前言：
商业航天作为战略性新兴产业，正在进入产业发展的全面爆发期。
频轨资源有限且具有[先占先得]的特征，发展低轨星座具有战略必要性。
作者 | 方文三
图片来源 | 网 络
上游推动力拉满，但卫星产能缺口较大
根据已有明确规划的国内卫星星座统计表测算，未来五年，我国每年对卫星的需求量超过400颗。
《中国航天科技活动蓝皮书》数据显示，2022年，我国共发射了182颗卫星（包括通信、导航、遥感和科学实验卫星）。
然而，这一数字平均需求已超过当前产量的两倍，表明我国的卫星产能存在较大的缺口。
随着时间的推移，产能缺口在不断扩大，而火箭发射成本则在持续降低。
近年来，商业航天领域取得显著进展，包括液体火箭、可复用火箭和海射技术等关键技术的突破，使得火箭的发射成本持续下降。
在2023年上半年，我国已成功发射了25枚运载火箭，这一数字创下了历史新高。
在商业航天产业链上游的推动下，卫星的通信、导航、遥感等应用市场也呈现高速增长态势。
据统计，截至目前，我国已计划或已开工建设的卫星星座近20个，卫星规划总量超过2万颗。
建设星座必须具备的核心能力
近年来，随着下游需求的增长和商业可行性的提升，全球各国纷纷投入到星座的建设热潮中。
这是因为单颗卫星难以实现全球覆盖，从而影响了卫星应用的稳定性。
例如，在车载导航中，通常需要至少3颗卫星才能进行定位，而4颗卫星才能实现精确定位。因此导航卫星必须由多颗组成。
对于卫星通信而言，多颗卫星可以实现全球覆盖，从而真正实现随时随地的通信，这正是星座能力的体现。
为了建设星座，必须具备三个方面的能力：星座规划能力、持续制造能力以及星座应用能力。
①根据下游应用的需求，我们需要了解星座所需的能力，并据此推导出卫星的数量、每颗卫星的覆盖范围，并据此进行相应的卫星设计。
②在具备了星座规划后，持续制造和发射是星座组网的基础。当前卫星的平均使用寿命为5-7年，因此，为了维持星座的运营，必须持续进行补网工作。
③在稳定的星座在轨运行后，如何发挥其应用能力将是推动星座可持续发展的关键。必须有更多的商业应用支持，才能反哺上游的发射与制造，从而推动整个上下游产业的可持续发展。
[先占永得]的有限资源竞争
由于近地轨道建设的卫星星座数量呈爆发式增长，2018年以来，近地轨道入轨航天器比例从未低于80%。
以2021年为例，全球144次航天发射活动送入的1816个航天器，1777个运行于近地轨道，占比近98%。目前建设仍将加速，推动全球卫星产值增长。
受此推动，据Euroconsult预测，2021-2030年将年均发射1700颗卫星，比过去十年增加了4倍。
为了确保资源分配的公平、公正和透明，国际电信联盟（ITU）制定了卫星频谱和轨道资源分配的程序，其中核心原则是[先登先占、先占永得]。
根据赛迪顾问2020年发布的《[新基建]之中国卫星互联网产业发展研究白皮书》测算，近地卫星轨道只能够容纳约6万颗卫星。
值得注意的是，目前SpaceX星链计划已经申请了4.2万颗卫星，并在Ku及Ka频段取得了较靠前的优先地位。
相比之下，我国的星网和G60星座虽然也分别申请了1.3万颗和1.2万颗卫星。
但目前星网仍处于试验星发射阶段，明年预计发射100-200颗卫星，而G60预计明年也将进入试验星发射阶段。
当前，我国商业航天事业已步入正轨，众多卫星制造企业纷纷推出商业卫星星座计划，部分公司已成功发射多颗卫星。
此前，我国已实施了类似Starlink、OneWeb等计划的[鸿雁星座]和[虹云工程]，这是由中国航天科技和航天科工两大集团主导的低轨通信星座项目。
此外，我国还有[行云工程]、[银河5G]、[天象星座]等卫星星座计划正在积极建设中。
值得一提的是，我国已正式向国际电信联盟提交了低轨互联网星座的轨道和频率申请资料，其中包括GW-A59和GW-2两个宽带星座计划，计划发射卫星总数高达12992颗。
其中，GW-A59子星座将发射6080颗卫星至500km以下的极低轨道，而GW-2子星座将发射6912颗卫星至1145km的近地轨道。
根据中国星网向国际电信联盟提交档案的时间表，预计我国将在2027年11月前完成部分卫星发射并验证通信功能。
我国具备较为完整的卫星互联网产业链，但在卫星制造和火箭发射成本上与Starlink有巨大差距，政策频出推动产业降本增效。
我国低轨卫星互联网仍处于建设早期阶段，卫星制造和火箭发射环节有望率先启动，与之配套的地面设备相关标的也值得关注。
高轨/低轨卫星是互补融合关系
当前，国内低轨卫星建设的驱动力主要来自于对频谱和轨道等战略资源的抢占。
然而，从长期角度来看，低轨卫星建设具有其内在的需求逻辑：低轨卫星宽带通信能够为偏远地区、海上平台、航空以及灾备等领域提供高速通信能力，而卫星物联网的建设则进一步推动了万物互联的实现。
未来可以采用低轨星座、中轨星座和GEO（地球同轨卫星）星座的组合形成混合星座模式构建一张混合网络，可以将多轨道卫星的优势相结合，为客户提供最好的服务。
例如通过高效的高轨卫星交付低时延敏感型流量，以及通过低轨卫星集中交付对时延敏感的流量。
混合星座网络配置的中心是不仅能够满足日益增长的网络需求，同时又需要具备经济性的卫星集群。
尤其对于企业和政府，混合星座网络可提供冗余和弹性，确保无论发生什么情况都能保持连接。
因此，未来高轨卫星和低轨卫星一定是互补融合，而非竞争关系。
国内体制内相关单位及民营企业积极参与各有偏重：卫星制造发射服务环节主要由体制内单位主导。
如：航天科技、航天科工、中国电科、航天五院、中科院微小卫星所等国有企业在卫星/火箭等环节技术积累深厚。
随着大规模低轨卫星产业发展，将有越来越多混合所有制和民营企业在卫星制造和下游终端设备产业链环节起到重要作用。
考虑到我国有大量成熟的通信、电子制造产业，民营企业的积极参与将有利于技术创新和降低产业链成本。
结尾：
在当今世界，越来越多的国家开始实施低轨道星座计划。这种低轨道、大规模星座的构建已经成为当前卫星行业发展的主要趋势。
除了商业竞争外，国防战略层面的竞争也日益激烈。各国都在努力争取在低轨道卫星领域跻身全球第一梯队，因此，发展中国[星链]既必要又紧迫。
为了应对这一挑战，除了在现有产业基础上加大投资力度，加速低空轨道卫星的发射，以获取更多的空间资源外，还需要培养与之抗衡的力量。
部分资料参考：36氪：《全球低轨卫星星座建设热潮下，谁能脱颖而出？》，military驿站：《中国超低轨卫星星座曝光，确保[东风快递]有的放矢》
原文标题 : AI芯天下丨分析丨低轨卫星星座建设热，闭环实现有挑战？
