低轨卫星互联网的全球竞争与博弈

张锐

综合权衡之下，未来卫星互联网最为激烈的竞争很可能在美国、中国、欧盟与俄罗斯之间展开。数据显示，目前只有上述四大经济体拥有卫星制造、卫星发射、地面设备以及运营服务的产业集成能力。

除了在南北美洲、澳洲及欧洲等地积极布局海外活动基地与落地支点外，埃隆·马斯克旗下的太空探索技术公司（SpaceX）在亚洲地区安营扎寨与圈城占地的脚步也显著提速。SpaceX今年年初在首尔注册成立的子公司将从第二季度开始为韩国用户提供Starlink（星链）卫星互聯网服务，与此同时，SpaceX也与日本邮船海务集团达成了合作协议，后者将在2023财年完成旗下全部船队接入Starlink的工作。作为太空低域卫星的率先布局者，SpaceX自创始以来从未间断的进攻姿态已经将低轨卫星互联网（以下简称“卫星互联网”）的全球竞争一次又一次推向白热化状态。

上帝视角

根据运行轨道距离海平面的高度，卫星可以分为低轨卫星、中轨卫星和高轨卫星，其中轨道位置在340—2000公里高度的为低轨卫星。低轨卫星之前，人类就已经向太空发射了地球同步轨道卫星，甚至只要3颗这样的卫星便可将通信信号覆盖全球，只是无奈它们距离地表远达3.6万公里，信号传递中不仅存在着不短的时延，带给地球人的体验相当不爽，而且费用也高得离谱，相比之下，低轨卫星则不然。

处在同一轨道上的低轨卫星分布于不同的频段上，也就是说各自运行活动的区间范围不同，一般从低到高分列为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，而位势越高，带宽就越大，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出许多。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，这就意味着，未来每一颗低轨卫星所辐射的范围会更宽更广。

当然，活动与作业于同一频段的任何一个卫星又都不是孤立封闭的，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，其不同于分别以地面基站和光缆通信为媒介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，这些网状般的卫星如同一个漂浮在太空中的大号WIFI，只要地面与空中配备有终端接收系统，就能随时实现高速流畅上网，因此，广覆盖、低延时、高速率与低成本构成了卫星互联网的主要画像，其所拥有的“上帝视角”优势不言而喻。

数据显示，目前地球上约30亿人口无法享受到互联网服务，他们或者居住在纬度不低的险峻高山，或者栖息在海底电缆无法触及的大洋小岛，或者根本无法铺（架）设光纤与基站的偏远地区，再算上海洋作业、科考探险等人类行为可触达但通信信号未能严密覆盖的旷野地带，至少还有70%的地表成为互联网与通信信号覆盖的盲区，不仅许多人的交际与触及范围受到极大限制，生活质量无从谈起，而且人类的野外科考、应急救援等活动及其成功率也受到重大影响，同时许多稀缺的矿产资源也难以发现并进行勘测与开发，而借助卫星互联网，地球上再也不会出现通联死角，更不会看到信息孤岛，人类的生活足迹与经济活动得以打开广袤的延伸空间。

四大牵引力与驱动力

全面地观察，卫星互联网的实际意义不只有便利通信、辅助导航以及远程遥感与观测，更不局限于基于广覆盖功能而释放出的科技力量普惠价值，作为人类的一道全新经济景观，卫星互联网已经构造出了一个由卫星制造、火箭发射、地面设备和运营服务四大部分组成的完整产业链，根据美国卫星产业协会（SIA）的研究报告，四部分价值构成分别是5%、2%、51%和 42%。数据显示，2022年全球卫星产业链收入超过2800亿美元，而摩根士丹利的报告预测，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%，最乐观的情况下可达70%，如此巨大的商机，任何一个相关联的企业显然都不想错过。

一个客观事实是，产业链成本的下降也的确为更多市场主体加入卫星互联网的布局阵营创造了便利条件。从制造环节看，不同于传统大卫星通常采用专门化定制而产生出不菲的成本，低轨卫星用的是小卫星，走的是模块化设计、柔性化生产和智能化制造的技术路线，同时采用流水线并行的生产方式，由此不仅可以显著缩短卫星设计与生产周期，同时大幅降低制造成本；不仅如此，在卫星平台环节，公用平台与模块化平台的采用同样可以缩短卫星研制周期与降低研制成本，美国宇航公司给出的实验结论是，使用模块化卫星平台技术会使卫星成本降低 29%；在火箭发射环节，一箭多星以及实现火箭回收已经获得了非常稳定的技术与产品支持，由此不仅提高了资源利用率，也大大降低了发射成本。

更具引导与倒逼意义的现实题材是，俄乌战争中“星链”所发挥出的强大作用必将驱动各国在卫星互联网地带加速屯兵与布阵。据悉，SpaceX为乌克兰提供了约1.2万套“星链”的终端接收装置，虽然战争期间俄军摧毁过对方地面上的移动通信网络，但乌克兰仍然通过“星链”实现了对军事力量的整合与协同，并实施了有组织的抵抗，而更重要的是，星链提供的最强大指挥通讯网除了保证无人机、战略轰炸机、航母战斗群、核潜艇随时能够接收到命令外，更可对运载火箭、巡航导弹展开跟踪和控制，在改变飞行器飞行路径的同时，还可实现精准计算和预测，并完成有效拦截。可以说，“星链”大幅增强了乌克兰的作战能力，使得俄罗斯短时结束战争的计划一再推迟。

需要特别强调的是，国际电信联盟（ITU）已经正式启动面向 2030年的6G研究工作，且将卫星互联纳入网络核心架构也是6G建设最深的变革之一。6G通信技术不再是简单的网络容量和传输速率的突破，而是为了实现全球无缝覆盖，实现“万物互联”这个终极目标。同时，6G网络架构的一个重大转变是：从地面接入向空天地海泛在接入的转变，需要支持天基、空基、地基多种接入方式，固定、移动、卫星多种连接类型。这样，作为未来通信重要的基础设施，卫星互联网将不再是5G技术情景下的支援部队与策应力量，而是必然上升为6G网络背景下的先锋部队与主力阵容，而紧跟通信技术与产品的迭代升级节奏，从而竞夺用户与拓展市场将成为许多企业下注卫星互联网的战略诉求。

马斯克率先撬动的美国生意

20世纪80年代起步的摩托罗拉公司“铱星”计划成功发射了66 颗低轨卫星，只是由于高昂成本约束以及当时市场并没有回应出非常壮观的需求，“铱星”仅存续了不到3年就销声匿迹。相比前辈，马斯克手中的SpaceX则赶上了好时光。美国宇航局（NASA）除了让SpaceX免费使用军用发射基地外，还以各种补贴形式直接供养輸血，同时不间断地采购服务，当然，最为关键的还是SpaceX无论是资金、技术还是市场张力都身处一流。一方面，SpaceX猎鹰9号火箭目前一箭60星的发射奇迹可谓前无古人，并且无数次实现火箭回收复用，由此带动发射成本从最初的6000多万美元降低到如今的35万美元；另一方面，从卫星制造到为低轨卫星提供电力，再到火箭生产与发射以及运营服务，SpaceX都可自己操盘，其打造出的闭环产业链与垂直整合商业模式无人能及。

“星链”计划至今已运行了近九年时间，计划在2027年之前向近空总共发射4.2万颗卫星，分别布局在3层轨道上，三层网络中离地球最远的卫星只有1150公里，最近的仅340公里，信号从各自近地轨道传输到地面分别只需3.3毫秒与1.02毫秒，各为同步轨道卫星的1/36和1/117；而在网速方面，星链可提供至少1Gbps/秒的宽带服务，同时还供给最高可达23Gbps/秒的超高速宽带网络。数据显示，截至目前SpaceX先后组批发射共76次，卫星升空数量总计达到4105颗，排除失败率，“星链”在轨卫星3803颗，其中3756颗已进入运行状态。

对于卫星互联网企业来说，熬过高投资，就是回报高光期。截至去年底，“星链”已有超过100万用户，按100美元服务月费计算，一年营收超10亿美元。有机构估算，星链目前发射的所有卫星成本是6亿美元，也就是说，运营不到一年即可覆盖成本，相比于旗下的新能源汽车、星舰计划以及商业航天项目等，“星链”显然成为马斯克商业矩阵中的“金牛业务”，而且按照马斯克的说法，只要拿下全球通信市场份额的5%，每年的收入就能超过500亿美元，同时《华尔街日报》也帮马斯克算了一笔账：如果一切按照SpaceX计划，预计到2025年，其卫星互联网服务的用户将超过4000万，当年收入就会达到300亿美元。

但越是利润回报丰厚的地带越能招徕资本的集群进入与疯狂追逐，因此，除SpaceX“星链”计划之外，亚马逊也推出了“柯伊伯项目”计划，拟投入数十亿美元发射3236颗近低轨道卫星，与此同时，国际著名飞机设备制造商波音公司计划9年内向太空近地轨道发射147颗卫星，火箭制造商Astra也在积极部署名下1.36万颗卫星组成的太空网络。从计划安排看，亚马逊与波音瞄准的是V频段，SpaceX所要深耕的是Ku频段与Ka频段，而鉴于V频段位置优势，“星链”计划也向美国通信委员会递交了增加V波段卫星投放的申请，美国航天航空巨头的内部竞争呈正面肉搏之势。

大国之间的抢跑

对于卫星互联网来说，轨道和频谱均不可再生，而且ITU奉行的基本原则是“先登先占，先占永得”的规则，也就是谁申报注册得早，某个轨道位置、频率就归谁。因此，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卫星互联网地带迈进，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，低轨卫星已经成为新一轮科技革命的竞技场。

根据ITU的测算，近地轨道卫星总容量约为6万颗，目前无论是航空航天企业自身资金与技术能力，还是国家宇航局可以调配的资源与服务能力，美国对卫星互联网的争夺无疑占据着绝对优势，如果SpaceX、亚马逊、Astra和波音公司组成的强大卫星互联网编队如期实现了各自的计划，美国将霸占卫星互联网90%以上的空间，其中仅“星链”就占据了超四成的空域。只是在资源极为紧缺以及美国捷足先登的倒逼之下，全球其他国家也加快了开疆拓土的步伐。

欧洲议会前不久通过了名为安全连接计划提案，旨在到2027年部署一个欧盟拥有的通信卫星群，同时日本也提出建设一个用于自卫目的的“卫星集群”系统，另外，俄罗斯一项名为“球体”的多功能卫星系统项目也包含一个由288颗卫星构成的低轨通信星座，韩国政府发布了未来10年建设100颗微小卫星组成的卫星星座计划。企业方面，英国的卫星服务提供商OneWeb 已经将300多颗卫星发送到了低轨Ku频段，加拿大通信运营商Telesat也在研究构建由298颗卫星组成的低轨卫星网络并获得了加拿大政府高达12亿美元的注资，同时韩国三星公司也抛出了由4600颗微小卫星组成的互联网星座蓝图。

作为未来抢占卫星互联网阵地的战略之举，中国已向ITU提交了布局卫星总量1.3万颗的低轨道星座与频谱申请，与此相联动，国内组建出的中国航天科工集团、中国航天科技集团和中国卫星网络集团三大特种劲旅分别推出了“虹云工程”“鸿雁星座”与“星网工程”三大战略运营计划；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颗互联网卫星。值得注意的是，今年9月中国将发射第一个近低轨卫星，随后可能一发不可收拾，至2027年低轨卫星成功发射数量将达3900多颗，2030年突破6000颗。

来自ITU的最新统计数据，目前各国提交的低轨道卫星发射申请超过6 万份，只是按照ITU所要求的先申报先使用总原则，一国申报后 7 年内必须发射卫星启用所申报的资源，否则自动失效，9 年内必须投放申报卫星总数的 10%，12年内必须投放申报卫星总数的 50%，14 年内完成全部投放，综合权衡之下，未来卫星互联网最为激烈的竞争很可能在美国、中国、欧盟与俄罗斯之间展开。数据显示，目前只有上述四大经济体拥有卫星制造、卫星发射、地面设备以及运营服务的产业集成能力，同时欧美、中国与俄罗斯还可以独立发射航天空间站，简言之，只有上述四大经济体才具备的一箭多星的发射与运载能力，同时具备在全产业链降低卫星互联网总成本的能力，相比之下，全球更多的国家未来只能租用欧美、中国与俄罗斯手上的低轨卫星频道与资源。

（作者系中国市场学会理事、经济学教授）