商业航天：天基互联网布局起步 ————对话国务院发展研究中心国际技术经济研究所曲双石、张嘉毅

2019年5月24日，SpaceX公司成功发射了60个“星链”卫星。美国SpaceX公司的“星链”星座计划，拟通过一个由太空中能够相互链接的卫星组成的星座为全球提供5G级别的高速互联网服务。

事实上，为满足全球不断增长的卫星宽带接入需求，各国企业纷纷开始打造低轨卫星星座，提供全球宽带互联网接入服务。这其中包括SpaceX公司、亚马逊公司、OneWeb公司、LeoSat公司、Telesat公司以及Kepler公司等等。这些公司的星座规模少则上百颗，多则近万颗。中国的民营企业九天微星也于2018年12月发射“瓢虫系列”7颗卫星，提供在娱乐及教育应用场景方面的服务。

2019年6月，中国国防科工局、中央军委装备发展部发布《关于促进商业运载火箭规范有序发展的通知》，首次就商业火箭的科研、生产、试验、发射、安全和技术管控等进行了全方面的说明，明确提出了商业航天行业的规范和要求。该通知是2014年中国允许民间资本进入航天业以来，首个对商业运载火箭进行细则指导的官方文件。

天基互联网络的市场前景

《中国投资》：美国的SpaceX公司“星链”星座计划，拟通过一个由太空中能够相互链接的卫星组成的星座为全球提供5G级别的高速互联网服务。这种基于卫星的通信服务，未来的可行性怎样？

曲双石：上世纪九十年代，美国铱星公司曾计划依托摩托罗拉公司建设覆盖全球的铱星星座，但由于建设成本过于高昂，且没有获得足够的用户，因此在1999年铱星星座计划宣告失败，铱星公司也因此破产。而随着航天技术的不断发展，小卫星技术和可重复使用火箭技术逐渐成熟，大幅降低了在太空中部署卫星的成本。尤其是SpaceX公司研发出的“猎鹰”系列可重复使用火箭，颠覆了传统火箭发射模式，大幅降低了火箭发射成本。在此基础上，SpaceX公司创始人马斯克于2015年1月创造性地提出了“星链”星座计划，拟通过一个由太空中能够相互链接的卫星组成的星座为全球提供5G级别的高速互联网服务。

5月24日，SpaceX公司成功发射60个“星链”卫星，继续对星座的部署、通信等相关技术开展实验。据悉，SpaceX公司在今年还将专门为“星链”星座进行2-6次发射。该星座最快将于今年年底为美国和加拿大提供网络服务。这表明该星座很快将具备初步运行的能力，并证明SpaceX公司具备一定能力，可以实现星座的初步组网。

但从长期看，该星座的建设还将面临诸多挑战和不确定性。首先，据估计，该星座的建设成本至少为100亿美元，其后期资金的来源或将成为制约其发展的因素之一。其次，随着5G网的加快建设以及美国政府增加对农村地区铺设光纤的补贴，卫星互联网完成部署后是否具有商业竞争力还是未知数。第三，轨道频谱资源稀缺，随着5G网络向毫米波段发展，美国联邦通信委员会向商用领域开放了24GHz以上频段。新开放频段与互联网卫星使用频率接近，可能导致信号干扰和阻塞。第四，“星链”计划中一颗卫星的典型覆盖面积是353万平方公里，速率值得怀疑。

从总体上看，“星链”网络一旦建设完成，将真正实现覆盖全球的自组网络，或将使人们摆脱光纤和基站的区域限制，并可能会为6G网络建设提供支持。

《中国投资》：这是一个有前景的商业模式吗？

张嘉毅：利用卫星实现全球网络的互联互通，是一条具有极大市场前景的发展路线。据全球移动通信协会称，当今全球无线行业的市场规模为每年1万亿美元，而产生这些收入的全球移动网络运营商的覆盖范围不到地球的10%。近年来，由于经济收益的限制，地面信号网络的建设速度逐渐下降，表明地面信号塔发展模式达到极限。同时，随着5G网络商用步伐的加快，将进一步提高信号塔的制造和运营成本。相反，如果利用卫星建设天基互联网络，或许将能解决此问题。据估计，为地球90%的人群提供网络连接，每年将产生约3000-4000亿美元的市场。此外，天基通信网络具备极强的军民两用性质，其在日常可满足人们的正常通信需求，而在战时可为部队提供通信保证，因此天基通信网络也是开展军民融合极好的切入点。

《中国投资》：航天领域是如何与商业结合起来的？

曲双石：从航天的发展看，航天技术的进步虽然为人类的认知带来了全新体验，但仍不能满足人类的需求。目前，传统航天已进入发展瓶颈期，技术研发方面面临发射能力不能进一步提升、成本过高、运行效率低下等问题，管理方面面临缺乏创新、管理僵化等问题，在投入方面面临高投入、低回报等问题，因此传统航天正面临着新一轮的变革。而商业航天的出现将为传统航天注入新的活力。与传统航天完全由国家战略指导航天研制方向不同，商业航天依靠市场规则进行融资、研发，以商业形式提供航天服务。同时，以商业为主导的航天活动，为增强市场竞争力，其在技术研发上创新性更强，在发射运营上更加注重成本管理，在管理经营上更为灵活高效，这将助推世界航天进入新的发展时代。

从历史上看，航天的商业化是从20世纪70年代开始的，首先发生在卫星应用领域。当时，随着电视的普及，通信卫星及其发射服务首先实现了商业化，然后是遥感卫星和导航卫星的商业化应用。而到如今，商业航天已开始涉足载人航天，甚至太空探索。

《中国投资》：美国的模式是否是独一无二的？

曲双石：美国是最先发展商业航天的国家，其商业航天包括三类，一是国家类航天工程项目商业化运行；二是非政府航天工程项目商业化运行；三是航天应用领域商业化。SpaceX公司是美国最有代表性的商业航天企业，其业务涉及航天发射、载人航天以及深空探索等多个方面。SpaceX公司可重复使用的“猎鹰”9号火箭具备较低的发射价格，颠覆了传统火箭发射的运营模式。同时，该公司的“重型猎鹰”火箭具备全球最强的发射运载能力。这些成就使SpaceX成为全球独一无二的商业航天公司，也标志着美国商业航天取得的成功。同时，这也颠覆了人们对于商业航天企业的认知，并使人们对商业航天的未来充满了期待。

中国商业航天起步

《中国投资》：中国也有企业如九天微星在做同样的事情，中国的商业航天和美国的差距在哪里？

张嘉毅：目前，中国九天微星正在构建由72颗卫星组成的物联网星座，希望实现全球广域窄带低功耗物联网终端的实时接入。同时，九天微星已完成从卫星设计研制、发射测控、创新应用的商业闭环，并于2018年12月发射“瓢虫系列”7颗卫星，验证物联网通信关键技术，继续在娱乐及教育应用场景方面进行创新。由此看，九天微星作为中国商业航天企业的代表，已经走在了中国商业航天发展前列。

但是，如果将中国商业航天企业的能力与国际领先的商业航天企业相比较，中国商业航天企业的能力还是存在较大差距。目前来看，中国的商业航天企业所提供的卫星制造、发射、应用等服务，大部分面向民用和科学实验领域，并且服务水平处于初级阶段。反观美国的商业航天企业，他们已经可为军方和国家航天任务提供稳定服务，且一些技术水平甚至超过了军方，处于世界领先地位。如SpaceX的“猎鹰”9号火箭，其凭借稳定的重复使用能力，将单次发射成本控制在5400万美元，这约为同类火箭发射价格的1/3。可见这些企业具备很强的创新性和颠覆性，具备在行业中独霸一方的能力。因此，中国的商业航天企业想要追赶，未来还会有很长的过程。

《中国投资》：6月10日，国防科工局、中央军委装备发展部发布《关于促进商业运载火箭规范有序发展的通知》。这是中国商业航天开放后，首个对商业运载火箭进行细则指导的官方文件。主要面向民营商业火箭公司，说明国家层面在政策上为该群体松绑。中国的商业航天相关的政策是怎样的？

曲双石：中国的商业航天自2014年起步。2014年以来，中国逐渐放开民营航天机构发展限制，鼓励民间资本研制、发射和运营商业遥感卫星，参与运载火箭的研制生产等政策逐渐出台，中国商业航天产业开始发展。2015年10月，武汉市政府牵头主办了第一届中国商业航天高峰论坛，探讨了中国商业航天发展模式和发展路径。2016年，航天科工火箭技术有限公司成立，这是中国首家以商业模式开展研发和应用的专业火箭公司。同年，国务院新闻办公室发表《2016中国的航天》白皮书指出：进一步完善准入和退出机制，建立航天投资项目清单管理制度，鼓励引导民间资本和社会力量有序参与航天生产、运营活动，大力发展商业航天。在此期间，中国涌现出了以零壹空间、银河航天、九天微星等为代表的中国商业航天企业。2019年6月，国防科工局、中央军委装备发展部发布《关于促进商业运载火箭规范有序发展的通知》，首次就商业火箭的科研、生产、试验、发射、安全和技术管控等进行了全方面的说明，明确提出了商业航天行业的规范和要求。该通知为2014年中国允许民间资本进入航天业以来，首个对商业运载火箭进行细则指导的官方文件。

《中国投资》：中国商业航天的总体产业的情况是怎样的？发展的趋势是怎样的？面临哪些挑战？

张嘉毅：到目前为止，中国注册的商业航天公司达141家，其中卫星制造36家，卫星发射22家，卫星运营39家，卫星应用44家。从产业链方面看，这些公司的业务覆盖了卫星制造、发射、运营以及应用领域，形成了初步的商业航天产业链体系。从公司的注册时间看，这141家商业航天公司中，有61家都是在2015-2018年成立的，说明中国商业航天近年来发展迅猛。

但另一方面，中国商业航天的发展还面临一些亟待解决的问题。一是资金问题，目前中国商业航天处于起步状态，无论是政策，还是企业自身发展还存在一定的不确定性，因此具有实力的资本还未完全进入该领域。二是人才问题，中国航天人才大部分都在体制内为国家航天项目服务，并且受到严格的保密条件限制，因此航天人才的流动性受限。三是技术问题，目前商业航天企业研究的一些技术其实已是体制内比较成熟的技术，并未有新的技术创新，因此这种重复研究将造成航天资源的浪费。四是航天资源问题，中国的航天资源，如发射场和发射架都属于军方，而国家每年的发射任务逐渐增多，无法为中国商业航天企业提供充足的发射资源，这将在一定程度上限制中国商业航天的发展。

中国的商业航天已走过五年时光。随着《关于促进商业运载火箭规范有序发展的通知》的发布，申请相关许可和资质将成为商业航天企业未来面临的一项非常重要的工作。加之部分商业航天企业的技术壁垒正在逐渐成型，相信商业航天企业将面临一轮动态调整，头部化将愈加明显，中国未来或将诞生自己的SpaceX。

太空竞赛引发太空治理问题

《中国投资》：从外层空间治理的角度看，发射如此数量众多的卫星，会有什么影响？目前有没有相关的国际机制对此有所制约？

曲双石：确实。为满足全球不断增长的卫星宽带接入需求，各国企业纷纷开始打造低轨卫星星座，提供全球宽带互联网接入服务。这其中包括SpaceX公司、亚马逊公司、OneWeb公司、LeoSat公司、Telesat公司以及Kepler公司等等。这些公司的星座规模少则上百颗，多则近万颗。如根据美国联邦通信委员会于今年4月26日批准的方案，SpaceX的“星链”星座计划将在高度为550公里和340公里的轨道面上分别部署4409颗和7518颗卫星，总数高达11927颗；亚马逊公司提案建立一个由3236颗卫星组成的网络，贝索斯每年为蓝色起源公司提供超过10亿美元的资金；今年4月，OneWeb公司发射了其由650颗卫星组成的网络的前6颗卫星。

上述公司一旦开始大规模部署，必将对太空环境造成影响。首先，上万颗小卫星在轨运行，势必将进一步增加地球轨道的拥挤，这将大幅提升在轨卫星发生碰撞的概率。如果发生碰撞，将产生大量碎片，威胁其他在轨卫星的安全，并对太空环境造成污染。

其次，目前在建的卫星星座都以小卫星为主，而小卫星寿命相对较短，如到达退役阶段，将有一大批卫星面临回收问题。对此，卫星公司给出的解决方案是，小卫星暂停服务后将受控降入低轨道，然后坠入大气层自然烧毁。但小卫星构造相对简单，在到达服役年限后如发生故障，不能顺利自然坠毁，将产生更多的太空垃圾。

最后，大量低轨小卫星的部署还将对天文观测造成影响。就在SpaceX公司成功发射60颗“星链”卫星后不久，一些天文爱好者在夜晚仅用肉眼就发现了这些卫星。对此，国际暗天协会于5月29日发表声明称，“卫星群组数量的迅速增加对天然夜晚环境和我们传统的黑暗天空构成一个新的威胁”。

而目前国际上暂未有相关法律对该种情况做出明确规定。在星座建设问题上，美国联邦通信委员会仅要求SpaceX、LeoSat、Telesat以及Kepler公司须在6年内把拟建星座中的至少半数卫星部署入轨，整个系统须在9年内建成。除此之外，并无特别要求。

未来，随着小卫星星座开始大规模部署，以上问题也将成为国际航天领域讨论的热点话题。同时，这些问题涉及到全球太空的治理问题，必须通过深入的论证和协商进行解决，以保障太空领域的正常秩序。对此，中国应提前开展相关研究和规划工作。