媲美星链!10000颗卫星!中国悄悄投递申请,太空互联网时代来临

特友自然 2024-05-29 06:26:58

蓝箭航天 (Blue Arrow) 的关联公司于5月24日已经向国际电信联盟 (ITU) 提交了一份包括10,000颗卫星的星座计划,目的是建设一个庞大的卫星互联网星座,为用提供互联网服务,尤其是偏远山区或者边境地带、难以做到光纤入户的地区。

这一计划被视为对SpaceX的Starlink和OneWeb计划的回应,我们计划建立一个名为“国网” 的卫星互联网星座,预计将由大约13,000颗卫星组成。上海市支持的G60星座计划也在推进中,计划发射超过12,000颗卫星。这个项目与国网类似,旨在建立一个大规模的低地轨道 (LEO) 卫星网络,用于互联网服务。

这些项目的目标不仅仅是提供互联网服务,还可以增强中国在全球空间领域的竞争力,并通过“数字丝绸之路”项目扩大国际影响力。中国在非洲和拉美等其他地区的基础设施建设为其提供了一个有利的条件,这些地区生活着的人口众多,月球30亿人,但是由于基础设施落后,网络很不方便,而我们可以利用我们在这些地区打下的基础设施,结合卫星互联网,使得这些地区可能优先选择中国的卫星互联网服务。

为了建设卫星互联网,我们先期已经准备了很久,包括扩大火箭的生产规模,通过提升规模可以一定程度的降低成本;我们早在武汉等地建设了卫星生产“流水线”,全年开动的话,一年可以制造200颗以上的卫星,这为建设庞大的卫星互联网提供了基础条件。而且近年来,我们还提升了发射的灵活性,可以利用长征十一号在海上进行发射,甚至可以用发射车的方式。

美国SpaceX的Starlink和OneWeb计划背景

Starlink和OneWeb都致力于提供全球高速卫星互联网,但它们采取了不同的策略和目标市场,因此各有优势和劣势。

Starlink覆盖范围和目标用户:Starlink旨在直接为消费者提供互联网服务,特别是面向农村和偏远地区。该项目目前有超过4,000颗卫星在轨,并计划大幅增加这一数量​ ,预计可能最终形成数万颗卫星的庞大网络。因为运行在约550公里的低地轨道上,可以提供更低的延迟(20-50毫秒),但是目前只有20至100 Mbps之间的下载速度,商业用户的速度可达350 Mbps​。

然而,Starlink需要专门的设备包,一次性购置的费用为599美元,月度订阅费为110美元​ (Starlinkhow)​。由于其网络还在不断的扩展,未来通信质量、网络质量可能获得一定的提升,这对非洲、南亚、拉美等地区的用户来说,可能是一个好消息,使他们在偏远地带也能享受到互联网服务,接触到外界最新的消息。

OneWeb覆盖范围和目标用户:OneWeb专注于企业对企业(B2B)模式,与电信公司、政府和企业合作,旨在作为互联网骨干网,特别是在难以到达的地区提供服务。其卫星运行在较高的轨道(约1,200公里),提供高达200 Mbps的下载速度和约45毫秒的延迟​,承诺提供专用带宽选项和低延迟以满足关键应用的需求。强调通过其OneEarth框架实现负责任和可持续的发展,目标是实现净零排放。

在卫星维持方面,高轨道的卫星由于空气更加稀薄,卫星的运行时间更持久一些。而Starlink由于处于低轨道,遇到的大气阻力以及地球不均衡的引力的影响更严重,导致Starlink的卫星时常掉落失联,SpaceX保持高效的发射,一次性可以带数十颗卫星,部分原因是星座仍在建设,需要通过频繁的发射组网,另一方面则是因为卫星掉落,需要及时补充。

这使得后续Starlink卫星网络的维持是一个很大的成本,尽管SpaceX的发射成本因为可重复利用火箭的使用已经大幅度降低,如果要维持一个由数万颗卫星的庞大网络,每年SpaceX需要的发射次数是相当惊人的。而关于卫星网络的服务,俄罗斯时常说星链的卫星被用于军事,并不是SpaceX宣称的那样,他们目前似乎并不以提供互联网为主。

而另一个关键的目标,可能也正在于此,轨道空间先到先得,通过发射大量的卫星占据近地轨道。低轨道空间虽然也十分庞大,但是随着卫星的增多,别的国家发射轨道相近的卫星,和SpaceX卫星发生碰撞的概率就增加了,更不用说每年星链的卫星都有失联或者毁掉变成太空垃圾的。但在紧急的情况下,美国可以利用廉价火箭快速补充低轨道卫星,用于军事等目的。

中国蓝箭航天的国网计划和上海的G60星座

蓝箭航天的国网计划(Guowang)计划部署约13,000颗卫星,旨在提供全球宽带互联网服务​ ,卫星将主要运行在低地球轨道(LEO),具体高度待定,但应该会是类似于星链那样的低轨道卫星​。这样一次性可以发射很多枚中小型的卫星,在轨提供网络服务,并且我们产业集群化,有利于中小卫星的制造和发射,火箭和卫星大规模生产后,成本也能大幅度降低。

国网计划的目标是覆盖全球,特别是那些传统互联网接入困难的地区,提供全球宽带互联网连接,提升远程和边远地区的网络覆盖能力​。预计我们将建设新的商业卫星发射中心,如海南岛的新发射场,以增加发射能力。

上海的G60星座初期计划部署1,296颗卫星,最终目标为超过12,000颗卫星​,计划中的G60卫星将运行在大约1,160公里的极地轨道上​,有点类似于SpaceX的oneweb。目标是提供全球宽带互联网服务,特别是覆盖中国国内和“一带一路”沿线国家​。增强全球互联网连接能力,提升通信效率,推动科技创新和产业升级。

G60星座卫星计划由上海歌思卫星技术公司(Genesat)制造,每年生产约300颗卫星。首批108颗卫星预计在2024年发射​。该项目由上海市政府支持,隶属于G60科技创新走廊计划,该走廊连接上海与昆明,旨在促进技术创新和先进制造业发展。

工业持续发展,创新能力提升

得益于我们的产业转型,这些年我们向高科技领域投入更多,也更能从容地制造和发射卫星。近年来,我们显著提升了其火箭和卫星的制造及发射能力。

中国的航天工业,特别是上海,计划到2025年每年生产50枚商业火箭。这包括新一代中型和大型运载火箭以及低成本、高度集成的卫星。2023年,中国进行了创纪录的67次火箭发射,展示了其发射能力的显著增加​。

其中50次是航天科工发射,其余17次是商业航天公司的发射任务。总共将上百枚卫星送入轨道,去年我们还实施了1箭40星,这种技术可以用于未来的互联网网络建设。我们使用多种火箭,包括长征11号等固体燃料火箭,用于快速部署,以及长征5B等液体燃料火箭,用于更重的有效载荷​ 。

上海的设施每年能够生产300颗卫星。上海的G60数字卫星生产工厂在此能力中起到了重要作用,计划到2025年每年生产600颗商业卫星​ ​。它是高分辨率对地观测系统(CHEOS)的一部分,旨在提供各种应用的详细地球图像;泰景工程,专注于高精度测绘和灾害监测卫星,提升灾害预警、环境、资源等方面的能力。

我们的远期目标是, 到2031年,计划完成国际月球研究站(ILRS)的建设,并在2036年前进一步发展其太空物流能力,增强其太空力量投射能力。我们设想成为一个强大的太空基础设施,包括到2100年进行地外资源开采和大规模太空物流的能力​。相应的项目也在推进,包括小行星探测任务,相应的技术可能未来用于太空采矿,和太空设备的维护等多个方面。

中国与美国的航天竞争

与美国相比,目前我们的商业航天发展尚在起步的阶段,而美国已经有了猎鹰等私营公司出品的火箭,并且都已经开始进行商业航天的发射。尤其是猎鹰9号,可以一次性将数十枚卫星是放在轨道上,而且由于火箭的可重复利用,每次发射的成本已经降低到数千万美元。中国尚缺少重型火箭,虽然也有过1箭40星的成就,年发射次数也超过了美国,但仍有许多不足。

我们正在积极研发重型火箭,其中最有潜力的项目包括921火箭和长征9号重型火箭,正在通过提高火箭的可重复使用性、优化生产流程和采用新的技术手段等方式努力降低发射成本。我们中国航天的发展势头仍然强劲,随着对重型火箭等关键技术的不断突破和完善,有望在商业航天领域迎头赶上,成为世界航天领域的重要竞争者之一。

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