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衛星互聯網高軌衛星01入軌,中國「星鏈」進展如何,何時能用上?

2024-03-04科學

業界認為2023年是低軌域衛星通訊元年,此後2年內都將迎來爆發期。因為這一年普通消費者透過華為Mate60撥通了第一個衛星電話,但是3年內全球任意地點采用衛星流動終端上網、語音、影片對於中國消費者來說已經是「小菜一碟」。

2024年2月29日,西昌衛星發射中心使用長征三號乙運載火箭將衛星互聯網高軌衛星01星順利送入軌域。此前中國航天采用多型火箭,發射了不同類別衛星互聯網衛星,目前,中國在太空互聯網上有多種方案,並且同時都在進行。中國版「星鏈」已經加速部署,超越馬斯克的星鏈指日可待。

2023年,中國航天技術不斷進步,先後在酒泉衛星發射中心和西昌衛星發射中心成功發射多枚衛星互聯網技術試驗星,標誌著中國航天事業邁向新的階段。同時,衛星互聯網業已形成完整產業鏈,配合5G技術的廣泛套用,引領全球通訊技術的發展。

在衛星互聯網建設方面,我們有「國家隊」和「民間隊」,前者主要是中國航天科技集團有限公司與中國航天科工集團有限公司在主導,它們相繼透過長征系列運載火箭成功發射「鴻雁星座」和「虹雲星座」首批次試驗星,後續還有「行雲工程」。

按照計劃,預計在接下來的1至2年內,中國將密集開展衛星互聯網星座的建設工作,以期在衛星數量和通訊效率方面逐步超越美國SpaceX公司所提出的「星鏈」構想。

而民間團隊還有,「九天微星星座」、「翔雲」、「天啟」、「銀河Galaxy」等專案工程。

最引人矚目的還是2021年4月掛牌成立的「中國衛星網絡集團有限公司」(簡稱「中國星網」),它被視為中國衛星互聯網的「帶頭大哥」。其早在2020年9月就以「GW」為代號向國際電信聯盟(ITU)遞交了頻譜分配檔案。檔案中曝光了兩個名為GW-A59和GW-2的寬頻星座計劃,其計劃發射的衛星總數量達到12992顆。

因為根據規則,軌域資源是先到先得模式,因此目前以「中國星網」為代表的中國航天企業已經申請了超過2.6萬枚通訊衛星軌域資源。據報道,中國的衛星互聯網組網正處於關鍵時期,競爭對手將包括SpaceX公司和OneWeb等國外企業。

然而,盡管挑戰重重,但同樣面臨前所未有的機遇。特別值得註意的是,中國已經建成了全球最大的5G網絡,無線使用者數超過了11億人,並且預計在兩年內完成近三成的基礎設施更新。借助於這一成熟的5G網絡基礎設施,中國的衛星互聯網產業有望實作深度融合,並達到美國超前的水平。

最為關鍵的還是中國還在引領6G通訊技術的研發和發展,最終將形成「地面基站+衛星」的「天地一體」模式。

由於美國政府對SpaceX公司的「星鏈」專案頗為重視,已經將其作為軍用通訊的重要來源,後期升級為「星盾」。使得相關進度有所放緩,進度落後於中國。而反觀中國,在設計、生產、制造、發射和營運等多個環節,已經形成了完善的產業鏈條,且受到國家相關政策的大力支持。

此外,中國還在積極探索「一箭多星」、「上面級發射衛星」、「可回收發射」等新火箭技術,以及空間站在軌釋放衛星,天舟貨運飛船在軌釋放衛星等新技術,這些技術將為中國構建衛星互聯網星座提供有力支撐。

馬斯克的星鏈衛星雖然尚未明顯改變美國互聯網狀況,只是在熱點沖突區起到了明顯作用,因此深受美國國防部門重視,成為了軍購產品之一,偏離了初衷,最近其試驗使用衛星互聯網技術實作了普通手機釋出資訊到互聯網的試驗,未來實作普通手機衛星上網功能,但是預計我們將比其更早實作。

因為,中國同樣積極大規模推進衛星互聯網專案,主要包含兩大部份內容:首先,加強衛星間的通訊聯系,其次,打造中國自己的「星鏈衛星」體系。目前衛星之間的激光通訊試驗已經取得成功,而「星鏈衛星」對地通訊能力總量已經超過了100Gbps速率的低軌寬頻衛星通訊能力,還在持續增加。

另外,北鬥衛星導航系統原本就具備衛星短報文及通訊能力,持續升級之後,也可以作為衛星通訊的補充能力。

原本,我們在5G建設上已經遠遠走在世界前列,對於建設衛星通訊系統並無迫切需求。然而,隨著Mate 60系列手機首次實作優秀衛星通訊效能,越來越多國內廠商紛紛效仿。需求迅速增長,同時考慮到5G覆蓋的局限性,衛星通訊的必要性凸顯。

因此,多家中國企業正在同步實施多個衛星通訊專案。以中國航天科技集團、中國航天科工集團等為代表的國有航天機構亦方興未艾,相繼推出鴻雁、虹雲、行雲等衛星網絡專案。眾多民營航天企業爭相展示自身實力,如「香港太空星鏈」以及銀河航天首顆衛星GALAXY-1等。

當前,多種方案共存,精彩紛呈。涵蓋高低軌,全行業通訊解決方案,極大削弱了馬斯克星鏈衛星的競爭力。馬斯克恐怕並不知曉,中國僅涉足衛星通訊便已超越預期。

加之華為及其他國內知名手機品牌的加入,無需「鍋蓋」的衛星通訊模組得以輕松整合至手機之中,使得普通消費者在家中即可方便享受到衛星通訊帶來的便利。而這正是馬斯克所不能解決的問題,他的類似星鏈網絡只能提供服務,無法解決終端器材這一難題。

2022年,中國公司「GW」向國際電信聯盟(ITU)申請頻譜分配。其中涉及兩個名為GW-A59與GW-2的寬頻星座計劃,預計全部發射衛星總數高達12992顆。

2023年7月9日,酒泉衛星發射中心使用長征二號丙運載火箭,成功將衛星互聯網技術試驗衛星發射升空。

2023年9月,中國依托天通一號衛星平台,正式推出手機直連衛星服務。此外,更多方案仍在籌備發射及組網階段。

目前,華為、小米等手機企業已經推出具備衛星通訊移動手機終端,消費者可以很方便實作衛星通話。國家隊與民企方案相輔相成,共同推動衛星通訊逐步走進千家萬戶,為各個行業提供通訊支持。

2023年11月23日,西昌衛星發射中心成功將衛星互聯網技術試驗衛星送入預定軌域。此次任務成功標誌著中國在衛星互聯網技術領域取得重大突破。

試驗衛星由中國科學院微小衛星創新研究院主導研發,主要用於衛星衛星互聯網服務,堪稱太空版的地面基站。這無疑是中國「新基建」事業的重要組成部份。

2023年11月3日,乘長征七號改運載火箭成功將通訊技術試驗衛星十號送入軌域。

2023年12月30日,酒泉衛星發射中心使用長征二號丙運載火箭,成功發射一枚衛星互聯網技術試驗衛星。

2024年2月24日,龍年首次發射,長征五號遙七重型火箭成功將通訊技術試驗衛星十一號送入地球同步轉移軌域,要知道能用「胖五」發射的通訊衛星得有多大,其也是用於開展多頻段、高速率衛星通訊技術驗證。

……

綜上可見,馬斯克的星鏈衛星未來可能轉向服務於美國防務領域,而中國的衛星通訊技術已經全線鋪開,競爭力明顯超過「星鏈」,有望成為全球最大太空互聯網系統。

展望未來,無論是衛星互聯網星座的建設,還是網絡組網模式以及普及度的提高,中國均有望優於其他國家。