卫星互联网将成大国博弈热土

来源:米乐直播安卓版    发布时间:2024-12-20 10:44:35
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  奇迹还在发生。马斯克旗下的太空探索技术公司(SpaceX)借助“猎鹰”9号火箭在今年不仅创造了44小时内完成四次卫星发射的空前记录,截至目前更是通过66次的“星链”卫星发射将近地轨卫星的运行数量增加到了7105颗,而且2024年中SpaceX 计划将卫星发射次数增至101次,超过2023年的96次。不仅如此,在即将用完7500颗“星链”卫星发射指标后,SpaceX日前又向美国政府提出了发射近3万颗“星链”卫星的申请,其至2027年将总计4.2万颗“星链”卫星送入太空近地轨道的野心慢慢的变大。更重要的是,作为卫星互联网领域的率先抢跑者,SpaceX疯狂地攻城掠地也令大国之间展开的太空竞夺战进入白热化状态。

  按照运行轨道距离海平面的高度,卫星可大致分为低轨卫星、中轨卫星和高轨卫星。其中,轨道位置约在340公里—2000公里高度的为低轨卫星。低轨卫星之前,人类就已经向太空发射了地球同步轨道卫星,甚至只要3颗这样的卫星便可将通信信号覆盖全球,只是无奈它们距离地表远达3.6万公里,信号传递中不仅存在着不短的时延,带给地球人的体验感也较差,而且费用还高得离谱,相比之下,低轨卫星则不然。

  处在同一轨道上的低轨卫星分布于不同的频段上,也就是说各自运行活动的区间范围不同,一般从低到高分列为C频段、Ku频段、Ka频段与V频段,频段越高,意味着卫星的位势高,而位势越高,带宽就越大,可以覆盖的面积就越广,同时传输容量也要比前面的频段大出许多。目前来看,全球低轨卫星主要布局在Ku频段和Ka频段,而随着有关技术瓶颈的逐渐破解,V频段会慢慢的受到航空航天企业的青睐。

  当然,活动与作业于同一频段的任何一个卫星又都不是孤立封闭的,少数的卫星还可以规模组网,由此组成了卫星互联网。顾名思义,卫星互联网就是以通信卫星为接入手段,其不同于分别以地面基站和光缆通信为媒体的移动通信和光缆通信仅能向地面终端发射信号,卫星互联网则可以同时向地面和空中终端提供宽带互联网接入服务,这些网状般的卫星如同一个漂浮在太空中的大号WIFI,只要地面与空中配备有终端接收系统,就能随时实现高速流畅上网,因此,广覆盖、低延时、高速率与低成本构成了卫星互联网的主要画像。

  数据显示,目前地球上约30亿人口无法享受到互联网服务,他们或者居住在纬度不低的险峻高山,或者栖息在海底电缆无法触及的大洋小岛,或者根本没办法铺(架)设光纤与基站的偏远地区,再算上海洋作业、科考探险等人类行为可触达但通信信号未能严密覆盖的旷野地带,至少还有70%的地表成为了互联网与通信信号覆盖的盲区,不仅许多人的交际与触及范围受到极大限制,生活品质无从谈起,而且人类的野外科考、应急救援等活动及其成功率也受到重大影响,同时许多稀缺的矿产资源也难以发现并进行勘测与开发,而借助卫星互联网,地球上再也不可能会出现通联死角,更不会看到信息孤岛。

  卫星互联网的实际意义不仅仅局限于便利通信、辅助导航以及远程遥感与观测,也不只停留在基于广覆盖功能而释放出的科技力量普惠价值层面,作为人类的一道全新经济景观,卫星互联网已经构造出了一个由卫星制造、火箭发射、地面设备和运营服务四大部分所组成的完整产业链,就此,美国卫星产业协会(SIA)的研究报告说明,四部份价值构成分别是5%、2%、51%和 42%。权威机构预测,2040年全球太空经济的价值将达到1万亿美元,其中卫星互联网将占市场增长的50%,最乐观的情况下可达70%。

  进一步能够正常的看到的客观事实是,产业链成本的下降为更多市场主体加入到卫星互联网的布局阵营创造了便利条件。从制造环节看,不同于传统大卫星一般会用专门化定制而产生出不菲的成本,低轨卫星用的是小卫星,走的是模块化设计、柔性化生产和智能化制造的技术路线,同时采用流水线并行的生产方式,由此不但可以显著缩短卫星设计与生产周期,同时大幅降造成本;不仅如此,在卫星平台环节,公用平台与模块化平台的采用一样能缩短卫星研制周期与降低研制成本,美国宇航公司给出的试验结论是,使用模块化卫星平台技术会使卫星成本降低 29%;在火箭发射环节,一箭多星以及实现火箭回收已经获得了很稳定的技术上的支持,由此不仅提高了资源利用率,也大幅度的降低了发射成本。

  值得强调的是,国际电信联盟(ITU)已经真正开始启动面向2030年的6G研究工作,且将卫星互联纳入网络核心架构也是6G建设最深的变革之一。据了解,6G通信技术不再是简单的网络容量和传输速率的突破,而是为实现全球无缝覆盖,实现“万物互联”这个终极目标。同时,6G网络架构的一个重大转变是:从地面接入向空天地海泛在接入的转变,需要支持天基、空基、地基多种接入方式,固定、移动、卫星多种连接类型。这样,作为未来通信重要的基础设施,卫星互联网将不再是5G技术情景下的支援部队与策应力量,而是必然上升为6G网络背景下的先锋部队与主力阵容,而紧跟通信技术与产品的迭代升级节奏,从而竞夺用户与拓展市场将成为许多企业下注卫星互联网的战略诉求。

  越是利润回报丰厚的赛道,愈会招徕资本的集群进入与疯狂追逐。除了马斯克的SpaceX外,美国亚马逊、波音公司等都在积极布局卫星互联网。据ITU的测算,近地轨道卫星总容量约为6万颗,目前无论是航空航天企业自身资金与技术能力,还是国家宇航局可以调配的资源与服务能力,美国对卫星互联网的争夺无疑占据着非常大的优势,如果SpaceX、、Astra和公司组成的强大卫星互联网编队如期实现了各自的计划,美国将霸占卫星互联网90%以上的空间。

  然而,在资源极为紧缺以及美国捷足先登的倒逼之下,全球其他几个国家也加快在卫星互联网领域开疆拓土的步伐,其中英国依托通信公司OneWeb推出了OneWeb星座计划,目前已变成全球第二大规模的通信卫星星座,OneWeb的终极目标是在1200公里高度的近地轨道上部署6372颗卫星。与此同时,德国正在通过Rivada Space Networks、KLEO Connect等初创企业推动低轨卫星网络布局,其中,Rivada Space Networks计划在18个月内开始建造一个由600颗低地球轨道卫星组成的星座,预计2028年年中全部完成;此外,俄罗斯四年前就制定了“球体”计划,准备打造一个由600多颗卫星组成的卫星星座,据悉,“球体”卫星星座预计在距地870公里的轨道上运行,高于美国“星链”的运行高度,并且“球体”星座将具备卫星通信服务、对地观测等不同功能,俄罗斯由此可拥有“最现代化的太空通信和监控系统”

  值得特别强调的是,中国已向ITU提交了布局卫星总量1.3万颗的低轨道星座与频谱申请,且目前我国正积极布局“GW星座”和“千帆星座”两个大型低轨星座。据悉,GW星座计划包含GW-A59和GW-2两个星座,其中GW-A59子星座计划发射6080颗卫星,分布在500km以下的极低轨道;GW-2子星座则发射6912颗卫星,分布在1145km的近地轨道。作为千帆星座计划的重大成果,前不久长征六号改运载火箭搭载千帆极轨01组18颗卫星发射升空,成功将低轨卫星送入预定轨道,且千帆星座预计今年完成108颗卫星发射,2030年前完成超1.5万颗低轨卫星的互联网组网。

  综合权衡之下,未来卫星互联网最为激烈的竞争很可能在美国、中国、欧盟与俄罗斯之间展开,毕竟目前只有上述四大经济体拥有卫星制造、卫星发射、地面设备和运营服务的产业集成能力,同时欧美、中国与俄罗斯还可以独立发射航天空间站,质言之,只有上述四大经济体才具备的一箭多星的发射与运载能力,同时具备在全产业链降低卫星互联网总成本的能力,而其他几个国家要想进入卫星互联网天空,只有从欧美、中国与俄罗斯手租借卫星频道与资源,受制于人的境况下自然很难施展拳脚。

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