时， 国际社会在该领域也存在法律法规缺位。 抢先在国内制定并实施相关法规有助于我们在国际规则制定上抢得先机， 促使对我国有利的国际规则形成。

(4) 加大技术支撑

低轨大规模星座从设计、 研制、 生产到发射、 部署、 运营都涉及大量先进技术， 包括传统航天领域内的新兴技术和领域外技术交叉融合。需要根据我国实际情况， 联合优势单位， 对关键技术进行集智攻关， 以有效支撑该领域发展。 具体包括: 频谱方面: 更高频段无线电传输技术、无线电抗干扰技术、 在轨频谱感知技术； 空间碎片环境方面: 低成本强制离轨模块、 在轨卫星自动规避技术、 低成本空间碎片批量移除技术； 卫星研制方面: 卫星智能化批量化AIT 技术； 运载发射方面: “一箭百星” 级卫星发射技术， 卫星运管方面: 大规模星座运管控技术、 星上自主任务规划技术、 体系仿真技术等。

(5) 促进产业发展

大规模小卫星星座发展最终导致的结果是航天产业的巨大变革。 我国由于种种原因在该领域已经落后， 因此有必要根据国内情况和国际趋势， 有针对性地加大对该方向优势单位的扶持力度， 促进其快速转型， 以适应新形势， 赶超国际先进。

(6) 国际合作应对

目前， 针对大规模小卫星星座我国在言论和行动方面都缺乏动作， 需要系统的从多方面采取行动， 包括通过政府机构或企业发声表态， 谴责SpaceX 等公司利用国际规则不健全， 恶意抢占频轨资源的行为； 组织促进国内企业积极参与国际频轨资源竞争； 组织国内相关机构积极参与国际规则制定； 从国家层面分析研究低轨大规模星座系统布局， 重点利用未被占用的轨道空白点配置我国大规模星座等。