3月初，中國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號丙運載火箭，成功將銀河航天02批六顆低軌寬帶通信衛(wèi)星送入預定軌道，這次發(fā)射的一個重要意義是中國首次實現(xiàn)低軌寬帶衛(wèi)星的批量制造和入軌。

低軌寬帶衛(wèi)星與其他種類的衛(wèi)星有何不同？為什么一定要批量生產(chǎn)？航天戰(zhàn)略研究專家張京男和中國政法大學航空與空間法研究中心研究員孔得建在學術交流中分享了觀點和建議。

一、低軌寬帶星座在商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)化中的特殊意義

當前全球航天發(fā)展中，低軌寬帶衛(wèi)星幾乎是航天領域唯一能夠稱得上是批產(chǎn)的系統(tǒng)級產(chǎn)品。除此之外，大型衛(wèi)星、微型衛(wèi)星、運載火箭都很難建立這種概念。大型衛(wèi)星質量多為3噸左右及以上，往往運行于地球同步軌道，不論是通信還是對地觀測，數(shù)量都不需要太多，僅幾顆就足矣。微型衛(wèi)星多為立方星，雖然容易大量生產(chǎn)，入軌數(shù)量較多，但系統(tǒng)結構與功能極為簡單，與完整的衛(wèi)星系統(tǒng)尚有差別。中小型遙感衛(wèi)星雖然也是多運行于低軌，但數(shù)量也不需太多，因為遙感星座和通信星座的工作邏輯完全不同——遙感衛(wèi)星不需要時時刻刻覆蓋全球，只要在一定周期內(nèi)比如2天、5天、1個月等能夠對目標區(qū)域完成掃描即可；低軌寬帶星座就不同了，在軌衛(wèi)星的數(shù)量一定要多到能夠在任意時間覆蓋所有服務區(qū)域，一般這種區(qū)域都是全球，因為低軌衛(wèi)星不可能像大型靜地軌道衛(wèi)星定點在某一處。火箭即使提到批產(chǎn)最多也就一年幾十發(fā)，和衛(wèi)星的批產(chǎn)不在一個量級。

航天戰(zhàn)略專家張京男認為，以上這些情況決定了低軌寬帶星座衛(wèi)星的數(shù)量必須足夠多，必須要批產(chǎn)，達到產(chǎn)業(yè)化水平，要像造汽車甚至造手機一樣，讓衛(wèi)星從生產(chǎn)線上一件一件出貨，成批檢測，成批裝入火箭發(fā)射入軌。低軌寬帶衛(wèi)星具體數(shù)量與衛(wèi)星在近地軌道的具體高度、軌道傾角、星座構型等有關，但最基本的低軌寬帶星座也需要幾百甚至上千顆。

二、國外OneWeb和星鏈破局衛(wèi)星傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)

目前，只有在低軌寬帶衛(wèi)星實現(xiàn)批產(chǎn)后，才真正能夠說是進入了商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)化階段。以往的衛(wèi)星由于數(shù)量少，基本都很難有衛(wèi)星生產(chǎn)線這個概念。真正打破這個局面的是歐洲的OneWeb公司和美國的SpaceX公司。

從時間上來看，OneWeb星座批產(chǎn)稍早一些，但進度不如SpaceX公司快，原因是多方面的，主要是因為復雜的技術合作關系和復雜的股權關系，且由于是人類首次部署此類星座，難免會走一些彎路。但最終OneWeb公司還是建立了真正的衛(wèi)星批產(chǎn)生產(chǎn)線。由于實際生產(chǎn)與以往生產(chǎn)衛(wèi)星的生產(chǎn)方式有天壤之別，因此無法直接在空客公司的原有生產(chǎn)線上直接開造，甚至連改造都不能適應新的生產(chǎn)能力。這才由OneWeb衛(wèi)星的研制技術提供方空客公司在法國圖盧茲建設了演示性的生產(chǎn)線，并且在美國佛羅里達州建了真正批產(chǎn)衛(wèi)星的大型生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線目前產(chǎn)能為平均每周產(chǎn)出8顆衛(wèi)星，未來目標是一天產(chǎn)出2顆。OneWeb衛(wèi)星屬于小衛(wèi)星，而這種產(chǎn)出在大、中、小衛(wèi)星界算是非常快了，以前業(yè)內(nèi)沒這么快過，也沒按這種模式做過。

SpaceX公司的星鏈衛(wèi)星雖然研制工作稍晚于OneWeb衛(wèi)星，但研制速度和入軌進度遠高于OneWeb衛(wèi)星，目前已達到了每月產(chǎn)出120顆，即平均每天4顆。這主要是因為SpaceX公司研制星鏈衛(wèi)星的供應商關系較為簡單，也不存在任何股東股權問題，所有星座方案設計和衛(wèi)星研制工作都在公司內(nèi)部閉環(huán)了。而星鏈衛(wèi)星入軌進度快是因為SpaceX公司擁有獵鷹9號這個性價比極高、發(fā)射節(jié)奏極快的可重復使用火箭。

張京男指出，雖然OneWeb和SpaceX兩者有差異，但不可否認的是他們都通過低軌寬帶星座項目，實現(xiàn)了商業(yè)小衛(wèi)星的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，這也是真正意義上的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)化。

三、未來加速效應及難點

2022年3月5日，銀河航天02批衛(wèi)星批產(chǎn)衛(wèi)星由長征二號丙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射入軌，這也是國內(nèi)首個成批次發(fā)射低軌寬帶衛(wèi)星的項目，該項目集中了國內(nèi)各優(yōu)勢技術進行研制和部署。在此次發(fā)射之前，銀河航天還曾在2020年1月使用快舟一號甲火箭發(fā)射過一顆技術驗證星。走過了單星在軌驗證，啟動了當前的6星組網(wǎng)驗證，未來或將進行更多批次或者每批更多衛(wèi)星的發(fā)射。

對照國外，銀河航天衛(wèi)星入軌進度還有潛力更快一些。OneWeb星座前6顆驗證星在2019年2月發(fā)射，而正式發(fā)射入軌首批衛(wèi)星是在2020年2月，相隔整1年。SpaceX公司前兩顆驗證星在2018年2月入軌，首批星鏈衛(wèi)星也就是0.9型衛(wèi)星在2019年5月入軌，相隔僅1年3個月。而銀河航天公司在研制部署低軌寬帶衛(wèi)星方面仍有巨大潛力和廣闊發(fā)展前景。首批衛(wèi)星的發(fā)射僅僅是一個開始，通過充分發(fā)揮商業(yè)項目的高效率、快節(jié)奏等優(yōu)勢，能夠實現(xiàn)更加快速的技術迭代和系統(tǒng)優(yōu)化。路子趟順了，進度自然會進一步加速。低軌寬帶衛(wèi)星已成為銀河航天公司的一種模塊化、標準化的商品，在智能化的生產(chǎn)線上批量生產(chǎn)。和研制的衛(wèi)星系統(tǒng)一樣，生產(chǎn)線也會快速迭代，不斷升級。

低軌寬帶星座項目無論是在國家戰(zhàn)略層面還是商業(yè)應用層面，其重大意義顯而易見，無需贅述。張京男表示，銀河航天在實現(xiàn)了破局之后，接下來重點是把衛(wèi)星入軌的進度加快，把天地通信性能提升。因此，挑戰(zhàn)仍然存在。首先是衛(wèi)星星間通信問題，實現(xiàn)在軌衛(wèi)星之間穩(wěn)健的通信將有效緩解對地面站的依賴，目前SpaceX公司正在初步在軌測試，我們也要盡早實施；二是全球地面網(wǎng)關站的協(xié)調問題，低軌寬帶星座對地覆蓋一定是全球范圍，這就需要衛(wèi)星在國外任意地點上空都能夠鏈接至地面網(wǎng)關站，不論是直接還是間接；三是入軌進度仍需進一步加快，這要求衛(wèi)星既多又好地研制出來，并且既多又穩(wěn)地發(fā)射入軌，從而對火箭也提出了更高的要求。

另外，以低軌寬帶星座項目的建設也要從國家政策和法律方面進行保駕護航。中國政法大學航空與空間法研究中心研究員孔得建表示，一方面，需要通過政策引導和制度改革，進一步支持解決低軌大規(guī)模星座建設所需的頻率和軌道資源，保障商業(yè)航天企業(yè)在面對國際對手時具有充分的競爭能力；另一方面，需要及時對電信、航天等領域的現(xiàn)行法律法規(guī)開展梳理、修訂和廢止等各項工作，盡快推動商業(yè)航天有關法律和政策的制定，為衛(wèi)星制造、航天發(fā)射、數(shù)據(jù)服務等商業(yè)航天企業(yè)的運營奠定友好的政策和法律基礎。

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