我国开始建设规模超万颗的大型低轨星座
前言:
低轨道、大规模的卫星互联网星座,正逐步成为当前商业卫星行业的主流发展趋势。
通过部署一定数量的卫星,形成具备全球覆盖能力的卫星网络,即卫星互联网,可实现对地面及空中终端的宽带互联网接入服务,其作为国际化信息传输的重要载体,正引领着信息技术的革新。
作者 | 方文三
图片来源 | 网 络
[千帆星座]计划迈出第一步
8月6日,我国成功在太原卫星发射中心,运用长征六号改运载火箭,将千帆极轨01组共18颗卫星精准送入预定轨道,宣告此次发射任务取得圆满成功。
此次成功发射的千帆极轨01组卫星,乃[千帆星座]计划的首批组网卫星,被誉为国产[星链],亦被称作G60星链计划,该项目属于我国正积极推进的低轨卫星互联网星座建设规划之一。
该计划于2023年启动建设,包括三代卫星系统,采用全频段、多层多轨道星座设计。
根据规划,一期将完成发射1296颗卫星,未来将打造1.4万多颗低轨宽频多媒体卫星的组网。
按照既定规划,本年度将致力于完成至少108颗卫星的发射任务,并实现这些卫星的组网运营,以此为基础逐步推进项目进程。
展望未来,至2025年,[千帆星座]项目将迈入重要里程碑,即完成一期648颗卫星的全面部署工作,这一成就将标志着初步构建起具备全球覆盖能力的卫星互联网系统。
而到了2030年底,该项目的目标将更加宏伟,计划实现超过1万颗低轨宽频多媒体卫星的组网,以进一步巩固和拓展其全球卫星互联网服务的覆盖范围和能力。
低轨卫星大型星座建设已进入2.0
我国现已明确规划并启动建设两个大型低轨星座项目,预计年内将展开初步部署工作。
在此进程中,两星座均致力于推动包括手机直联等前沿服务的迭代升级。
G60卫星互联网星座,作为中国的第二个低轨卫星大型星座建设项目,其进展显著,速度远超同类项目。
首个低轨卫星互联网建设项目,即[GW]计划,由中国卫星网络集团有限公司于2021年发起,旨在通过整合鸿雁星座、虹云星座等原有国有低轨卫星建设计划,实现卫星网络的全面布局。
该计划预定在2029年前发射约1300颗卫星,并计划在2035年完成大约1.3万颗卫星的部署目标。
GW星座由GW-A59和GW-2两个子星座构成,各自运行于不同的空间区域。
GW-A59子星座计划部署6080颗卫星,在500公里以下的极低轨道运行;
而GW-2子星座则计划部署6912颗卫星,运行于1145公里的近地轨道。
两个子星座的卫星轨道倾角介于30°至85°之间,旨在通过组网实现全球覆盖,确保任何地区都能接入高速互联网通信服务。
相比之下,G60星座作为另一重要的低轨卫星星座,专注于提供宽带服务。
其建设进度尤为迅速,已于2030年底启动卫星下线工作,标志着该星座布局的全面展开。
据初步规划,G60星座计划在2024年实现至少108颗卫星的布局,较GW星座的部署时间提前了多个阶段。
预计在完成全面布局后,G60星座将能够满足全球范围内的宽带网络需求。
国企及民企均参与到星座计划之中
2020年4月,国家发改委首次将卫星互联网纳入新型基础设施建设的范畴。
同年9月,我国向国际电信联盟(ITU)正式提交了一份关于卫星频谱分配的申请文件,其中涵盖了高达12992颗卫星的频谱资源需求。
该文件还揭示了我国两个重要的低轨宽带卫星星座计划,即GW-A59和GW-2,这两项计划的实施主体为中国卫星网络集团有限公司(简称[中国星网])。
中国星网,作为这两个GW计划的承担者,于2021年成立,其注册资本为人民币100亿元,由国务院国资委全资控股。
另一方面,G60星座项目则是由垣信卫星负责。
垣信卫星成立于2018年3月,注册资本为人民币15.71亿元,是上海市国资委的下属控股企业。
今年2月,垣信卫星成功完成了A轮融资,融资额高达人民币67亿元,这一数额刷新了国内卫星行业的单轮融资记录。
此轮融资由国开制造业转型升级基金领投,国科资本、国盛资本、上汽恒旭资本等多家机构跟投。
此外,根据国际电信联盟官网的信息,上海蓝箭鸿擎科技也提交了名为[鸿鹄三号](HONGHU-3)的卫星星座组网计划备案。
该计划拟在160个轨道平面上发射总计10000颗卫星。
[鸿鹄三号]星座是国内继中国星网的GW计划和G60星座之后,第三个计划发射超过万颗卫星的巨型星座。
而[鸿鹄三号]星座的发起者鸿擎科技,则是一家成立于2017年的初创企业。
该公司的注册资本为人民币2245.25万元,其中商业火箭制造商蓝箭航天为其主要股东,持股比例超过67%。
今年5月11日,鸿擎科技宣布完成了Pre-A+轮融资,但具体的融资额并未对外公布。此轮融资的投资方包括昆仑资本与银河创新资本。
而在此之前,鸿擎科技还于2022年完成了天使轮融资,投资方涵盖了澜溪资本、碧桂园创投以及陕西金控资本等多家机构。
[先登先占、先占永得]的新一轮
卫星环绕地球运行必须申请轨道与频段资源,此过程遵循国际电信联盟(ITU)确立的[先登先占、先占永得]原则,因此,轨道与频段被视为一种珍稀且不可再生的战略资源。
根据ITU制定的《无线电规则》,卫星轨道与频谱资源具有排他性与时效性,使得卫星星座建设呈现出明显的[先发优势]。
在地球静止轨道(GEO)方面,由于仅有一条轨道,各国需通过公平协商进行分配;
而在低轨道(LEO)与中轨道(MEO)方面,则遵循[先登先占]的原则进行协调分配。
特别是在低轨空间,其容量有限,导致率先发展的国家在此领域占据显著优势,这也是各国在此领域竞争激烈的重要原因。
近年来,我国积极出台多项政策,以加速卫星互联网的建设。
自2020年起,卫星互联网已被纳入我国[新基建]范畴,并向ITU提交了关于布局1.3万颗低轨道卫星及频谱的申请。截至目前,我国已申请的卫星总数已接近4万颗。
随着新一轮[太空竞赛]的展开,据不完全统计,目前已有近10万颗卫星计划进入近地轨道,这一庞大的发射计划迫使卫星制造业向[工业化]阶段迈进。
在此背景下,中国必须加速发展,以保持竞争力。
目前,中国在ITU最新申报的卫星数量已达5.13万颗,预示着未来十年内卫星发射数量有望实现大幅增长。
其中,中国星网在原有基础上新增申报5656颗卫星,而上海垣信则新增申报了2.7808万颗卫星。
然而,新申报的卫星星座并不等同于最终批复情况,还需经过ITU长时间的审批与协调。
低轨卫星不仅具有极高的战略价值,还带来了显著的经济效益,这使其成为全球各国航空航天战略布局的重点。
根据赛迪数据,地球近地轨道可容纳的卫星数量约为6万颗。
然而,仅美国SpaceX公司的Starlink低轨星座就已制定了三期发射计划,其发射规模将达到4.2万颗卫星。
截至2024年1月15日,SpaceX已发射了5739颗星链卫星。
此外,亚马逊的Kuiper、英国的OneWeb等公司也规划了千颗级别的发射量。
预计到2029年,地球近地轨道将部署约5.7万颗卫星,导致轨位空间变得十分紧缺。
同时,低轨卫星主要采用的Ku、Ka频段也将面临拥挤问题。
全球多国正积极部署低轨卫星星座,低轨卫星通信已成为备受瞩目的新兴产业。
截至2024年7月,全球在轨卫星数量已超过一万颗,其中中低轨卫星占比高达85%以上。
遵循国际频率与轨道资源分配原则,我国计划在未来十年内发射超过两万颗低轨卫星。
初期阶段,将主要依托航天科技集团旗下的长征六号甲、长征八号、长征十二号等国家级运载火箭执行发射任务。
而随着时间推移,预计至2026年前后,蓝箭航天的朱雀三号、天兵科技的天龙三号、星河动力的智神星一号等民营中大型运载火箭也有望加入这一行列,共同推动低轨卫星发射任务的实施。
除三大星座计划外的特色项目已陆续推进
①鸿雁星座,即鸿雁全球卫星星座通信系统,是中国航天科技集团公司于2020年规划并启动建设的重要项目。
该系统由300颗低轨道小卫星及全球数据业务处理中心共同构成,具备全天候、全时段及在复杂地形条件下的实时双向通信能力。
②虹云工程作为中国航天科工集团旗下的五大商业航天工程之一,旨在通过发射156颗卫星并在距离地面1000公里的轨道上组网运行,构建一个星载宽带全球移动互联网络。
③银河Galaxy星座是由雷军参与投资的银河航天公司于2018年推出的项目,该项目计划在低轨部署650颗小卫星以构建星座网络。
2020年1月,我国成功发射了首颗通信能力达16Gbps的低轨宽带通信卫星——银河航天首发星。截至2022年3月,已有7颗卫星在轨运行。
④吉利未来出行星座是吉利控股集团董事长李书福提出的计划,他计划用三年时间发射72颗卫星以组成名为[吉利未来出行星座]的低轨小卫星星座网络。
⑤翔云卫星星座由时空道宇CEO王洋于2014年创办的欧科微公司推出,该项目计划在低轨部署28颗以上的小卫星以构建星座网络。
⑥天启星座是中国首个提供低轨卫星数据通信服务的窄带物联网星座系统。
该系统由38颗低轨小卫星组成,并包含星座、卫星地面站、卫星测控中心、天启运营支撑平台、天启物联网应用平台以及卫星终端等多个组成部分,共同构成了一个完整的卫星物联网应用体系。
2023年9月,[一箭四星]专属发射成功将更多卫星送入轨道,使得天启星座在轨卫星数量达到21颗。预计2024年上半年将完成全部38颗卫星的组网工作。
结尾:
当前,大型低轨星座在增强航天领域能力的同时,亦展现出自我发展并回馈行业的显著优势,形成了相较于传统航天模式的独特机制优势。
随着自动驾驶汽车、航空器、物联网设备,以及因特殊原因脱离地面网络覆盖的个体与无人操作装置等,均已成为大型低轨星座的明确服务对象,其潜在用户数量远超当前规模数个量级。
部分资料参考:艾牛科普君:《中国版星链8月开建,目标超1.2万颗》科创板日报:《10000颗!大规模卫星组网计划曝光》,寰宇志:《中国版星链开建!首批1.3万颗卫星与马斯克争抢稀缺太空轨道资源》,环球科学猫:《中国版[星链]第3个:发射10000颗卫星,代号HONGHU-3》,路平说:《中国版星链8月首发,12000颗卫星组网》,北京科技报社:《国产[星链]升空组网,意味着什么?》,壹零社:《硬撼Space X星链计划,我国第三个万颗卫星计划曝光》《国产[星链]将在4天后发射!千帆星座什么来头》,光明网:《星座组网建设大幕拉开,极具意义》,伏白的交易笔记:《商业航天:国内三大低轨星座计划全景梳理》,远川科技评论:《低轨卫星星座背后的产业赛跑》,中国军转民:《[千帆星座]首批组网星成功发射,为什么要打造低轨卫星互联网?》,科工力量:《建设大型低轨星座,我国的必选项,写在千帆星座部署之日》
原文标题 : AI芯天下丨深度丨我国开始建设规模超万颗的大型低轨星座
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