太空圈地运动加速:100万颗卫星等待发射,万亿规模大市场即将爆发

通信麻辣烫 2023-12-18
2604 字丨阅读本文需 6 分钟

近日,一篇发表在《科学》杂志上的文章提到,2017年至2022年期间,各国向国际电信联盟(ITU)提交的文件显示:各家计划发射的卫星超过了100万颗。

然而,这只是一场“纸面上的狂欢”。真正能送往太空的卫星数量,远低于这个数字,背后真正的意图在于抢占轨道资源。中国航天应该如何应对?

1、“100万颗卫星”上天会有什么后果?

100万颗卫星等待发射,涉及300多个卫星星座项目,《科学》杂志的一篇文章对这样离谱的数字提出了质疑。据介绍,在发射卫星之前,一个国家的政府部门必须提前数年时间向ITU提出卫星计划,后者作为一个监管机构,为各方协调无线电频谱,确保卫星之间不会互相干扰。ITU“前置申请”的规定如今已然滞后于航天产业发展,可若真的100万颗卫星上天,那将酿成灾难性后果。

首先,如果这些申请涉及的卫星里,都能按计划发射上天,那么地球轨道将遍布卫星,拥挤、碰撞、信号冲突的问题会大幅加剧。

其次,如果各运营商压根不打算发射这些卫星,那么他们的真实意图则是抢占卫星位置,最终把无线电频谱倒卖出去。

南京航空航天大学航天学院副教授杨宇晓介绍,关于卫星资源的分配,在国际电信联盟有两种机制,一种是“先登记先使用”,还有一种为规划法,即给不同的国家按一定比例分配轨道或频率资源。在实际操作中,主要采用“先登记先使用”的方式。

现行机制下,一些国家或公司利用规则漏洞,借用其他国家的资格申请卫星的轨道资源和频率资源。还有一些国家,在得到轨道资源后,将其出售或者出租。杨宇晓说,“所以我们会看到很多‘不靠谱’的申请,比如有些国家根本没有发过卫星,却一次申请很多轨道资源。”

卢旺达就曾因“32万颗卫星发射计划”受到业界关注。航天界对于这项计划发表担忧和猜测,也许卢旺达自己永远不会发射卫星, 这项计划的背后瞄准的是出售“发射许可权”。大名鼎鼎的SpaceX虽然是一家美国公司,但它也通过太平洋岛国汤加提交过近3万颗卫星的申请。

因此,看似荒唐的“100万颗卫星”背后,是一门“卫星发射权”的生意。

2、拥挤的太空或将面临“连环车祸”

今年11月,2023空间技术和平利用(健康)国际研讨会主论坛在北京举行,中国宇航学会副理事长、国际宇航科学院院士杨保华介绍,截至2023年10月底,全球有近9500个航天器在轨工作。

太空还能容纳多少卫星?杨宇晓介绍,地球的卫星轨道资源理论上趋近于无限,因为围绕着地球,不断扩大半径,在不同的平面上,可以画出无数个同心圆。但实际上,很多轨道的使用价值不是特别的大,所以优势位置的轨道具有稀缺性。

从传统的角度来讲,价值最大的是高轨卫星,就是地球同步轨道的卫星,它们距离地面大约36000公里,轨道倾角为0度,也就是位于地球赤道上空。这类卫星运行的方向、周期与地球自转一致,从地面视角看,卫星是一个相对静止的状态。杨宇晓说:“高轨卫星的资源是最为稀缺的,也曾是竞争最激烈的领域,只能容纳几百颗。”

近年来,SpaceX的星链投入使用,价值日益凸显。地球近地轨道的价值开始受到重视,各国的互联网卫星星座,都是采用低轨,因此这也成为当今卫星轨道最热门领域。

低轨能容纳多少卫星?其实,这很难给出准确数字,杨宇晓打了个比方,“高速上行驶的汽车,汽车都是动态的。我们只能根据这条高速公路有多长,安全车距留多少,推算出大概的极限值。粗略估计在400-2000公里的低轨高度上,大概能容纳6万颗卫星。”

当然,这是一个比较拥挤的状态,若是真的有这么多卫星发射到低轨上,可能经常会出现碰撞。一旦碰撞,可能陷入恶性循环“卫星碰撞-产生碎片-引发下一次碰撞-产生更多碎片”,这就类似于高速公路上的连环车祸,后果非常严重。

3、我国将迎卫星密集发射期

五大运营商已开始联手构建基于5G的卫星互联网技术标准体系。该标准的研究将推动移动终端直连卫星、物联接入等重要场景的规模应用,切实指导卫星互联网的建设和运营。这意味着,卫星互联网有望开启并引领下一轮通信板块基础设施建设。

当下,全球范围内低轨卫星大发射时代正加速到来,由于频率和轨道资源有限,大国主导的太空“圈地战”愈演愈烈,中国加速卫星互联网布局具有必要性。

资料显示,美国的“星链”计划准备发射1.2万颗卫星,中国也已申报近1.3万颗卫星。我国星网公司于2020年9月向ITU申请了“GW”星座计划,共12992颗卫星。根据ITU要求,在卫星频率和轨道申请后的七年内必须发射第一颗卫星,九年内必须发射总数的10%,12年内必须发射总数的50%,14年内必须全部发射完成。

若以此下限推算,2023到2030年国内年均发射量为180颗以上,2030-2033年年均发射量为1700颗以上,2033-2035年年均发射量为3000颗以上。

据华经产业研究院预测,2025年我国卫星互联网市场规模将达到446.92亿元,2022年-2025年CAGR为12.4%。

基于此,卫星产业链被视为国内航天事业蓬勃发展过程中的投资主线。该产业链主要分为上游卫星制造与卫星发射,中游地面设备制造与卫星运营,下游为各类应用场景。其中市场容量较大的是地面设备和卫星运营领域,分别占卫星产业营业收入的51%和42%。

不过目前,国内星网建设仍面临需求不足的困境,尽管卫星通信拥有全球90%的潜在覆盖面积,但尚未出现很好的盈利模式和付费主体。另一方面,产业链亟需降本,目前卫星平台设计与制造能力相对成熟,各卫星总体单位差异不大,核心在于通信载荷部分的成本控制能力。

4、2025年卫星互联网产业需求将达447亿元

卫星互联网的大规模建设、运营乃至应用,对于投资市场来说又是一个积极信号,目前来看,除了有政策的加持,一方面航天科技、中科院等企业大力开展面向低轨星座建设的低成本运载火箭;另一方面,民营航天在资本加持下快速发展,星河动力、银河航天等企业逐步成为我国卫星互联网产业的重要力量。种种积极因素,让不少人士认为,2023年将成为中国星网建设的元年,

有数据预测,2025年我国卫星互联网市场规模将达到446.92亿元,2022年至2025的年均增速为12.4%,大致高于同期GDP的增速一倍以上。卫星互联网产业链将随着基建推进,从卫星制造、火箭发射逐步延伸到地面设备和卫星服务四大产业环节,被视为国内航天发展过程中的投资主线。

而另一组数据则显示,2027年全球卫星通信终端市场规模有望达到109亿美元;而卫星与手机直连将成为发展热点,卫星通信作为蜂窝网络的补充,可以为运营商每年增加4000亿美元的收入。对此,行业普遍认为,2023年到2024年,卫星通信或将成为旗舰手机的标配。而我国也在积极进行卫星互联网的产业和技术布局。不久前,高通就曾宣布,荣耀、OPPO、vivo和小米等国产手机将成为首批受到高通卫星技术Snapdragon Satellite支持的品牌。

也许“卫星互联网”所带来的机遇和变化远不止于此。根据数据预测,国内主要市场对卫星互联网需求在2025年预计将达到447亿元,甚至有机构对整个产业链已经喊出“万亿规模”,卫星互联网能否在众多声音当中“行稳致远”,不仅实现其自身价值,还能带动产业大规模经济增长,还需要一定经历时间的考验,更需要大家的共同期待。

文章来源: 现代快报,科创板日报,中国科技信息

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