專家談中國商業航天如何“逆襲”

本報記者　馬俊

近年來隨著美國商業航天產業的快速發展，國內外對商業航天的關注度也越來越高。24日恰逢第三個“中國航天日”，首次召開的中國航天大會也重點討論了商業航天產業的發展。中國發展商業航天的優勢何在？當前流行的小型衛星星座計劃到底有多大可行性？《環球時報》記者就此采訪了多位中國航天專家。

發展商業航天，中國應走哪條路？

對于大部分民眾而言，每次提到商業航天時，首先想起的都是美國太空探索技術公司、藍色起源公司等新興航天企業，尤其是它們研制的新概念大推力火箭陸續發射升空，對傳統航天發射市場帶來巨大沖擊。

與站在航天巨人NASA肩膀上起家的美國商業火箭公司比起來，中國的火箭技術還有很長的路要走。走美國開辟的商業航天發射這條道路適合中國嗎？不少人認為，或許從中國更拿手的衛星和航天器參與商業衛星開發，更有前途。

小火箭工作室與微信公眾號“小火箭”的創始人邢強博士24日告訴《環球時報》記者，受資金需求、設計周期和產品供應鏈特點的影響，微小衛星企業的發展速度會明顯快于商業火箭企業。但與西方不同的是，因為種種原因，中國研制的衛星很難在國際市場上利用其他國家火箭進行商業發射，這就要求中國商業發射能力得同步發展，不能偏科。

北京空間科技信息研究所所長原民輝對《環球時報》記者表示，無論運載火箭還是衛星都是商業航天的組成部分，中國商業航天如何優先發展，應該根據市場需求來分析。既然要講商業，就必須考慮市場和成本問題，不僅要看技術條件，還得看商業模式。例如光有大運力的火箭，沒有足夠數量的衛星發射需求，運力就是浪費。太空探索技術公司之所以發展“獵鷹重型”這樣的大推力火箭，主要是低成本和瞄準美國發射大型軍用衛星的需求。另一方面，衛星也不是越多越好，還要考慮到太空軌道和通信頻率的限制，有很多制約條件。

他認為，從市場需求的角度而言，未來首先應該大力發展衛星應用，只有衛星的應用做起來了，社會才需要更多的衛星，有了更多的衛星發射需求，才會需要有更大、更多、更便宜的火箭。因此中國應更多推出通信、遙感、導航等面向大眾的應用系統和產品，促進我們對天基衛星的需求，從而帶動從衛星研制、制造乃至運載火箭發射等全產業的發展。

各國發展小衛星星座背后是軌道與頻譜之爭

在商業衛星領域，近年來最讓世人震撼的項目莫過于太空探索技術公司提出的“星鏈計劃”。該計劃的第一步就準備發射多達1600顆微型衛星，實現依托衛星通信的天基互聯網，而最終計劃是利用超過1.2萬顆運行在中低軌道的微型衛星組成覆蓋全球的衛星網。2018年2月，該計劃的第一批兩顆驗證星已經成功升空。此外，谷歌等諸多美國公司也提出類似的微小衛星星座計劃，它們發射的衛星數量同樣驚人，從數百顆到數千顆不等。在對微小衛星星座發展前景看好的同時，專業人士也提出了從搶占資源到太空垃圾威脅的一系列擔心。

邢強表示，外界首先擔心的是這些微小衛星星座計劃暗藏對太空軌道資源的“跑馬圈地”。他說，太空軌道能容納的衛星數量有限，雖然有聯合國相關組織機構進行協調和管理，但是今后難免會出現“先到先得”的占位搶位局面。其實在距離地面3.6萬公里的地球靜止軌道上各國已經出現“搶座位”的現象，最后不得不依賴國際電信聯盟進行協調。

然而具備將衛星送入地球靜止軌道能力的還只有少數航天強國，相比之下，微小衛星星座的運行軌道高度大多在300-1000公里，更多國家、甚至有些商業發射公司都具備將衛星送入近地軌道的能力，再加上衛星市場豐厚利潤的鼓舞，由此產生的競爭也要激烈得多。

除了軌道資源外，衛星通信頻率同樣是太空爭奪暗戰中的焦點。邢強介紹說，無論是通信衛星、遙感衛星還是導航衛星，都需要特定范圍的無線電頻率上下傳遞數據。但尷尬的是，如果兩顆衛星使用的無線電頻率接近，哪怕它們的位置并不相鄰乃至距離甚遠，都會相互干擾。從這個意義上講，頻率爭奪比軌道爭奪更為敏感。

在這樣軌道、頻率資源競爭激烈的背景下，美國商業公司的微小衛星星座計劃動輒發射上千顆衛星，通過多發衛星、優先占據資源無疑是“理所當然”的做法。邢強以大型通信衛星為例介紹說，其壽命通常在15年，在接近壽命盡頭時，地面指揮人員會操縱它飛離軌道，進入專門的“墳場軌道”。空出來的位置就得根據國際規則重新分配。但小衛星星座的做法卻完全不同，雖然每顆小衛星的服役時間可能只有短短幾年甚至幾個月，但可以不停發射新衛星進行補充，理論上整個星座占據的軌道和頻率資源是沒有期限的。他表示，GPS系統就是這樣的模式——雖然理論上GPS星座只需24顆衛星，但在幾十年的發展過程中，其技術驗證星和補位補軌的衛星數量早就超過了理論值，并且已經順勢在原軌道上開始第三代導航星座。

原民輝認為，由于軌道和頻率資源是有限的，我們在具備相應能力的時候，也應該盡量去爭取份額，為后續發展留有空間。目前中國也推出了全球低軌衛星星座“鴻雁”，計劃發射300顆以上的衛星提供可隨時隨地使用的衛星互聯網接入服務，首顆星計劃于今年發射。

太空垃圾怎么破

微小衛星星座計劃帶來的另一個憂慮是太空垃圾問題。由于微小衛星星座的單顆衛星壽命短、可靠性相對較低，會不斷產生大量的退役或故障衛星，一旦處理不得當，就會成為源源不斷的太空垃圾。邢強建議，未來可以在小衛星設計時就增加功能，讓它能在服役快結束時自動進入稠密大氣層焚毀。考慮到小衛星的體積和質量較小，基本都可以在進入大氣層時被燒掉，殘骸落到地面造成威脅的可能極小。

原民輝對《環球時報》記者強調，微小衛星星座計劃會帶來新的挑戰和風險，全球國家應該聯合起來制定規則，防止地球軌道出現惡性競爭，保護太空環境。▲