中国版“星链”再进一步

中国版“星链”再进一步
2022年03月12日 04:03 中国经营报

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  原标题:中国版“星链”再进一步

  本报记者 谭伦 北京报道

  被誉为中国版的“星链”计划再次往前迈进了一步。

  3月5日,我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭,成功将我国首次批量研制的六颗低轨宽带通信卫星——银河航天02批卫星成功送入预定轨道,此外,此次发射还同时搭载发射了一颗商业遥感卫星。

  值得注意的是,此批卫星是由国内商业航天公司银河航天自主研发并批量制造的低轨宽带通信卫星,单星设计通信容量超过40Gbps,卫星平均重量约为190kg。

  银河航天方面告诉《中国经营报》记者,六颗卫星将在轨与银河航天首发星共同组成我国首个低轨宽带通信试验星座,并构建星地融合5G试验网络“小蜘蛛网”,具备单次30分钟左右的不间断、低时延宽带通信服务能力,可用于我国低轨卫星互联网、天地一体网络等技术验证。

  负责本次发射任务的总指挥常明表示,此次成功发射验证了我国具备建设卫星互联网巨型星座所必须的卫星低成本、批量研制以及组网运营能力,对于推动我国商业低轨卫星通信遥感一体化技术发展具有积极意义。

  “一箭多星”技术成熟

  在商业航天领域,成本环节一直最为研发者看重。一家国内民营航天企业的负责人李迪告诉记者,每次发射所耗费的火箭和燃料成本都是固定的,因此每次发射如果能携带更多卫星上天,那无疑能摊薄成本,这对市场化的商业公司而言非常重要。

  李迪以马斯克的“星链”计划举例称,目前“星链”一次发射能携带约60颗卫星,甚至发射所用的“猎鹰”火箭都是能够进行回收的,这也让SpaceX的技术能够支撑所需卫星数量庞大的星链计划,并使SpaceX成为全球商业航天领域最领先的公司。

  这也令“一箭多星”的发射技术受到瞩目,尤其是在商业航天领域。记者注意到,2021年4月27日,我国首次通过长征六号遥五火箭在太原卫星发射中心实现“一箭九星”的“共享火箭”商业发射任务。随后在2022年2月27日,长征八号运载火箭再次历史性地完成“一箭22星”的发射,而此次银河航天的批产卫星发射是第三度尝试。

  对于其中涉及的技术难点,银河航天方面的负责人告诉记者,首先需要解决“装得下”的问题。“因为一枚运载火箭的整流罩空间有限。只有通过跟运载设计方一起联合设计卫星的构型、与火箭的连接方式等才能保证卫星全部装进火箭整流罩内。”该负责人表示。其次,需要解决“发得了”的问题。运载火箭运力有限,卫星越多,卫星总重就越大。只有降低单颗卫星的重量,才能保证发射任务的可行性和可靠性。据该负责人透露,相比于银河航天的首发星,本次发射的卫星重量更轻,首发星的重量约为220kg,该批卫星平均重量小于190kg。此外,还需要解决“分得开”的问题。一箭多星的分离速度和方向,会决定卫星在分离过程中会不会发生相互碰撞,也就是分离安全性问题。

  在此背景下,我国商业航天三度成功发射“一箭多星”的价值也显得尤为珍贵,李迪表示,这标志着我国商业航天“一箭多星”的技术已经成熟,未来将成为常态化,这也将进一步推动卫星互联网产业的发展。

  批量生产凸显价值

  而在“一箭多星”之外,此次发射的另一大亮点为批量化生产。记者从产业人士处了解到,卫星星座当下已成为全球商业航天发展的大势所趋。数据显示,目前全球已推出包括通信、导航、遥感等不同类型的星座计划200余个,绝大多数星座已处于筹资和开发阶段,待开发市场空间巨大,对传统卫星制造能力是一个巨大冲击。卫星批产将是直接解决星座卫星制造需求与产能冲突的最佳方案。

  银河航天负责人告诉记者,与电脑、汽车等工业产品不同,卫星在轨道工作时不可维修且卫星发射的成本高昂,所以对卫星的可靠性要求更高,因此要求卫星单机产品和整星在研制过程中要进行充分的、与可靠性考核相关的测试和试验,在地面模拟空间环境的试验往往周期较长、成本较高。

  因此,我国之前的卫星订单主要以单颗卫星为主,批产经验较少,而摸索成本很高,这也是过去卫星几乎没有批产的原因。

  但随着我国近年来工业体系中制造能力的增强,航天产业也在和制造业加速进行融合。依托于此,银河航天的批量生产也成为可能。据记者了解,银河航天的此次批产卫星,正是采用与国内先进工业供应链企业合作的结果。

  此外,通过技术创新和生产实践,银河航天引入了柔性智能制造等一系列先进技术,逐步形成了一个面向中小型卫星的低成本批产解决方案。

  对此,北京邮电大学信息与通信工程学院副研究员赵亚飞表示,此次研制的小批量低轨宽带卫星,实现了卫星制造从“少量定制模式”向“批产制造模式”的转变,使得商业航天企业低成本、批量化生产的优势进一步凸显,商业卫星公司的市场竞争力逐步提升。

  商务部研究院区域经济合作中心主任张建平则认为,中国首次实现低轨宽带通信卫星批量生产并发射成功,迈出了构建中国主导的卫星互联网体系的关键一步,凸显出中国在该领域的研究与开发、技术突破、产品和生产应用已经走在国际前沿,并初步具备了国际竞争力。

  但需要注意的是,由于当前我国卫星制造业规模仍然较小,产业链中单机制造、卫星发射等产业仍处于紧缺的状态。业内普遍认为,随着卫星批产,市场需求也将倒逼航天产业和制造业加速融合。此外,卫星批产还将带动火箭制造、火箭发射、5G互联网等相关行业的发展。

  距离“星链”尚有差距

  虽然此次发射具有诸多标志性意义,但在产业人士看来,我国卫星互联网发展环境、路径与美国不同,公众应该理性看待。

  在发展路径方面,由于投入成本巨大,中国卫星互联网的重任更多由“国家队”承担。

  截至目前,我国最大的两期卫星互联网工程为中国航天科技和中国航天科工两大央企主导的“鸿雁星座”和“虹云工程”,前者目标为国内首套宽窄带结合的全球低轨卫星移动通信与空间互联网系统,后者则致力满足单颗卫星4Gbps的高速接入需求。目前,两大计划虽都已发射试验卫星,但距离目标实现尚远。

  而在商业航天领域,虽然以银河航天为代表的民营卫星公司近年来飞速进步,但在商业成熟度上仍存在明显短板。

  “一方面是发射卫星的数量不多,另一方面是我国还没有成熟的火箭回收技术。”李迪说。

  与之对比,公开信息显示,截至2022年3月3日,马斯克的“星链”已经累计发射的低轨卫星数量超过2200颗,并且在美国部分地区已开始进行收费运营,马斯克的目标在2024年前后发射约1.2万颗卫星组网,为全球范围提供低成本互联网服务。

  此外,记者还注意到,通信卫星数量较少是中国卫星互联网产业的一大短板,而数量多寡是实现卫星级别的通信联网的重要指标。

  据公开数据,截至2020年第一季度,中国商业航天卫星中用于通信领域的比例仅为14%,与欧美等国家和地区50%左右的占比相比明显较低。

  不过,李迪也指出,我国商用航天的推进比预期中更快。据悉,此次银河航天发射的六颗卫星,便具备低时延宽带通信服务能力,将用于我国天地一体、天地互联等网络技术验证。而在未来数月内,我国还将计划开始发射约千颗带有5G基站的人造卫星。随着产业生态成熟,中国版的“星链”也有望加速到来。

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责任编辑:邓健

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