卫星互联网

2024年2月16日发(作者：凌德)

什么是卫星互联网？

卫星互联网即通过卫星为全球提供互联网接入服务 。各国纷纷将卫星互联网建设提升为国家战略，并吸引了一批航天及互联网巨头涌入 。

发展情况

卫星互联网是基于卫星通信的互联网，由卫星代替地面基站构造宽带网络。卫星通信互联网具有不受地形限制，覆盖人口非密集区减少成本，补齐网络孤岛市场，以及满足金融等时延要求较高的行业需求等特点。

按照轨道高度划分，卫星星座主要分为低轨、中轨、高轨三类。其中低轨卫星具有低时延、链路损耗小、发射灵活、覆盖范围广、应用场景丰富、成本低等特点，最适合发展卫星互联网业务。

20世纪90年代，涌现出提供通信和网络服务的卫星星座。包括美国铱星、全球星、轨道通信以及比尔·盖茨所投资的Teledesic在内的多家公司都曾试图建立一个天基网络、销售独立的卫星电话或上网终端，与地面电信运营商竞争用户。近年来，随着卫星“轨道革命”的全面深化以及小卫星系统、技术的快速演进，低地球轨道（LEO）卫星部署数量呈现爆发式增长，通信卫星领域呈现出越来越明显的“低轨化”分布特征。

各国情况

中国

2020年2月16日，银河航天(北京)科技有限公司首发星在轨30天后成功开展通信能力试验，在国际上第一次验证了低轨Q/V/Ka等频段通信。工作人员使用手机连接银河卫星终端提供的WiFi热点，通过这颗5G卫星实现了3分钟视频通话。

2020年4月，国家发改委首次明确"新基建"概念范围，卫星互联网被纳入，这是中国首次将卫星互联网纳入新基建范畴。

2020年4月20日，国家发改委终于给出了新基建权威说法。卫星互联网被纳入新型基础设施建设。

2020年6月，北京联通与银河航天进行的5G与卫星互联网融合测试成功，这是国内首次通过低轨卫星互联网链路完成5G基站的开通测试验证。2021年4月28日，中国卫星网络集团有限公司成立大会在京举行。

美国以美国为例，SpaceX、亚马逊等公司纷纷布局。SpaceX率先布局巨型星座，并已成功发射420颗卫星，标志着美国在该领域进入实质性建设阶段。

在众多的卫星互联网计划中，美国SpaceX公司的“星链”计划进展迅速，目前已进入实质部署阶段。2015年1月，“星链”计划正式提出，旨在建立覆盖全球的卫星互联网星座。对于“星链”计划，该公司有关人士这样向外界介绍：“重点是建立一个全球通信系统。从长远来看，我们真正要做的是在太空中重建互联网。我们的目标是让大部分远程互联网流量和大约10%的本地消费者及商业流量，都通过这个网络传输，而90%用户的本地访问仍然可以通过光纤进行。”

“星链”计划最突出的特点就是规模庞大。SpaceX公司计划分别在340公里、550公里、1150公里3个轨道高度上部署约1.2万颗卫星，这个数目是全

球目前在轨卫星总数的5倍。随后又提出新的申请，计划增加3万颗卫星，使“星链”计划卫星总数达到4.2万颗。虽然近年全球在轨卫星数量已进入快速增长阶段，但如此庞大的规模还是令人咋舌。

面临挑战

胡延平指出，"2020年-2030年是中国的窗口期，我们不能只凑热闹，只有资本也远远不够，还要解决认知和技术问题。我们在卫星互联网上已经落后了，需要急起直追。"

卫星互联网产业链可大致拆解为卫星设计制造、发射、运营与服务等环节。在卫星设计制造方面，中国民营企业技术能力、产能等方面仍旧不足。此前ofo计划发射的卫星就是一家名为九天微星的创业企业研制，九天微星CEO谢涛曾在接受媒体采访时表示，2018年九天微星发射了8颗卫星，并且这些卫星入轨后都"活着"，这在中国还算不错，但他坦言"和星链的一箭60星相比，差距还很大。"

在发射技术与成本方面，胡延平指出，中国企业的成本是国外最先进水平的4-10倍。中国企业每公斤发射成本在5000-1万美元，而SpaceX的每公斤发射成本仅为2000美元。

实际上，SpaceX成本领先背后是技术的领先。该公司掌握了一箭多星技术和火箭重复利用技术，这极大降低了单颗卫星的发射成本，同时让卫星组网的进度大大加快。6月3日和13日，SpaceX通过猎鹰9号火箭连续成功发射了第八批60颗星链卫星和第九批58颗星链卫星，SpaceX累计发射的星链卫星已经达到540颗。

不得不说的隐忧

随着科技的不断进步，人类开发利用太空的步伐在加快。统计表明，仅2017、2018两年，全球在轨卫星就增加了约500颗，要知道此前人类用了54年才让卫星数量突破1000颗。但是卫星互联网动辄成百上千，甚至数万颗的部署计划，还是让人们不得不担忧是否脚步太快了以及由此带来的各类风险挑战。 首当其冲的就是空间轨道资源和频谱资源的大量占用。成千上万颗高速运行的低轨卫星，将使低轨轨道变得“拥堵”，增加了碰撞风险，并且容易造成连锁反应，产生大量空间碎片，对现有航天器带来毁灭性打击。低轨互联网卫星受大气影响，使用寿命普遍比高轨卫星短。如何回收或处理报废卫星也是一大难题。 大量低轨卫星的出现，同样对天文观测提出了巨大挑战。据外媒报道，在“星链”计划第二批卫星发射成功后，一些天文学家展示了“星链”卫星在他们观测范围内留下的高亮轨迹，并表达了担忧：低轨运行的卫星亮度远超大部分天文观测目标，拥挤的近地轨道，将使天文观测和科研受到越来越多的光线干扰。 同时，这类全球卫星星座计划“天生”就可用于军事，也将构成对空间安全的潜在威胁。 目前，各国的军用卫星系统主要基于少量的、大型高价值卫星。一旦这些大型卫星遭遇攻击或出现故障，将会对部队行动所依赖的天基系统造成致命打击，而使用大量的小型、廉价卫星，则能在很大程度上避免类似情况发生。从目前各类卫星互联网发展计划来看，都可提供低成本、低延时、全球覆盖的高速互联网服务，为作战单元提供全球通信能力。美国国防部航天发展局于今年7月首次透露了未来军用卫星体系的规划。根据该规划，下一代军用卫星将更多地利用廉价的小卫星星座，以代替现有的大型高价值卫星，增加天基系统的“弹性”。

此外，卫星星座在搭载军用载荷后，也可以实现多方面的军事应用。大量廉价的工业化标准卫星平台的出现，可有效降低军用载荷的入轨成本，满足各类军事应用需求。 由此看来，着眼未来太空资源的和平开发利用，如何应对其中的一系列潜在安全风险，是一道亟待全人类共同探讨解决的课题。既任重道远，又迫在眉睫。