抢占太空低轨卫星互联网赛道

张锐

国际著名飞机设备制造商波音公司日前终于从美国联邦通信委员会（FCC）手上拿到了四年前递交的关于建立与经营卫星互联网项目的申请批文，由此波音计划9年内向太空近地轨道发射147颗卫星，以利于提供高速宽带互联网接入服务。受到波音获准发射卫星的刺激，亚马逊、Astra等纷纷向FCC递交申请，提出新建或扩建卫星互联网，最终FCC总共需要批准发射的卫星多达3.8万颗。

业内一般将距离海平面2000公里之内的轨道位置视为低轨卫星，区间范围内从低到高又分列为C频段、Ku频段、Ka频段与V频段，频段越高，意味着卫星的位势高，带宽越大，可以覆盖的面积就越广，同时传输容量也要比前面的频段大了许多。目前来看，全球低轨卫星主要布局在Ku频段和Ka频段，而随着相关技术瓶颈的逐渐破解，V频段会越来越受到航空航天企业的青睐，像波音公司所要发射的147颗卫星都将在V频段运行。

当然，处在同一频段的任何一个卫星都不是孤立封闭的，一定数量的卫星还可以规模组网，由此组成了卫星互联网。顾名思义，卫星互联网就是以通信卫星为接入手段，因此不同于分别以地面基站和光缆通信为媒体的移动通信和光缆通信仅能向地面终端发射信号，卫星互联网则可以同时向地面和空中终端提供宽带互联网接入服务，广覆盖、低延时、宽带化、低成本构成了卫星互联网的主要画像。数据显示，目前地球上超过70%的地理空间、约30亿人口尚未实现互联网覆盖，辽阔的海洋、廣袤的沙漠以及偏远的山区也因基站与光纤的铺建难度大和成本高成为了互联网与通信信号覆盖的盲区，但借助卫星互联网，地球将不再会有“信息孤岛”与通联死角。

卫星互联网的价值显然并不只是通联信号的发射与覆盖而已，它已经构造出了一个上下游紧密关联的产业链，产业链的上游主要是电器元件及材料、燃料厂商，产业链的下游主要是企业、政府、高校、军队以及个人等终端用户，产业链的中游主要分为卫星制造、卫星发射、地面设备制造和卫星运营及服务四个环节。目前全球卫星互联网产业年度市场规模近3000亿美元，而按照美国卫星产业协会的预测，到2040年，全球太空经济的价值将达到1万亿美元，其中卫星互联网将占市场增长的50%-70%。值得关注的是，在卫星互联网产业价值构成中，卫星服务和地面设备的静态与动态占比都超过了九成以上。

值得注意的是，低轨卫星地带目前还是一个无主的天地，国际电信联盟（ITU）奉行的基本原则是“先到先得”，也就是谁申报注册得早，某个轨道位置、频率就归谁。自然，不管是为了抢占目前的星座位置还是频段资源，还是竞夺未来的产业商机，主要国家都正在全力支持与推动本国航空航天企业铆足劲地朝着低轨互联网卫星地带迈进，并在国内开足马力锻造与做强卫星制造、卫星发射以及卫星服务与地面设备布局的综合技术能力，低轨卫星已经成为了一片竞争异常激烈而活跃的天空。

美国已经形成了由特斯拉、亚马逊、Astra和波音公司等为主要核心成员的强大低轨卫星互联网编队，其中特斯拉旗下太空公司SpaceX已经发射了1740颗卫星，其布局的“星链”计划未来将总共发射出4.2万颗卫星，而亚马逊所推进的“柯伊伯项目”计划在2026年7月之前将约1600颗卫星送入轨道，火箭制造商Astra也在积极部署名下13600颗卫星组成的太空网络。当然，美国航天航空巨头的内部竞争也十分激烈，特别是在波音公司将卫星发射方向主要对准V频段后，亚马逊迅速向FCC提出申请，将“柯伊伯项目”下原本只有3236颗卫星扩容到7774颗，且增量卫星也瞄准V频段;与此同时，目前还在Ku频段与Ka频段纵横的SpaceX先前已经拿到FCC授权发射约7500颗V波段星链卫星的合同，也势必要在这一新的高度与竞争对手分出个孰高孰低。航空航天企业自身雄厚而强大的资源与技术能力，外加国家宇航局的倾力支持，使得美国对低轨卫星互联网的争夺在目前全球博弈阵营中占据绝对优势。

但毕竟低轨卫星互联网还是一块自由空间，因此伴随着美国航天航空公司登陆身姿的也有其他国家企业开疆拓土的脚步。英国所有的卫星服务提供商OneWeb已经将300多颗卫星发送到了低轨Ku频段，成为目前唯一一个可以在近低轨道与SpaceX现场对视的航天航空企业，而且OneWeb还希望在低轨道上发射32.7万颗小型卫星，数量上令SpaceX望尘莫及。与此同时，一项名为“球体”的多功能卫星系统项目正在俄罗斯航天国家集团主导下采取财政+市场集合投资的方式稳步推进，这一项目计划打造由分布在17个轨道面的640颗多用途卫星组成的卫星星座，其中包含一个由288颗卫星构成的低轨通信星座。另外，加拿大运营商Telesat正在研究构建由298颗卫星组成的Lightspeed网络，而且前不久加拿大政府承诺向其投资12亿美元，以支持其开展“加拿大历史上最大的太空计划”，而韩国政府也发布了未来10年建设100颗微小卫星组成的卫星星座计划，且更早之前三星公司还抛出了由4600颗微小卫星组成的互联网星座蓝图。根据公开资料统计，目前全球宣布卫星互联网星座计划的公司超过30家，部署卫星计划达5万颗以上。

就中国而言，基于“十四五”规划和2035年远景目标纲要中提出要建设高速泛在、天地一体、集成互联、安全高效的卫星互联网产业，专门建立了面向低轨卫星组网的“鸿雁星座”和“虹云工程”计划，其中“鸿雁星座”由300颗低轨道小卫星及全球数据业务处理中心集结而成，“虹云工程”由156颗低轨卫星联袂构图，两个系统计划将于2023建设完成，最终形成由近1.3万颗卫星构成的巨大低轨天基网络;另外，中国还有“银河Galaxy”计划，该计划由民营企业推动，总共发射2800颗低轨互联网卫星。作为未来抢占卫星互联网阵地的战略之举，中国已向ITU提交了包含建设两个“国网系统”（GW）的低轨道星座与频谱申请，总共可布局卫星总量12992颗。更为重要的是，中国是除美国、俄罗斯之外拥有卫星制造、卫星发射以及卫星服务与地面设备布局三位一体集成能力的国家，同时市场的旺盛需求构成了中国加速发展卫星互联网产业的天然优势。目前中国国内互联网用户已达11.7亿，全球智能手机用户超四分之一来自中国，同时国内加速扩展的车载、舰载、机载等更多终端等都将成为互联网卫星商用化的新场景。按照向ITU申报的计划，未来三年将是中国低轨卫星发射的集中窗口期，到2027年低轨卫星总规模有可能达到3900多颗，至2030年有望突破6000颗。

综上，依照卫星互联网的优势特征、产业属性以及国际竞争格局，未来全球卫星互联网将呈现出以下几大鲜明趋势：首先，随着卫星组网热潮的开启及各国卫星计划的展开，未来互联网卫星发射数量将显著加快，到2029年全球近地轨道卫星总计可超过5.7万颗;其次，除少量用于军用与公共服务外，更多的互联网卫星将转为民用与商用，商用比例将从目前的50%提高至2030年80%以上，同时应用场景不断拓展;再次，鉴于小卫星容易快速起量并促进成本降低的优势，小卫星将成为互联网卫星的最主要发射与落轨标的，但由于小卫星寿命相对较短，相应地地研发周期与替代周期就大大压缩，小卫星制造与发射组网周期短窗口会悉数打开;最后，相比于地球同步轨道，低轨道资源由于竞争加大而出现稀缺，对频率的竞争也将由低频段转向高频段。另外，作为一种必然结果，卫星互联网与地面移动通信网的融合会在广度与深度上进一步加强。