中国商业航天如何“逆袭”?走这条路更有前途

2018-04-25 08:05 环球时报 马俊

  【环球军事-航空4月25日报道 环球时报记者 马 俊】近年来随着美国商业航天产业的快速发展,国内外对商业航天的关注度也越来越高。24日恰逢第三个“中国航天日”,首次召开的中国航天大会也重点讨论了商业航天产业的发展。中国发展商业航天的优势何在?当前流行的小型卫星星座计划到底有多大可行性?《环球时报》记者就此采访了多位中国航天专家。

  发展商业航天,中国应走哪条路?

  对于大部分民众而言,每次提到商业航天时,首先想起的都是美国太空探索技术公司、蓝色起源公司等新兴航天企业,尤其是它们研制的新概念大推力火箭陆续发射升空,对传统航天发射市场带来巨大冲击。

  与站在航天巨人NASA肩膀上起家的美国商业火箭公司比起来,中国的火箭技术还有很长的路要走。走美国开辟的商业航天发射这条道路适合中国吗?不少人认为,或许从中国更拿手的卫星和航天器参与商业卫星开发,更有前途。

  小火箭工作室与微信公众号“小火箭”的创始人邢强博士24日告诉《环球时报》记者,受资金需求、设计周期和产品供应链特点的影响,微小卫星企业的发展速度会明显快于商业火箭企业。但与西方不同的是,因为种种原因,中国研制的卫星很难在国际市场上利用其他国家火箭进行商业发射,这就要求中国商业发射能力得同步发展,不能偏科。

  北京空间科技信息研究所所长原民辉对《环球时报》记者表示,无论运载火箭还是卫星都是商业航天的组成部分,中国商业航天如何优先发展,应该根据市场需求来分析。既然要讲商业,就必须考虑市场和成本问题,不仅要看技术条件,还得看商业模式。例如光有大运力的火箭,没有足够数量的卫星发射需求,运力就是浪费。太空探索技术公司之所以发展“猎鹰重型”这样的大推力火箭,主要是低成本和瞄准美国发射大型军用卫星的需求。另一方面,卫星也不是越多越好,还要考虑到太空轨道和通信频率的限制,有很多制约条件。

  他认为,从市场需求的角度而言,未来首先应该大力发展卫星应用,只有卫星的应用做起来了,社会才需要更多的卫星,有了更多的卫星发射需求,才会需要有更大、更多、更便宜的火箭。因此中国应更多推出通信、遥感、导航等面向大众的应用系统和产品,促进我们对天基卫星的需求,从而带动从卫星研制、制造乃至运载火箭发射等全产业的发展。

  各国发展小卫星星座背后是轨道与频谱之争

  在商业卫星领域,近年来最让世人震撼的项目莫过于太空探索技术公司提出的“星链计划”。该计划的第一步就准备发射多达1600颗微型卫星,实现依托卫星通信的天基互联网,而最终计划是利用超过1.2万颗运行在中低轨道的微型卫星组成覆盖全球的卫星网。2018年2月,该计划的第一批两颗验证星已经成功升空。此外,谷歌等诸多美国公司也提出类似的微小卫星星座计划,它们发射的卫星数量同样惊人,从数百颗到数千颗不等。在对微小卫星星座发展前景看好的同时,专业人士也提出了从抢占资源到太空垃圾威胁的一系列担心。

  邢强表示,外界首先担心的是这些微小卫星星座计划暗藏对太空轨道资源的“跑马圈地”。他说,太空轨道能容纳的卫星数量有限,虽然有联合国相关组织机构进行协调和管理,但是今后难免会出现“先到先得”的占位抢位局面。其实在距离地面3.6万公里的地球静止轨道上各国已经出现“抢座位”的现象,最后不得不依赖国际电信联盟进行协调。

  然而具备将卫星送入地球静止轨道能力的还只有少数航天强国,相比之下,微小卫星星座的运行轨道高度大多在300-1000公里,更多国家、甚至有些商业发射公司都具备将卫星送入近地轨道的能力,再加上卫星市场丰厚利润的鼓舞,由此产生的竞争也要激烈得多。

  除了轨道资源外,卫星通信频率同样是太空争夺暗战中的焦点。邢强介绍说,无论是通信卫星、遥感卫星还是导航卫星,都需要特定范围的无线电频率上下传递数据。但尴尬的是,如果两颗卫星使用的无线电频率接近,哪怕它们的位置并不相邻乃至距离甚远,都会相互干扰。从这个意义上讲,频率争夺比轨道争夺更为敏感。

  在这样轨道、频率资源竞争激烈的背景下,美国商业公司的微小卫星星座计划动辄发射上千颗卫星,通过多发卫星、优先占据资源无疑是“理所当然”的做法。邢强以大型通信卫星为例介绍说,其寿命通常在15年,在接近寿命尽头时,地面指挥人员会操纵它飞离轨道,进入专门的“坟场轨道”。空出来的位置就得根据国际规则重新分配。但小卫星星座的做法却完全不同,虽然每颗小卫星的服役时间可能只有短短几年甚至几个月,但可以不停发射新卫星进行补充,理论上整个星座占据的轨道和频率资源是没有期限的。他表示,GPS系统就是这样的模式——虽然理论上GPS星座需要24颗卫星,但在几十年的发展过程中,其技术验证星和补位补轨的卫星数量早就超过了理论值,并且已经顺势在原轨道上开始第三代导航星座。

  原民辉认为,由于轨道和频率资源是有限的,我们在具备相应能力的时候,也应该尽量去争取份额,为后续发展留有空间。目前中国也推出了全球低轨卫星星座“鸿雁”,计划发射300颗以上的卫星提供可随时随地使用的卫星互联网接入服务,首颗星计划于今年发射。

  太空垃圾怎么破

  微小卫星星座计划带来的另一个忧虑是太空垃圾问题。由于微小卫星星座的单颗卫星寿命短、可靠性相对较低,会不断产生大量的退役或故障卫星,一旦处理不得当,就会成为源源不断的太空垃圾。邢强建议,未来可以在小卫星设计时就增加功能,让它能在服役快结束时自动进入稠密大气层焚毁。考虑到小卫星的体积和质量较小,基本都可以在进入大气层时被烧掉,残骸落到地面造成威胁的可能极小。

  原民辉对《环球时报》记者强调,微小卫星星座计划会带来新的挑战和风险,全球国家应该联合起来制定规则,防止地球轨道出现恶性竞争,保护太空环境。

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责编:周扬
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