當夜幕降臨，繁星升起，寧靜的夜空中，有時會闖入一串白色的光點，排成一列“小火車”，井然有序地駛過。這不是流星雨，也不是UFO，而是人造衛(wèi)星組成的星鏈。
2024年5月28日，SpaceX將第169批Starlink衛(wèi)星送入了地球軌道。五年時間里，Starlink在軌衛(wèi)星總數(shù)已經(jīng)達到6528顆，占全球在軌衛(wèi)星的一半以上。這場“造星運動”還在加速，馬斯克的終極目標是一個由4.2萬顆衛(wèi)星組成的巨大星座。
同年5月，藍箭航天子公司藍箭鴻擎向國際電信聯(lián)盟（ITU）提交一萬顆星座申請，名為“鴻鵠3號”，這是繼中國衛(wèi)星網(wǎng)絡集團的GW星座、上海垣信的G60星座后，國內(nèi)的第三個超萬顆衛(wèi)星的發(fā)射計劃。
從2017年到2022年，ITU（國際電信聯(lián)盟）收到了300多個星座的申請，包含超過100萬顆衛(wèi)星。1957年人類發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星以來，67年的時間里總共發(fā)射的衛(wèi)星也才1.8萬顆。
新一輪太空競賽的大幕已經(jīng)拉開，與上個世紀不同的是，商業(yè)航天企業(yè)隆重登場。
100萬顆“紙”衛(wèi)星的背后
100萬顆“紙”衛(wèi)星的申請人，既有中美德法這樣的大國，也有盧旺達這樣的非洲國家。盧旺達于2021年9月向ITU提交了一個名為Cinnamon-937的星座計劃，包含33萬顆衛(wèi)星。
事實上，盧旺達政府這份申請背后的發(fā)起者是法國的一家初創(chuàng)公司E-Space。這家公司還在2023年通過法國官方提交了一份超過10萬顆的星座計劃。
“借馬甲”的做法在業(yè)內(nèi)并不罕見。英國通信公司OneWeb通過墨西哥、法國和英國提交了 6118 顆衛(wèi)星的申請；SpaceX 則是通過美國、挪威、德國、湯加提交的申請。
接收衛(wèi)星發(fā)射申請資料的ITU是聯(lián)合國下設的專門機構，負責分配衛(wèi)星的頻軌資源。ITU的分配方式有兩種：
一是“規(guī)劃法”，也就是有計劃地在名義上將頻軌資源分配給若干國家，不論其是否有實際需要或能力來利用這些軌道位置。赤道上方35786米的圓形軌道與地球同步，被稱為地球靜止軌道（GSO），只需三顆衛(wèi)星就能覆蓋南、北極以外的全球范圍，屬于稀缺的軌道資源，因此采用“規(guī)劃法”進行分配。
二是“協(xié)調法”，采用“先到先得”的原則，按照根據(jù)登記順序確定衛(wèi)星頻軌，適用于低軌（LEO）和中軌（MEO）等非靜止軌道（non-GSO）。距離地球越近，信號傳播時延越短，鏈路損耗越小，對終端性能要求也更低。但由于軌道低，每顆衛(wèi)星所能覆蓋的范圍比較小，因此需要大量的衛(wèi)星組網(wǎng)才能覆蓋全球。近年來各國就是圍繞著近地軌道跑馬圈地。
在軌衛(wèi)星累計數(shù)量
數(shù)據(jù)來源：UNOOSA
百萬“紙”衛(wèi)星暴露了監(jiān)管的bug，ITU只好在事后打補丁，抬高“投機”的門檻。
2019年之前，星座項目只需在提出頻譜申請后7年內(nèi)發(fā)射一顆衛(wèi)星、讓其工作90天并向國際電聯(lián)報送所謂的啟用文件就能保住所要的頻率。
2019年的世界無線電通信大會上，ITU推出了“里程碑”制度——非靜止軌道星座運營商要想保住自己未來的全部頻譜權利，不僅需要在申請后的7年內(nèi)發(fā)射一顆衛(wèi)星并正常運行 90 天，還需要在之后的2年內(nèi)發(fā)射10%的衛(wèi)星，5年內(nèi)發(fā)射50%，并在7年內(nèi)全部部署完成。若星座項目未能按這些節(jié)點或在總共14年的時間內(nèi)發(fā)射足夠多的衛(wèi)星，其頻譜權利將按屆時實際發(fā)射數(shù)量按比例縮減。
2023年底的大會上，ITU又追加了“后里程碑”時期所需維持的衛(wèi)星規(guī)模比例。當星座規(guī)模小于等于340顆衛(wèi)星時，門限（實際部署的衛(wèi)星占登記數(shù)的比例）為50%；當星座規(guī)模達4410顆左右時，門限為95%。若星座規(guī)模降至門限以下且無法在4年內(nèi)恢復到門限以上時，需向ITU提交修改資料，減少登記的衛(wèi)星數(shù)量。
也許是為了給發(fā)展中國家保留頻譜資源，現(xiàn)行規(guī)定下，申請人依然享有7年的緩沖時間。也就是說，只需發(fā)射一顆，就能“占坑”七年。
對于盧旺達、湯加來說，這顯然是一本萬利的好生意。上世紀90年代，湯加向ITU申請到了6個軌道位置，隨后便出租了一個，并將其余五個以200萬美元的單價拍賣。雖然遭到反對，但湯加并未違反《無線電規(guī)則》，最終不了了之。
對于Space X，則是一邊經(jīng)營著衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，一邊充當美國政府的國防承包商，軍民兩用。
截至2023年底，Starlink（星鏈）已覆蓋70多個國家，活躍用戶超230萬，遠高于2022年底的100萬，營收也從2022年的19億美元猛增至2023年的42億美元，首次實現(xiàn)收支平衡。Quilty Space預測，2024年SpaceX在星鏈業(yè)務上有望實現(xiàn)66億美元營收并首度實現(xiàn)正自由現(xiàn)金流。
接入星鏈網(wǎng)絡，首先需要購置一套終端接收設備，再選擇一個包月套餐。toC版的設備售價599美元，月資費從120美元到5000美元不等。toB版的設備售價2500美元，月資費從140美元到25000美元不等。雖然價格不菲，Starlink還是找到了它的客戶——除了網(wǎng)絡未覆蓋的偏遠地區(qū)住戶，還有郵輪、鐵路甚至鮭魚養(yǎng)殖場。
星鏈toB服務一覽
來源：Starlink官網(wǎng)，國信證券
生活在擁有千萬個通信基站的中國，很難想象全球還有26億人沒有接入互聯(lián)網(wǎng)。這些人當中有多少愿意為星鏈氪金不得而知，但是那些常年需要在高山、遠洋、海島、戈壁工作的企業(yè)用戶，不僅有剛需，而且相當一部分使用過高軌衛(wèi)星通信服務，更容易接受時延短、損耗低的低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡。
你可以說這些都是錦上添花，但是一旦發(fā)生戰(zhàn)爭，失守通信陣地的一方，往往難逃敗局，衛(wèi)星網(wǎng)絡可能是扭轉局勢的關鍵。
2022年的俄烏戰(zhàn)爭中，星鏈第一次在軍事行動中大展身手。俄羅斯首先攻擊的目標就是烏克蘭的通訊基礎設施，導致烏軍一度指揮失靈。應烏克蘭政府的請求，SpaceX為其輸送了約2萬套接收天線和路由器，用星鏈網(wǎng)絡及時填補了通訊空白。
烏軍通過星鏈引導無人機一面發(fā)動攻擊，一面開展偵查，把前線的實時畫面?zhèn)鹘o炮兵，緊接著火力就覆蓋到了坐標位置。烏克蘭官員去年透露，境內(nèi)每天約有15萬星鏈用戶。烏軍士兵也稱贊說，星鏈極大改變了戰(zhàn)場態(tài)勢，使無人機操作員能在一分鐘內(nèi)找到并打擊目標，而使用該技術之前需要20分鐘。一位烏克蘭排長告訴《華爾街日報》記者：“沒有星鏈的話，我們就會輸?shù)暨@場戰(zhàn)爭?！?/p>
基輔市長在烏克蘭戰(zhàn)爭時期收到的星鏈終端
來源：Wikimedia Commons
隨著戰(zhàn)事延續(xù)，越來越多的軍事裝備接入星鏈網(wǎng)絡，包括Milrem Robotics研發(fā)的無人車。戰(zhàn)地上，傷員護送和路線清理是兩項勞動密集型活動，需要多人參與，并且將其暴露在敵人炮火的威脅之中。在接入星鏈后，操作員可以在數(shù)千公里之外遠程遙控，大大減輕了風險。
戰(zhàn)地測試中的無人地面車輛（THeMIS UGV）
來源：Wikimedia Commons
星鏈這樣的巨型星座，戰(zhàn)略意義不僅在于進攻，還在于防守。由于衛(wèi)星數(shù)量龐大，且分布于多個軌道面，任意一顆或幾顆損壞不會影響系統(tǒng)可靠性，同時單個衛(wèi)星造價低，應急補網(wǎng)發(fā)射成本低，這就意味著，普通毀傷方式很難對抗巨型星座。
經(jīng)此一役，星鏈的作戰(zhàn)實力得到美國軍方的認可。2022年底，SpaceX發(fā)布星盾計劃（StarShield），專為美國軍政部門服務。雖然在名義上作了切割，但星盾實際上依托于二代星鏈的頻軌資源，以實現(xiàn)額外的軍事用途。在星鏈的通信基礎上，星盾可以發(fā)射帶有遙感設備的衛(wèi)星，實現(xiàn)全天候不間斷的偵察和監(jiān)視。還可以提供載荷托管服務，為軍方搭載具有進攻性武器的功能性載荷。
2023 年9 月，星盾贏得了美國太空部隊（USSF）價值7000 萬美元的一份合同。太空部隊還將在未來10 年內(nèi)分配價值高達9 億美元的合同，盡管有16 家供應商參與角逐，但SpaceX 的合同是迄今為止唯一已頒發(fā)的合同。
其實，早在星盾計劃發(fā)布前，SpaceX就已經(jīng)開展軍方合作。2020年10月，SpaceX從USSF的前身美國太空發(fā)展局（SDA）手中獲得了一份1.49億美元的合同，為其生產(chǎn)搭載廣角紅外導彈跟蹤傳感器的定制軍事衛(wèi)星，用于跟蹤和攔截洲際彈道導彈。
2021年，美國國家偵察局（NRO）與SpaceX簽署了一份18億美元的機密合同，據(jù)路透社報道，是有關一種功能強大的新型間諜系統(tǒng)，該系統(tǒng)擁有數(shù)百顆具有地球成像能力的低軌衛(wèi)星。目前，SpaceX已經(jīng)為其發(fā)射過兩次星盾衛(wèi)星，預計今年下半年還有四次發(fā)射。
根據(jù)美國太空發(fā)展局構想的下一代太空體系架構，巨型低軌通信衛(wèi)星星座將作為整個太空信息獲取的底層傳輸層，成為服務于太空信息的基礎網(wǎng)絡，深刻影響未來國家信息安全格局。
時至今日，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的布局，不再是一個選擇題，而是關系到國家安全的重大命題。在這場大考中，另一個大國自然不會交白卷。
今年的兩會上，“商業(yè)航天”首次寫入中國政府工作報告，被視作新增長引擎之一。
今年6月，海南商業(yè)航天發(fā)射場歷經(jīng)23個月的緊張建設，兩大工位竣工，即將迎來下半年的首次發(fā)射。
幾乎同一時間，星網(wǎng)集團、中兵集團等央企共同出資40億元，成立中國時空信息集團，從事衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)設計建設運營。
政策開路，資金就位，都在為星網(wǎng)鋪路。中國目前有680多顆在軌衛(wèi)星，位居全球第二，但大部分位于中高軌道，低軌道幾乎是空白。鴻鵠、GW和G60三大計劃主要瞄準的就是這片空白。其中鴻鵠和G60軌道高度為550km，與星鏈處于相近高度。GW的軌道高度分為兩組，一組在500km以下的極低軌道，一組在1145km的近地軌道。
把“白癡指數(shù)”降下來
取得發(fā)射衛(wèi)星的“太空通行證”，只是萬里長征的第一步。從紙上衛(wèi)星到太空組網(wǎng)，關鍵的一步是降本。
發(fā)射衛(wèi)星的成本主要有兩塊：衛(wèi)星制造與火箭發(fā)射。過去的二十年里，SpaceX憑借一己之力把火箭發(fā)射的價格打了下來。如今，獵鷹9號發(fā)射一顆星鏈衛(wèi)星預計只需要1500美元/kg，比60年代俄羅斯聯(lián)盟號飛船的成本便宜了94%。
來源：Visual Capitalist
馬斯克是怎么做到的？
起初，馬斯克并沒有想要造火箭，而是打算從俄羅斯人手里采購二手火箭，可惜三顧茅廬，屢屢碰壁。俄羅斯人開出了1800萬美元的天價，馬斯克只好琢磨自己造火箭。
在馬斯克的詞典里，有一個概念叫“白癡指數(shù)”，用來計算某個制成品的成本比其基本材料的成本高多少。他相信，如果一個產(chǎn)品的“白癡指數(shù)”很高，那么一定可以通過規(guī)劃設計出更有效的制造技術來大幅降低它的成本。
通過計算火箭中碳纖維、金屬、燃料和其他材料的成本，馬斯克發(fā)現(xiàn)火箭的“白癡指數(shù)”非常高——成品的成本比材料的成本多出50倍。
馬斯克決定從一枚小型火箭開始。隨著微處理器的進步，他認為衛(wèi)星小型化是一種趨勢，不需要造價高昂的大型運載火箭。他盯住了一個關鍵指標：將每磅有效載荷送入軌道的成本。為此，他需要將單位成本推力最大化，比如增加發(fā)動機的推力，減少火箭的質量，同時回收火箭重復利用。
發(fā)動機系統(tǒng)是火箭的“心臟”，其燃燒效率直接決定火箭的性能，約占火箭成本的一半。
SpaceX目前有兩類發(fā)動機。用于獵鷹9號和獵鷹重型火箭的默林-1D（Merlin-1D）發(fā)動機使用液氧煤油作為燃料，9臺并聯(lián)發(fā)動機的推力是92噸。用于星艦（Starship）的猛禽（Raptor）發(fā)動機則升級使用液氧甲烷，這種燃料制備成本低、能量密度更高，且燃燒時基本無積碳，發(fā)動機不用清理，使用壽命更長。在未來的火星探測中，還可以利用火星大氣中的二氧化碳作為甲烷的生產(chǎn)原料，免去自帶煤油的負擔。通過整體結構的優(yōu)化、管線部件的減少，猛禽2號相比于初代產(chǎn)品的成本降低了大約50%，推力從185噸提升至230噸。
影響火箭推力的另一個因素是火箭的自重。就像登山者給背包減負一樣，馬斯克癡迷于給火箭減重。拿掉一個零件、用上更輕的材料、進行更簡單的焊接，每一項都能減少一點重量，進而減少火箭所需的燃料，以進一步減少發(fā)動機必須推動的質量。當馬斯克走過SpaceX的裝配線，他會在每個工位停下來，靜靜地盯著，跟團隊辯論，拿掉或者精簡一些零件。
在材料的選擇上，不是宇航級器件買不起，而是工業(yè)級元器件更有性價比?；鸺系拈y門比汽車上用的類似閥門要貴30倍；NASA在空間站中使用的門閂，一個就要1500美元。SpaceX的一名工程師改造了浴室隔間門上使用的插銷，成本只要30美元。有效載重艙的空氣冷卻系統(tǒng)要耗資300多萬美元，他們就買了一些商用空調設備，改造了其中的泵，用在了火箭頂部。
還有一次，馬斯克在工廠參觀星艦的生產(chǎn)設施，發(fā)現(xiàn)他們正在使用的碳纖維材料片材出現(xiàn)了褶皺，并且這個東西的制造過程非常緩慢，成本高昂，每公斤材料成本為130美元。馬斯克立刻意識到，“如果繼續(xù)使用碳纖維，我們注定得倒閉。”于是他提議把碳纖維換成每公斤3-4美元的不銹鋼，包括未來要生產(chǎn)的Cybertruck車身。馬斯克的靈感源于上世紀60年代的早期阿特拉斯火箭，這枚不銹鋼火箭首次將美國宇航員送入地球軌道。
起初SpaceX的工程師很難接受這種看似倒退的做法，他們爭辯不銹鋼制造的火箭可能比碳纖維或鋁鋰合金制造的火箭更重。馬斯克要求計算具體數(shù)字。結果發(fā)現(xiàn)，鋼的厚度足夠，在星艦的箭體設計中只需要一層即可，不僅減輕了重量還簡化了結構。在極寒溫度下，不銹鋼的強度還會大幅上升，是室溫強度的兩倍，意味著它更適合裝載超低溫燃料液氧和液氮。
同樣為了節(jié)約開支，馬斯克要求自給自足，小到閥門，大到發(fā)動機，幾乎所有的零部件都自行生產(chǎn)，而不是向供應商采購。在生產(chǎn)中，他們大量使用3D打印技術，比如猛禽發(fā)動機的噴油器板和燃燒室、燃料系統(tǒng)中的燃料歧管和輸送管道、連接和支撐箭體的支架配件、返回大氣層時需要的隔熱部件、有效載荷整流罩的組件，以及用于火箭飛行姿態(tài)控制的柵格舵。3D不僅提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，還能制造出傳統(tǒng)方法難以實現(xiàn)的復雜部件。
造價昂貴的火箭，只用一次就是浪費。為此，SpaceX開發(fā)了火箭第一級的垂直著陸和回收技術，并重復多次使用，均攤下來每次發(fā)射的成本大幅降低。獵鷹9號火箭的第一級助推器可以多次發(fā)射和回收，獵鷹重型火箭共28臺發(fā)動機，其中27臺都可以回收復用。
對于星艦這樣的大型火箭，馬斯克要求全箭回收。SpaceX設想的方法是：星艦返回大氣層時，隨著速度的減緩，開始調整姿態(tài)，準備在空中懸停。發(fā)動機點火產(chǎn)生反向推力，使這個龐然大物在天空中穩(wěn)穩(wěn)地停住。根據(jù)導航系統(tǒng)計算的著陸軌跡，星艦開始緩緩下降，對準地面上的發(fā)射塔。隨著星艦靠近，一副巨大的機械臂張開雙手，穩(wěn)穩(wěn)地接住它。在今年6月的第四次試飛中，星艦的一二級火箭在返回過程中都保持了穩(wěn)定的飛行姿態(tài)，并在末端速度分別降低到9-10千米/時和2千米/時速的時候，在海面軟著陸。馬斯克預計，考慮多次回收，未來星艦的單次發(fā)射成本可能降至200美元。
衛(wèi)星的制造也延續(xù)了極簡風，采用平板、單太陽帆板的緊湊設計，以便簡化制造和集成過程，并且可以在火箭的載荷艙內(nèi)裝載2倍數(shù)量的衛(wèi)星。2021年獵鷹九號實現(xiàn)一箭143星的壯舉，刷新世界紀錄，而星艦的目標是一箭400星。高度自動化的生產(chǎn)線和模塊化的設計也極大地提升了生產(chǎn)效率，SpaceX的衛(wèi)星工廠有能力每天出廠7到8顆衛(wèi)星。
在通訊系統(tǒng)上，SpaceX開創(chuàng)了相控陣天線和激光星間鏈路技術，能夠實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和衛(wèi)星間的直接通信，相較傳統(tǒng)的拋物面天線技術更加靈活，制造和維護成本也更低。
技術和管理實現(xiàn)的降本，最終要靠量產(chǎn)來放大，沒有需求創(chuàng)造需求也要上。2014年底，馬斯克有了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的靈感：“互聯(lián)網(wǎng)收入每年約為1萬億美元，如果我們能有3%的市場占有率，那就是300億美元，這比NASA的預算還要多?！毙蔷W(wǎng)的建立不僅能夠平攤成本，還能帶來可觀的收入。
2023年，SpaceX進行了96次發(fā)射，累計發(fā)射2514顆衛(wèi)星，其中三分之二的發(fā)射任務是用于發(fā)射星鏈衛(wèi)星。隨著星鏈衛(wèi)星的大規(guī)模生產(chǎn)，單星制造成本已經(jīng)降至100萬美元。
就是這樣，通過改進技術、極簡設計、回收復用、規(guī)模量產(chǎn)，馬斯克把高精尖的衛(wèi)星網(wǎng)絡做成了“批發(fā)生意”。
如果說特斯拉是新能源車市場的“攪局者”，SpaceX已然成為航天界的“鯰魚”。馬斯克固然是出了名的“降本狂魔”，但中國企業(yè)也在以破竹之勢崛起。
2014年11月，國務院出臺政策，首次提出鼓勵民間資本參與國家民用空間基礎設施建設。中國商業(yè)航天破繭而出，十幾家火箭及衛(wèi)星制造的民營企業(yè)相繼成立。
在銀行從事汽車金融工作的張昌武，偶然結識了原中國衛(wèi)星發(fā)射測控系統(tǒng)部（CLTC）的高級工程師王建蒙和擁有多年歐洲空間局工作經(jīng)驗的吳樹范，三人決定創(chuàng)辦一家民營火箭公司。
創(chuàng)立之初，張昌武就明確，不能復制國家隊已經(jīng)取得的成果，而是要走差異化路線，自主創(chuàng)新技術。當時國家隊在液氧煤油、液氫液氧發(fā)動機技術上已經(jīng)相當成熟，多數(shù)民營航天企業(yè)選擇的是固體發(fā)動機技術路線，而藍箭選了一條少有人走的路——液氧甲烷。
在湖州的山間竹林里，工程師們在實驗室里度過了無數(shù)個不眠之夜。經(jīng)過不懈的努力，藍箭航天終于在2019年成功完成了天鵲80噸液氧甲烷發(fā)動機的全系統(tǒng)試車，標志著中國在大推力液氧甲烷火箭發(fā)動機領域實現(xiàn)了“零的突破”，并使藍箭成為繼SpaceX和藍色起源之后，全球第三家掌握該技術的公司。
去年 7 月，朱雀二號遙二運載火箭發(fā)射成功，成為全球首枚成功入軌的液氧甲烷運載火箭，也標志著中國對液氧甲烷運載火箭技術全鏈條的自主可控。
今年1月，由藍箭自主研制的朱雀三號VTVL-1試驗箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火起飛，在飛升350米高度后，火箭平穩(wěn)降落，成功試驗火箭回收這一關鍵技術。在箭體材料的選擇上，朱雀三號與星艦同樣采用了不銹鋼，這在國內(nèi)火箭領域也屬首創(chuàng)。
張昌武最近在接受財聯(lián)社采訪時表示，藍箭接下來還將進行萬米級的垂直起降飛行驗證，和明年朱雀三號全箭的入軌驗證，隨著入軌的驗證盡快把一級火箭收回來。朱雀三號預計明年上半年發(fā)射，目標是運力超過 18 噸（并聯(lián)9臺發(fā)動機），運載價格從每公斤 6 萬元降至 2萬元以下，同時實現(xiàn) 20 次以上重復使用。按照計劃，藍箭今年將安排 4 次發(fā)射任務，明年的發(fā)射計劃將翻番。
此前從事光學機械研究的某衛(wèi)星制造企業(yè)則是中國衛(wèi)星技術前沿的代表之一。2015年以來，該企業(yè)已經(jīng)迭代了四代衛(wèi)星技術，單星重量從400多公斤大減至40多公斤甚至最低20多公斤，造價從8000多萬元降至800多萬元。
傳統(tǒng)衛(wèi)星的設計理念是“平臺+載荷”，兩者彼此獨立、界限分明。平臺是整星的主體，載荷要根據(jù)平臺的特點進行設計和調整，導致載荷占整星的重量比很低。
據(jù)其總設計師介紹，公司的第一代星是圍繞載荷來設計，把載荷比重顯著提升到20%。典型代表是吉林一號4顆首發(fā)星中的“光學A星”，其拍攝精度為亞米級，重量為420公斤，而同等性能的傳統(tǒng)衛(wèi)星重量動輒1噸多，甚至2噸。
第二代星升級為“星載一體化”，有效載荷比提升至30%左右，重量大幅減輕，造價降至第一代的一半。
第三代是“去平臺化”，衛(wèi)星成本繼續(xù)降至第一代衛(wèi)星的十分之一。例如，將太陽能板和所有單機集成在相機上，其實就是一架能夠飛天的相機。
第四代則按照完全中心化的思路研制，集成度更高，特別是配備多核的超強計算中心，取消了所有單機的計算單元，進一步降低成本、體積和重量。此外，還應用了星地激光數(shù)傳技術，有助于解決星地通信“瓶頸”問題。
不得不說，“摸著馬斯克過河”的中國商業(yè)航天企業(yè)，免去了一些彎路，也自主研發(fā)了很多新技術。
張昌武說，“美國在二十多年前就開始了商業(yè)火箭行業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了像SpaceX和藍色起源這樣的大型企業(yè)，而中國的商業(yè)火箭是從2015年才開始起步。如果對標國際同行起步的前八年，我們的發(fā)展速度其實是快的。中國民營火箭在前八年取得了國際同行前八年沒能取得的進展?！逼鋵?，不只是火箭，整個商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)都在突飛猛進，奮起直追。
市場廣闊，機遇何在
可以預見的是，未來十年，我們將發(fā)射數(shù)萬顆衛(wèi)星，從而打開一個廣闊的市場，其中必然蘊藏著布局機會。
巨型星座計劃首先帶動的是火箭環(huán)節(jié)，低成本、大運力、高頻次的火箭發(fā)射技術是關鍵。浙商證券預計2027年我國運載火箭市場空間有望達284億元，2023-2027年均復合增速26%。
面對即將爆發(fā)的需求，目前的產(chǎn)能是有限的，擴產(chǎn)周期也比較長。這就給商業(yè)火箭公司提供了歷史性機遇，整箭無疑是火箭領域最值得關注的環(huán)節(jié)之一。
可惜目前尚沒有成熟的發(fā)動機及整箭上市公司，只能優(yōu)選主營業(yè)務好、火箭占比高的零部件供應商。一個明確的趨勢是，3D打印的應用已經(jīng)由零部件拓展至系統(tǒng)級甚至整箭。
其實3D打印技術在火箭的應用已經(jīng)非常成熟。美國火箭實驗室研發(fā)的電子號火箭的盧瑟福發(fā)動機，采用全3D打印結構，已經(jīng)經(jīng)歷數(shù)十次飛行驗證。美國相對論空間的人族一號火箭，箭體85%的結構均由3D打印完成，2023年首飛通過了最大動壓點，標志著箭體結構強度通過驗證。
天兵科技自主研制的天火-11液氧煤油火箭發(fā)動機也大量采用3D打印技術。根據(jù)公司披露，超過80%以上零部件采用不銹鋼或高溫合金鋼的3D打印技術，是國內(nèi)尺寸最大的3D打印發(fā)動機，組件數(shù)量減少80%，制造周期縮短70%～80%，成本降低40%～50%。
衛(wèi)星方面，中國衛(wèi)星網(wǎng)絡集團于2020 年向ITU提交約1.3萬顆星座申請，按照ITU規(guī)定，應該在2034年之前發(fā)射完畢，意味著每年平均需要發(fā)射近千顆衛(wèi)星。
此外，低軌衛(wèi)星的壽命一般在5-8年，為確保組網(wǎng)的性能并滿足ITU的門限要求，還需及時補星。以銀河航天為代表的多家民營航天企業(yè)已經(jīng)進入我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃的供應鏈體系中。
隨著衛(wèi)星進入批量生產(chǎn)，衛(wèi)星平臺將成為模塊化的制式產(chǎn)品，能夠保障載荷正常工作即可，因此未來降價壓力較大。以姿軌控系統(tǒng)中核心的推進器為例，霍爾推進器以往單價在200萬左右，藍箭鴻擎等商業(yè)公司將霍爾推進器成本降至100萬元以下。
而載荷的占比有望達到60-70%，功能也在不斷豐富和提高，從而帶動載荷價值提升。通信衛(wèi)星載荷的核心是通信天線，主要是相控陣天線。這種天線由大量相同的輻射單元組件組成，組件價值量占比達到50%甚至更高，組件內(nèi)部TR芯片占比較高，達到50%左右。
在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設初期，火箭和衛(wèi)星制造將率先放量。初具規(guī)模以后，有望復制Starlink的路徑，從軍用走向民用，從國內(nèi)走向海外，地面設備和下游應用逐步釋放潛力，形成商業(yè)閉環(huán)。
去年發(fā)布的華為MATE 60 pro依托于天通一號衛(wèi)星（處于GEO軌道），是全球首款支持衛(wèi)星通話的智能手機，用戶可以在無地面網(wǎng)絡信號情況下?lián)艽蚝徒勇犘l(wèi)星電話。
今年初上市的某品牌新能源汽車配備了自研的車載衛(wèi)星通信終端，可以通過車機收發(fā)衛(wèi)星消息，做到"永不失聯(lián)"。該汽車依托的是未來出行星座，該星座運行在大約600千米的LEO軌道上，已部署20顆衛(wèi)星，按照計劃還將發(fā)射220顆衛(wèi)星。
目前衛(wèi)星的下游應用集中于遙感與通信領域，通信衛(wèi)星上游制造和下游應用比例約為1:5，遙感衛(wèi)星上游制造和下游應用比例卻不到1：1，這意味著遙感衛(wèi)星還有很多的下游應用需要拓展，實際應用尚沒有到成熟階段，仍有巨大潛力。
吉林一號是中國目前最大的商業(yè)遙感衛(wèi)星星座，其中的高分04A星單日可以獲取19.6萬平方千米的全球對地觀測數(shù)據(jù)，分辨率優(yōu)于0.5米，這在全世界也是首屈一指的。
0.5米的分辨率是什么概念呢？只要兩個物體相隔0.5米以上，衛(wèi)星圖像就能把它們分別顯示出來。去年10月，高分04A星對長春北湖明溪公園附近區(qū)域進行成像，公布的圖像幅寬巨大，但十分清晰，甚至可以識別小汽車車型。
根據(jù)吉林一號的商城報價，0.5m分辨率光學影像每平方公里報價75.15元，校正后每平方公里報價79.15元，對應全球單次遙感影像數(shù)據(jù)獲取及處理市場空間約400億元。
GEOVISO則是中國版的“谷歌地球”，只需連網(wǎng)就可以通過遙感衛(wèi)星鳥瞰地球。擁有了這雙“天眼”，城市規(guī)劃部門可以更好地規(guī)劃土地用途、布局基礎設施，農(nóng)業(yè)部門可以監(jiān)測作物種植面積和生長狀況，救援團隊可以評估災情、規(guī)劃救援路線……
去年，江蘇電力上線了衛(wèi)星巡視功能模塊，借助0.5米精度的衛(wèi)星地圖對全省特高壓等重要輸電通道隱患開展掃描。識別出易飄浮物、樹木竹林、池塘水體等隱患點之后，派出無人機快速核對，最后由人工現(xiàn)場復核，這種模式相較人工巡檢效率提高10倍以上。世界上所有可被獲取的數(shù)據(jù)中，至少80%以上都和空間位置相關，海量的空天大數(shù)據(jù)將如何應用于千行百業(yè)，頗有想象空間。
1970年4月24日，長征一號火箭從巴丹吉林沙漠中騰空而起，將中國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”送入太空， “東方紅，太陽升”的音樂在太空中奏響。老一輩航天人苦心孤詣，花費了五年的時間，才完成從零到一的突破。半個世紀后的今天，中國的航天科技已躋身世界前沿，但求索創(chuàng)新的腳步從未停止。仰望星空，腳踏實地，中國商業(yè)航天的新時代正在開啟一個新紀元。
參考資料：
[1] Space debris by the numbers, ESA
[2] The cost of (Un)regulation: Shrinking Earth's orbits and the need for sustainable space governance, ELSEVIER
[3] One million (paper) satellites, Science
[4] Radio Regulations, ITU
[5] SATELLITES BY COUNTRIES AND ORGANIZATIONS, N2YO.com
[6] 埃隆·馬斯克傳，中信出版社
[7] 新經(jīng)濟這十年｜藍箭航天張昌武：做好運載火箭產(chǎn)品，提升交付能力，中新經(jīng)緯
[8] 長光衛(wèi)星：領跑中國商業(yè)航天，澎湃新聞
[9] 星鏈（Starlink）：引領衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)革命, 國信證券
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