（文/陈兴华）在全球航天和卫星互联网快速发展的新格局下，通信新基建已是大势所趋，而低轨卫星通信逐渐成为国际必争之地，尤其以美国SpaceX为代表的企业加速布局低轨卫星，促使全球轨道资源竞争白热化。究其原因主要在于轨道和频谱资源均不可再生而国际原则遵循“先登先占、先占永得”，以及低轨卫星通信产业的重要性与日俱增且被视为未来拉动经济增长的新引擎。
由于卫星制造、火箭发射等技术壁垒凸出，全球低轨卫星“圈地战”主要在大国之间进行，目前呈现出美国领先、大国追赶的“一超多强”格局。虽然中国在低轨卫星通信领域起步相对较晚，但发展较快、后劲十足，并且已经制定了可与美国方面匹敌的低轨卫星星座建设规划，而“国家队主导，上市企业参与”的全景格局将加速带动国内卫星通信产业的增长。
“未来经济增长新引擎”
长期以来，卫星通信与地面通信同为电信产业的组成部分，并且在竞争中不断优化。华金证券的报告指出，受行业发展周期及技术迭代等客观因素影响，卫星通信由于通信质量、资费价格等劣势在早期竞争中一度落败。而近年来随着地面通信局限性日益凸显及小卫星技术发展日益成熟，卫星互联网重要性及商业价值日益凸显，两者目前在互补与合作中发展前进。
例如华为近期发布的Mate 60 Pro手机，采用的是地面通信基站辅以高轨卫星“天通一号”进行电话通信，而Space X则选择直接布局低轨卫星，提出2025年手机可通过星链卫星直接上网，且不需要手机硬件进行升级。可见其都将对全球卫星通信发展发挥重要作用。
但目前来看，在全球还有超70%的地理空间、约30亿人口尚未实现互联网覆盖的背景下，卫星通信作为地面通信的重要“填补”，正成为推进空天地一体化的中枢环节。尽管高中低轨卫星互联网系统各有优劣，可鉴于低轨星座具有具有传输时延小、链路损耗低、发射灵活、应用场景丰富、制造成本低等特点，新兴卫星互联网星座普遍倾向于采用低轨道。
用于与低轨卫星进行无线通信的船载卫星互联网终端
据了解，低轨卫星的轨道高度为300至2000公里。中国市场学会理事、经济学教授张锐日前撰文称，处在同一轨道上的低轨卫星分布于不同频段上，一般从低到高主要分列为C、Ku、Ka与V等频段，频段越高意味着卫星的位势越高、带宽越大。当前，全球低轨卫星主要布局在Ku和Ka频段，而随着相关技术瓶颈逐渐被破解，V频段会越来越受业界青睐。
在低轨卫星迅猛发展的推动下，全球卫星互联网正展现出广阔的发展前景和重要经济价值。数据显示，2022年全球卫星产业链收入超过2800亿美元。另摩根士丹利的报告称，建造能够提供低成本高速互联网的卫星星座正在推动全球太空经济增长，预计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%。
目前，全球卫星互联网已形成由卫星制造、火箭发射、地面设备和运营服务组成的完整产业链，据美国卫星产业协会（SIA）的报告，四部分价值分别是5%、2%、51%和42%。对此，张锐指出，卫星制造、火箭发射环节的成本已经大大降低，例如低轨的小卫星通常采用模块化设计、柔性化生产和智能化制造，同时一箭多星发射和火箭回收技术已较为成熟。
除了拥有巨大的经济社会价值，卫星互联网还可以在军事国防中发挥重要作用，而且已被纳入6G网络建设核心架构，以实现通信网络全球全域的三维立体“泛在覆盖”，即支持天基、空基、地基多种接入方式，以及固定、移动、卫星多种连接类型。鉴于此，全球各主要国家已将低轨卫星通信视为战略性的新兴产业，乃至未来拉动全球经济增长的新引擎之一。
大国打响太空“圈地战”
对于卫星互联网而言，轨道和频谱均不可再生，低轨道能容纳的卫星数量较为有限，而国际电信联盟（ITU）提出在轨道和频段资源获取上遵循“先登先占、先占永得”的原则，从而使先发国家具有显著优势。因此，无论是为抢占星座位置、频段资源还是竞夺未来的产业商机，主要国家都正在大力支持与推动本国航空航天机构和企业铆足劲向卫星互联网迈进。
华金证券认为，全球低轨卫星竞争呈美国领先、大国追赶的“一超多强”格局。其中，美国依靠强大的技术积累及资金优势占据着先发优势和主要市场地位，在卫星数目、投资规模等参数上均远优于其他国家的星座计划。进一步来看，如果SpaceX、亚马逊、Astra和波音等公司组成的卫星互联网编队如期实现各自的计划，美国将霸占卫星互联网的绝大部分空间和资源。
具体而言，SpaceX的“星链”计划在2027年之前向近空总共发射4.2万颗卫星，目前已经发射星链卫星超5000颗；亚马逊推出了“柯伊伯项目”计划，拟投入数十亿美元发射3236颗近低轨道卫星，后申请增加部署4538颗卫星；波音公司计划9年内向太空近地轨道发射147颗卫星，后申请增至5789颗；火箭制造商Astra也在积极部署名下1.36万颗卫星组成的太空网络等。同时，多家美国初创公司也提交了部署数百至上千颗卫星的申请。
对于卫星互联网竞赛正加速升温，专注于卫星通信领域研究和投资的Quilty Analytics公司创始人克里斯·奎尔蒂（Chris Quilty）曾表示：“这就像是太空圈地大战。构建近地轨道宽带系统最困难的方面就是获取频谱，而不是建造和发射卫星。每个未来想要进军太空互联网领域的公司，现在都在尝试在这个目前的无主之地抢占一席之地。”
在资源极为紧缺以及美国捷足先登的倒逼之下，全球其他国家政府和企业也加快了开疆拓土的步伐。其中，英国的卫星服务提供商一网（OneWeb）已将600多颗卫星发送到了低轨Ku频段，完成了其低轨互联网星座一期的组网部署，进而成为SpaceX“星链”最强力的挑战者之一。同时，韩国三星、加拿大Telesat等公司也抛出了数百上千颗地轨卫星蓝图。
此外，在各政府机构方面，欧洲议会2023年初通过了名为安全连接计划（IRIS2）提案，旨在到2027年部署欧盟自有的通信卫星群；俄罗斯的“球体”多功能卫星系统项目正在稳步推进，其由超过600颗卫星组成并计划在2024-2028年部署；日本政府去年底决定建立“卫星集群”系统，目标是部署50颗小型卫星并从2024年度开始发射；韩国则发布了2030年前建设100颗微小卫星组成的星座计划等。
据ITU的最新统计数据，目前各国提交的低轨道卫星发射申请超过6万份。不过，张锐指出，按照ITU要求的先申报先使用总原则，一国申报后7年内必须发射卫星启用所申报的资源，否则自动失效，9年内必须投放申报卫星总数的10%，12年内必须投放申报卫星总数的50%，14年内完成全部投放。综合权衡之下，未来卫星互联网最为激烈的竞争很可能在具有卫星通信产业系统集成能力的美国、中国、欧盟与俄罗斯之间展开。
中美将出现“龙虎之争”？
由于全球卫星通信行业的“圈地战”已经不仅仅是商业上的竞争，还有抢占通信技术制高点和国防战略等层面的较量，发展中国的“星链”必要且紧迫。虽然我国卫星互联网产业起步较晚但后劲十足，目前正在开足马力锻造与做强卫星制造、卫星发射、卫星服务以及地面相关设备布局的综合技术能力，初步形成了“国家队主导，上市企业参与”的全景格局。
作为抢占卫星互联网阵地的战略之举，中国卫星网络集团已向ITU申请了“GW”星座计划，共12992颗卫星，构成中国版卫星互联网。同时，中国航天科工、中国航天科技集团分别推出了“虹云工程”“鸿雁星座”战略计划，前者由300颗低轨道小卫星集结而成，致力于构建星载宽带全球移动互联网络，而后者由156颗低轨卫星联袂构图，计划让智能手机进入卫星应用领域。这标志着我国低轨宽带互联网卫星系统建设迈出实质性的一步。
此外，上海市联合长三角9大城市打造的全国首个卫星互联网产业集群——低轨宽频多媒体卫星“G60星链”，计划实现超1.2万颗的卫星组网，其中一期将实施1296颗。民营企业银河航天也申报了1800多颗卫星的资料，可支持手机直连业务；“吉利未来出行星座”将由240颗卫星组成，并计划2025年前发射72颗等。专家预计，未来三年将是中国发射低轨卫星的集中窗口期，至2027年发射数量可能达3900多颗，到2030年有望突破6000颗。
2022年3月5日14时01分，西昌卫星发射中心成功将我国首次批量研制的“南通一号”等6颗低轨宽带通信卫星——银河航天02批批产卫星送入预定轨道。图源：新华网
对于建设卫星互联网的现实必然性，南京航空航天大学航天学院教授康国华日前接受采访时表示，以往我国在卫星领域更重视技术突破，解决技术的有无问题。如今，随着我国航天水平不断提升，应用服务能力得到提高，以“盈利为目的”的商业航天开始发展，未来卫星网络业务的应用场景将拓展到诸多领域并呈现多样化发展。现在卫星互联网已经被纳入新基建范围，而在低轨星座落地应用后，大概率将成为社会经济生活“万物互联”赖以依托的空间基础设施。
在行业发展格局方面，有分析认为，就单一国家实力而言，未来低轨卫星领域最为激烈的“龙虎战”很可能在中美之间展开，即可能只出现两张覆盖全球的低轨卫星星座：SpaceX的星链和中国官方主导的星链计划。美国奎尔蒂分析公司高级分析师凯莱布·亨利（Caleb Henry）则称，“这个行业没有人认为是‘赢家通吃’的环境，我们预计至少会有两个甚至更多的空基互联网出现，它们不仅服务于普通消费者，还服务于依赖互联网连接的任何企业或组织。”
无疑，随着低轨卫星成为全球新一轮科技革命的竞技场，中国的大力布局将有助于在其中占据有利地位，这不仅会带动国内星载相控阵、星间链路、信号处理等卫星互联网产业的全面发展，还有助于突破更多关键技术痛点和产业发展挑战。而我国官方和民间力量汲取历史经验的互相配合、优势互补、融合发展，积极推进与地基移动通信网、地基物联网、北斗等融合，将为低轨通信卫星的发展创造新优势，从而加速推动中国星链的构建和航天事业蓬勃发展。
