全球商業(yè)航天領(lǐng)域正迎來前所未有的變革,10萬、20萬乃至100萬顆衛(wèi)星的部署計(jì)劃不斷涌現(xiàn),這些數(shù)字不僅刷新了人們對(duì)太空探索的認(rèn)知,更預(yù)示著商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)即將進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展階段。各國為何競相申報(bào)如此龐大的衛(wèi)星數(shù)量?近地軌道能否承載如此密集的衛(wèi)星部署?從日常生活到地球生態(tài),這些衛(wèi)星又將帶來哪些深遠(yuǎn)影響?
近期,美國SpaceX公司向聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)提交了一項(xiàng)震撼業(yè)界的申請(qǐng)——計(jì)劃構(gòu)建一個(gè)由多達(dá)100萬顆衛(wèi)星組成的軌道數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)將依托新一代重型運(yùn)載火箭“星艦”發(fā)射,旨在為先進(jìn)的人工智能模型及其應(yīng)用提供前所未有的計(jì)算能力支持。與此同時(shí),中國也向國際電信聯(lián)盟(ITU)遞交了新增20.3萬顆衛(wèi)星的頻率與軌道資源申請(qǐng),覆蓋14個(gè)衛(wèi)星星座,展現(xiàn)了在太空資源競爭中的積極姿態(tài)。多個(gè)國家紛紛跟進(jìn),申報(bào)規(guī)模超過10萬顆衛(wèi)星的網(wǎng)絡(luò)資料,一場圍繞太空資源的爭奪戰(zhàn)正悄然打響。
申報(bào)衛(wèi)星只是部署的第一步,而軌道和頻率作為不可再生的稀缺資源,其爭奪尤為激烈。ITU遵循“先占先得”的原則,要求申報(bào)者必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)發(fā)射衛(wèi)星,否則將失去頻率使用權(quán)和軌道位置。華東師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院副院長白開旭指出,優(yōu)質(zhì)軌道資源尤其珍貴,其數(shù)量受到物理?xiàng)l件、工程限制及國際協(xié)調(diào)規(guī)則的多重約束,必須提前規(guī)劃布局,以確保衛(wèi)星的長期穩(wěn)定運(yùn)行和高精度監(jiān)測需求。
然而,申報(bào)成功并不意味著衛(wèi)星能夠順利部署。上海社會(huì)科學(xué)院信息研究所副所長丁波濤解釋,即使ITU批準(zhǔn)了申請(qǐng),運(yùn)營商仍需在7年內(nèi)發(fā)射首顆衛(wèi)星,9年內(nèi)發(fā)射總數(shù)的10%,12年內(nèi)達(dá)到50%,14年內(nèi)完成整個(gè)星座的部署。這一系列嚴(yán)格的時(shí)間節(jié)點(diǎn),考驗(yàn)著各國的衛(wèi)星制造和發(fā)射能力。
衛(wèi)星技術(shù)的普及和成熟,為大規(guī)模部署提供了可能。衛(wèi)星系統(tǒng)作為國家航天體系的重要組成部分,其核心技術(shù)已得到長期工程實(shí)踐的驗(yàn)證。隨著技術(shù)成熟度的提升和應(yīng)用需求的增長,衛(wèi)星的規(guī)模化應(yīng)用逐漸從國家任務(wù)向商業(yè)化、社會(huì)化服務(wù)拓展。商業(yè)衛(wèi)星企業(yè)洞一科技總經(jīng)理章英杰認(rèn)為,衛(wèi)星應(yīng)用是商業(yè)航天的核心價(jià)值所在,未來萬億元級(jí)的產(chǎn)值中,衛(wèi)星制造和火箭發(fā)射的占比有限,而下游的衛(wèi)星應(yīng)用和服務(wù)則蘊(yùn)含著巨大的市場潛力。
當(dāng)前,衛(wèi)星應(yīng)用主要涵蓋通信、導(dǎo)航、遙感三大領(lǐng)域。通信衛(wèi)星為偏遠(yuǎn)地區(qū)、航空、海事及應(yīng)急場景提供互聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)直連服務(wù),實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋;導(dǎo)航衛(wèi)星提供高精度定位,支撐自動(dòng)駕駛、農(nóng)機(jī)作業(yè)、無人機(jī)管控等應(yīng)用;遙感衛(wèi)星則形成“成像+洞察”的數(shù)據(jù)服務(wù)能力,服務(wù)于農(nóng)業(yè)估產(chǎn)、災(zāi)害監(jiān)測、碳中和監(jiān)管、資源勘探和智慧城市建設(shè)。隨著通導(dǎo)遙一體化技術(shù)的成熟,三大領(lǐng)域正從獨(dú)立發(fā)展走向深度融合,為商業(yè)航天開辟了更廣闊的應(yīng)用空間。
SpaceX最新規(guī)劃的計(jì)算星座,更是將衛(wèi)星應(yīng)用推向了新的高度。該星座旨在支持人工智能應(yīng)用的廣泛滲透,應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)計(jì)算需求。相比地面數(shù)據(jù)中心,計(jì)算星座利用近乎恒定的太陽能,實(shí)現(xiàn)了成本的大幅降低和能源效率的提升,同時(shí)顯著減少了地面環(huán)境影響。這一創(chuàng)新舉措,無疑為商業(yè)航天的發(fā)展注入了新的活力。
盡管商業(yè)航天的發(fā)展前景廣闊,但目前衛(wèi)星應(yīng)用市場尚未完全爆發(fā)。章英杰指出,全球已發(fā)射的衛(wèi)星多服務(wù)于國家任務(wù),面向大眾提供服務(wù)的商業(yè)衛(wèi)星數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,難以支撐起成熟的應(yīng)用生態(tài)。我國衛(wèi)星應(yīng)用的“最后一公里”也存在堵點(diǎn),與SpaceX等領(lǐng)先企業(yè)相比,主要差距不在于技術(shù),而在于商業(yè)理念和能力。
中國宇航學(xué)會(huì)空間遙感專業(yè)委員會(huì)主任劉銀年認(rèn)為,商業(yè)衛(wèi)星的核心在于“好用”,而非僅僅追求“低成本”。科研突破是一個(gè)過程,首先要解決“能用”的問題,但商業(yè)產(chǎn)品必須追求好用和可靠。商業(yè)衛(wèi)星公司需圍繞明確的細(xì)分應(yīng)用場景,形成足夠的能力密度、服務(wù)連續(xù)性和應(yīng)用閉環(huán),才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的商業(yè)模式。
以遙感衛(wèi)星為例,其商業(yè)閉環(huán)的實(shí)現(xiàn)不在于衛(wèi)星本身的價(jià)格,而在于獲取的數(shù)據(jù)是否“好用”且“用得起”。例如,在服務(wù)農(nóng)業(yè)方面,每畝地每年只需10元,就能為農(nóng)民提供完整的農(nóng)田信息。這種模式下,用戶規(guī)模和需求量的爆炸式增長,以及衛(wèi)星的批量化生產(chǎn),將自然帶動(dòng)硬件成本的持續(xù)下降。劉銀年強(qiáng)調(diào),這一定是一個(gè)基于技術(shù)進(jìn)步、供應(yīng)鏈和市場逐漸成熟的合理下降曲線,而非“斷崖式”降價(jià)。
然而,上百萬顆衛(wèi)星的部署也引發(fā)了一系列復(fù)雜的新問題。劉銀年表示,在有限的空間內(nèi)容納如此多的衛(wèi)星,本身就面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn),包括衛(wèi)星的規(guī)模化制造能力、高效可靠的發(fā)射能力,以及海量數(shù)據(jù)傳輸所需的大容量通信頻譜資源。這些現(xiàn)實(shí)約束可能尚未被充分認(rèn)識(shí),需要業(yè)界共同關(guān)注和應(yīng)對(duì)。更長遠(yuǎn)來看,當(dāng)衛(wèi)星數(shù)量達(dá)到百萬級(jí)別甚至更多時(shí),是否會(huì)對(duì)地球的環(huán)境、生態(tài)、氣候等系統(tǒng)帶來長遠(yuǎn)影響?當(dāng)大規(guī)模的衛(wèi)星達(dá)到壽命離軌燃燒,大量金屬物質(zhì)進(jìn)入大氣層,又將引發(fā)什么后果?這些問題都將是人類需要共同面對(duì)的議題。













