商业航天与卫星通信飞向通信的新航道(附图片)

发稿时间: 2024-12-06 08:26 来源:人民邮电报 作者:本报记者 毕冉 李晓东 赵乐瑄 2024-12-06
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随着长征十二号运载火箭首飞成功,海南商业航天发射场首次发射任务告捷,商业火箭、商业卫星、商业航天发射场——中国商业航天“三大件”齐了。据悉,2023年我国共完成26次商业发射(含拼车和搭载),占全年发射量的39%,2024年,商业航天进入新一轮高速发展期。在科技日新月异的今天,商业航天和卫星通信将引领一场在星辰大海里探索未来的通信革命。

商业航天为全球互联注入新活力

要弄懂为什么商业航天越来越热,为什么商业卫星“扎堆发射”,首先要先搞清楚什么是商业航天。商业航天,是指利用商业模式运营的航天活动,旨在通过商业市场的方式开展航天技术和服务的研发、制造、发射和应用。“市场”“商业”“盈利”是关键词,包括航天产品开发、系统运营、应用服务等核心环节。

近年来,商业航天在全球范围内迅速发展,成为航天产业市场化的主导力量。以全球领先的商业航空公司SpaceX为例,近期该公司用“猎鹰9号”火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射了一批星链V2-mini卫星,这标志着“猎鹰9号”火箭完成了第400次成功发射,其标志性的一级助推器回收技术已经成熟,此次任务还将助推器从着陆到再次发射的周转时间缩短至13天12小时,打破了之前21天的纪录。该公司正在研发的“星舰”项目也在近期完成轨道级飞行试验,并且捕获装置首次成功抓住了从天而降的几百吨重的一级火箭,这是人类首次用这种方式回收火箭,可形象地比喻为“筷子夹火箭”。

根据SpaceX官网发布的信息,“猎鹰9号”火箭单次发射成本约3000美元每千克,而在此之前,全球商业航天发射成本为1万至2万美元每千克。按照马斯克的说法,未来“星舰”入役后,要最终实现一天3次发射,每千克发射成本低至200美元的目标。可见,相关商业航天项目正在加快人类开发太空空间的步伐,极大降低了火箭发射任务的成本,可以更高频次完成卫星发射部署任务。

为推进航天产业商业化进程,我国出台了《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015—2025年)》,旨在建立国家民用空间基础设施市场化、商业化新机制,支持和引导社会资本参与,开展区域、产业化、国际化及科技发展等多层面的遥感、通信、导航应用示范,加强跨领域资源共享与信息服务综合能力,加速与物联网、云计算、大数据及其他新技术、新应用的融合,促进卫星应用产业可持续发展。今年《政府工作报告》提出大力推进现代化产业体系建设,加快发展新质生产力,积极培育新兴产业和未来产业,积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎。作为新增长引擎之一,“商业航天”首次被写入《政府工作报告》。我国商业航天市场潜力巨大,将成为万亿元级的新兴产业,各项政策加速落地,明确鼓励民营企业发展商业航天,为商业航天产业生态繁荣发展提供了政策支撑。

经过近10年发展,我国商业航天发展迅速。在技术层面,多款商业火箭成功入轨,由商业公司研制的卫星取得多个国际和国内首次技术突破。在产业链方面,我国已初步形成了面向商业航天的火箭总装总测、卫星研产、卫星数据应用的产业链。《中国航天科技活动蓝皮书(2023年)》显示,2023年我国共实施了67次航天发射,其中有26次商业发射,发射成功率达96%;共研制发射120颗商业卫星,占全年研制发射卫星数量的54%。截至目前,我国成功将火箭发射入轨的商业火箭企业就包括——星际荣耀、星河动力、蓝箭航天、天兵科技、中科宇航、东方空间等。

目前,商业航天在我国发展势头非常迅猛,其中发射商业卫星是商业航天的重要应用场景之一。这些卫星可应用于通信、遥感、导航等多个领域,正以迅猛的发展态势改变着我们的生活和世界,为全球互联注入了新的活力。

卫星通信引领全球互联新时代

应用场景不断涌现。近年来,卫星通信技术取得了诸多令人瞩目的新进展,其中低轨卫星为地面移动手机终端提供直连服务成为一大亮点。以华为为例,2022年Mate 50系列全球首发北斗卫星消息,开了大众智能手机卫星通信的先河;2023年Mate 60系列全球首发卫星通话功能;2024年Mate 70系列更是全球首发卫星寻呼技术,支持120度的超广卫星角度,用户无需对着特定角度,即可在无地面网络信号覆盖的地方随时接听电话,实现一次连星、持续在线。与此同时,荣耀Magic6、小米14Ultra、努比亚Z70Ultra等手机也纷纷搭载卫星通信功能,这一系列成果标志着手机直连卫星时代的加速到来。

除了手机领域,卫星通信技术在华体(中国)行业的应用也取得了显著进展。2023年,长安华体(中国)展示了首款搭载“车载卫星通信”技术的原型车。据介绍,其能够在无网络覆盖地区为车辆提供不间断通信服务,保障驾乘人员的通信需求。此外,中国卫通集团股份有限公司、银河航天、中科睿格、北京华力创通等企业也积极致力于开发手机直连技术,推动卫星通信从个人电子设备向更广泛的应用领域拓展。

作为未来通信技术的重要发展方向,6G将实现全球无缝覆盖、超高速传输以及超低延迟通信等目标,而卫星通信在其中扮演着至关重要的角色。近期,中国电信卫星公司携手多单位共同完成了国内首次6G星地链路外场地面测试。据了解,本次测试基于3GPP NTN标准协议,优化了低轨星间协同传输机制,实现终端侧高速率空口数据合并,速率最高超过1Gbps,达到业界领先水平,为我国未来6G需求研究、星地融合组网提供了有力的技术支撑。

产业发展步伐加快。SpaceX的星链计划是卫星通信助力全球互联网普及的典型代表,其愿景是通过部署数千颗低地球轨道卫星,构建覆盖全球的高速、低延迟卫星互联网,为世界各地的人们提供基本的互联网连接服务,尤其是那些偏远地区和传统互联网基础设施不足的地方。这一计划对于教育、医疗、商业以及日常生活、通信等方面都具有显著的改善作用,有望提升这些地区人民的生活水平,促进数字经济的发展,缩小全球数字鸿沟。

从全球范围来看,各国都在积极推进卫星互联网建设,以实现全球互联网普及的目标。我国对于卫星通信的发展也有着明确规划。《“十四五”信息通信行业发展规划》指出,我国信息通信行业过去五年虽取得显著成就,但还存在一些短板和弱项,比如在国际海缆、卫星通信网络和云计算设施全球化布局方面尚不完善。为此,需要加快布局卫星通信。加强卫星通信顶层设计和统筹布局,推动高轨卫星与中低轨卫星协调发展。推进卫星通信系统与地面信息通信系统深度融合,初步形成覆盖全球、天地一体的信息网络,为陆海空天各类用户提供全球信息网络服务。积极参与卫星通信国际标准制定。鼓励卫星通信应用创新,促进北斗卫星导航系统在信息通信领域规模化应用,在航空、航海、公共安全和应急、交通能源等领域推广应用。

尽管卫星通信在全球互联网普及方面具有巨大潜力,但也面临一些挑战。卫星发射和运营成本高昂、频谱资源紧张,以及卫星在太空中面临的恶劣环境等问题,都需要全球各国共同努力,通过技术创新、政策支持和国际合作来加以解决。例如,根据国际电信联盟(ITU)的《无线电规则》,卫星频率和轨道资源将按照“先登先占”的原则协调分配,表明了卫星频段资源的稀缺性。

据悉,中国星网集团正统筹发射任务,计划建设庞大的星座系统,向国际电信联盟提交了GW-A59和GW-2宽带互联网星座计划,展现了在低轨通信星座建设方面的决心和远见。此外,长三角“G60科创走廊”的“G60星链”计划,通过技术联合攻关、产业链协作以及市场与应用创新的协同,旨在打造卫星互联网产业集群,推动我国卫星互联网产业的快速发展。

面向6G的卫星通信研发不断推进,将为未来通信网络的融合发展提供强大支撑;而卫星通信在全球互联网普及中的应用,也将进一步促进信息共享和社会进步。在全球各国的共同努力下,相信卫星通信技术必将不断创新突破,为构建更加紧密、高效的全球信息通信网络贡献重要力量,让世界各个角落的人们都能享受到互联网带来的便利与福祉,携手迈向更加美好的数字未来。


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