低軌大規模星座的機遇與挑戰

趙秋艷， 胡朝斌， 陳川， 龔自正，4， 宋光明， 李明

(1. 中國空間技術研究院研發與市場部， 北京100094; 2. 探月與航天工程中心， 北京100190;3. 北京衛星環境工程研究所， 北京100094; 4. 可靠性與環境工程技術國防科技重點實驗室，北京100094; 5. 中國空間技術研究院， 北京100094)

1 引言

由于近年來圍繞航天的一系列相關技術的巨大進步， 進入和利用空間的門檻大幅降低， 航天的商業價值愈發凸顯， 吸引了大量新興力量。 許多試圖投身航天商業應用領域的新參與者帶來了獨特的商業模式， 進一步促進了相關產業的發展。 與此同時， 由于小衛星技術的巨大進步， 人們開始發現低軌大規模小衛星星座在天基全球通信、 遙感等一系列應用領域的巨大價值。 大規模低軌星座發射計劃層出不窮， 呈爆炸式發展態勢。 2020 年3 月18 日， SpaceX 第6 批60 顆星鏈衛星發射入軌， 包括實驗星在內的總星座衛星發射數量已達362 顆， 代表著其42000 顆的龐大的低軌星座計劃正在逐步推進， 也意味著大規模低軌星座已經由方案設想變成現實。 低軌道大規模開發利用的“軌道革命” 正在發生， 航天將迎來一個前所未有的新的發展與變革時期。

然而， 大規模低軌星座也將給人類航天事業帶來一系列問題， 包括空間碎片環境面臨嚴峻的威脅、 軌位和頻率資源的惡性競爭、 密集低軌區域的潛在國際沖突風險， 以及對我國信息安全和航天產業安全的嚴峻挑戰等等。

我國正處于由航天大國向航天強國轉變的關鍵時期， 需要緊跟國際潮流， 把握住這一航天大發展的時代機遇， 促進我國航天事業進一步向前發展， 同時與國際社會一起面對、 解決大規模低軌星座帶來的一系列問題， 并盡可能保護、 爭取我國的權益。 本文從低軌大規模星座發展現狀出發， 分析了其快速發展背后的機遇和帶來的一系列問題和挑戰， 并從政策、 法規、 技術、 產業、國際應對等方向提出了相應的措施建議。

2 低軌大規模星座發展現狀

微小衛星是指重量在500kg 以內的航天器，按照重量可劃分為4 類: 重量在500 ～100kg 的小衛星， 主要用于遙感、 通信； 重量在100 ～50kg的微小衛星， 主要用于遙感、 通信、 在軌服務技術演示； 重量在50 ～10kg 的納衛星和重量在10kg以下的皮衛星， 主要用于概念演示探索。 過去大部分的微小衛星都主要用于對平臺要求不高的演示性任務和簡單性探索任務。 隨著技術的發展，微小衛星數據處理能力、 導航姿控能力、 通信能力、 供電能力和操控能力有了巨大的進步。 目前微小衛星已經開始應用于需要高平臺能力需求的復雜性任務和需要高可靠、 長壽命的運營型任務。

低軌大型星座在20 世紀90 年代也曾出現過一次大發展的浪潮。 當時眾多低軌通信星座概念中多數沒有進入工程研制， 僅有投入運營的銥星系統、 全球星和軌道通信三個星座， 但也一度經營慘淡， 都經歷了破產保護和重組[1]。 技術新、響應快、 應用靈活、 成本低的微小衛星以及航天發射技術、 新興制造技術、 新型成像探測器和圖像處理技術、 以移動通信技術和大數據技術為代表的IT 技術在近十幾年的高速發展， 使得低軌大規模星座卷土重來。 世界各航天大國和商業公司都提出了極其龐大的小衛星星座發射部署計劃， 如果全部成為現實， 未來幾年內在軌運行的衛星數量將由現在的2000 多顆暴增到50000 多顆， 如表1。

表1 部分低軌大規模小衛星星座計劃Table 1 SomeLEOsmallsat constellation programs

在過去幾年的航天發射活動中， 2014 -2015年， 66%的新增衛星為微納衛星； 2017 年全球共發射1500kg 以下小衛星376 顆， 相比2016 年發射數量翻倍增長， 占發射航天器總數的85.5%，處于歷史最高發射水平； 2018 年， 發射航天器總數的80%以上為500kg 以下的小衛星。 具體到通信衛星領域， 最近20 年， 1000kg 以下衛星占比從35.3%增長至40.6%， 5000kg 以上衛星占比從6.1%增長至26.8%， 1000 ～5000kg 衛星占比則從58.6%下降至32.7%， 在軌衛星“大”、 “小”兩極化發展態勢明顯。

低軌星座最主要的應用之一是寬帶通信。SpaceX 公司的低軌星座系統最早于2015 年提出，旨在利用大規模低軌衛星提供全球高速寬帶接入服務。 2016 年11 月和2017 年3 月， SpaceX 公司分別提交了4425 顆衛星的“SpaceX 非靜止軌道衛星系統” (SpaceX NGSO Satellite System) 和7518 顆衛星的“SpaceX V 頻段非靜止軌道衛星系統”， 并將兩大星座系統統一命名為星鏈(Starlink)。 星座的主要應用包括衛星通信和傳輸服務、 高速無線寬帶服務， 以及衛星成像服務和遙感服務等。 計劃2020 年， 部署800 顆衛星， 開始商業運營； 在2024 年完成4425 顆衛星入軌， 提供全球服務， 后續追加部署7518 顆[2]。 2019 年10 月15 日， SpaceX 公司又通過美國聯邦通信委員會(FCC) 向國際電聯提交了30000 顆衛星的申請文件。 這些衛星將部署在328 ～580km 的軌道， 將在用于常規通信功能外， 還具備對航天器遙測、 跟蹤和控制功能。 OneWeb 公司星座由720顆衛星組網， 分布于1200km 高度的18 個軌道面。 計劃通過1 年時間發射部署， 在軌運行時間5 年后再通過5 年時間執行任務后降軌[3]。

除以通信為目的的星座以外， 遙感星座也發展迅猛。 美國行星公司計劃建造由27 顆微小衛星組成的SkySat 星座、 285 顆的Flock 星座、 5 顆的RapidEye 星座， 組成分辨率0.9m、 3m、 6.5m 的組合系統， 實現全球每日覆蓋。 該公司將衛星獲得的地球圖像或視頻數據建立大數據庫， 提供基于云平臺的數據訪問服務。 美國陸軍快響光學偵察衛星Kestrel Eye -2M 是工作在450kmSSO 軌道的5 (軌道面) ×8 (衛星) 星座， 將實現分辨率1.5m， 單景4km×6km 和10min 圖像交付。 美國黑天全球公司正在發展由60 顆單星質量小于50kg， 多光譜分辨率達1m， 視場覆蓋4.4km ×6.6km 的衛星組成的星座， 具備10 ～60min 重訪能力[4]。 此外美國赫拉系統公司、 加拿大地球直播公司、 阿根廷衛星邏輯公司等也都提出了基于小成本小平臺衛星組網的高分辨率短回訪周期的遙感衛星星座。 同時， 基于小型SAR 技術的遙感衛星星座也在蓬勃發展。 Capella 公司的SAR 微衛星， 將在未來3 ～4 年內發射40 顆16U (推測)尺度的衛星， 分辨率1 ～30m， 可每3 ～6h 對全球成像一次。

低軌星座的應用領域， 也在更具體、 更細致地深入發展。 Spire 公司提出了100 顆衛星組成的Lemur 星座， 用于提供商業氣象、 海事、 空事融合監測數據服務。 BCT 公司建設的7 星TROPICS星座將用于熱帶風暴觀測任務。 英國SRT 公司建設的6 星Ocean-Scan 星座將用于全球海洋監測。

除此之外， 低軌星座也有巨大的軍事應用前景。 遙感衛星本身就具有極高的軍民兩用性， 通過低軌星座系統， 進一步提高了遙感數據的獲取、 分發速度， 縮短了重訪周期， 使其更具有軍事價值。 美國陸軍Kestrel Eye 星座具備“按下即拍” 工作模式， 在10min 內完成從前方作戰用戶發出任務請求到分發圖像的全部操作。 低軌通信星座則作為高軌通信衛星的有力補充， 在填補能力縫隙的同時， 進一步縮短指控鏈條， 直接服務戰區， 并使得整個系統的生存能力大大提高。

大規模低軌衛星星座的地位和作用可概括為:

一是實現彈性化空間體系轉型的重要力量。微小衛星具有快速響應、 使用靈活、 分散部署等優勢， 與中大型衛星優勢互補、 協同工作， 填補能力縫隙， 實現彈性增強， 提升體系對抗生存能力。

二是加快航天應用轉型的重要推手。 單顆微小衛星能力有限， 可通過在軌規模化應用， 實現高時間分辨率、 高頻重訪、 指令及時響應等高時效性應用要求， 提升航天實用性。

三是推動航天研產轉型的重要突破口。 微小衛星采用標準化、 模塊化設計， 易實現批量化生產、 規模化應用， 推動航天“兩作” 向“兩產”轉型， 降低航天成本。

大規模低軌衛星星座發展趨勢概括為:

(1) 規模數量， 微小衛星數量逐年增長。

(2) 應用領域， 由技術試驗向業務運行拓展。

(3) 任務定位， 快速響應、 戰術應用作用凸顯。

(4) 運用方式， 通過多星組網實現集群應用。

(5) 發展理念， 標準化、 模塊化、 系列化成為趨勢。

(6) 發展途徑， 軍民商共同參與， 商業采購成為主流。

3 巨大的航天發展機遇

低軌大規模巨型星座發展預示著航天軌道革命的來臨， 其背后是技術、 商業模式、 資本、 市場等多領域的高速發展與高度融合， 由此帶來的是巨大的航天發展機遇。

依靠著相關技術領域的巨大進步， 航天活動的成本和難度大幅下降， 使得航天投資門檻大幅降低， 具備了商業化運營的空間。 首先， 商業現貨元器件(COTS) 的進步和大量應用， 衛星產品平臺型譜化、 衛星組件軟件通用化以及開源操作管理系統出現， 使得衛星設計研制難度大幅下降。 薩瑞衛星公司創始人馬丁·史威丁指出， 目前的商業現貨元器件(COTS) 已經和衛星專用器件一樣可靠。 洛馬公司和LuxSpace 都推出了型譜化、 標準化的衛星平臺和載荷組件。 CPAW、PearlSim、 KubOS 等開源公開軟件進一步便捷了衛星設計過程， 使得衛星設計一站式解決方案成為可能。 其次， 大數據控制系統、 協作機器人、自動導軌傳送機器人、 智能裝配工具、 自動精準耦合系統、 自動光學檢測系統、 自動加熱分配系統、 增強現實工具、 自動測試系統等數字化、 智能化、 模塊化、 批量化制造技術大規模應用到衛星總裝、 集成和測試(AIT) 中， 使得衛星生產批量化規模化， 產能大幅上升的同時， 極大地降低了衛星制造成本。 OneWeb 公司和SpaceX 公司都提出1 天至少3 顆衛星的出廠速度， 同時單星成本不超過50 萬美元[5]。 佛羅里達工廠通過載荷、 電子設備、 推進系統、 太陽帆板4 條并行獨立生產線生產衛星， 可以60 萬美元的成本每天出廠衛星3 ～4 顆， 年產量高達890 顆。 最后， 隨著一箭多星技術的常態化、 可重復使用火箭技術的實用化、 小型專用火箭的出現以及發射組織服務模式創新， 小衛星的發射成本也大幅降低。 這些因素共同作用使得進入航天領域的門檻大幅下降， 大規模星座的研制、 部署、 運營成本大幅降低， 為新公司和新商業模式的進入鋪平了道路。

新公司、 新技術和新商業模式， 吸引了大量民間資本進入， 航天不再只是政府主導。 除了本身就資本雄厚以外， 互聯網公司的進入同時也帶來了新的融資模式， 緊跟而來的是敢于投資高風險初創企業的商業資本。 2015 年， OneWeb 公司已經通過A 輪融資籌集了5 億美元的資金注入，并通過與產業鏈利益相關方合作的方式， 獲得了包括印度和墨西哥的電信運營商、 可口可樂公司、 空客防務與航天公司(ADS)、 國際通信衛星公司以及法國和美國的進出口銀行多方融資。SpaceX 公司也已經獲得了來自谷歌公司和富達投資公司10 億美元的投資。 過去10 年， 商業航天產業吸引了超過130 億美元的投資， 其中20%來自于投資公司和私營企業。 歐洲咨詢公司發布的《小衛星市場預測》 中預計未來10 年內將發射超過6200 顆小衛星， 相應的制造市場規模約有165億美元， 發射市場規模約有145 億美元。 到2030年， 全球大約10%的GDP 都將來自于航天。

4 低軌大規模星座帶來的挑戰

低軌大規模星座的爆炸式發展遠遠超過了國際社會的原有預期， 也在逼近近地軌道空間的承載極限， 將深刻變革現有的航天產業格局。 現有空間環境、 國際社會以及我國都面臨一系列的嚴峻挑戰。

4.1 頻率和軌位資源

低軌大規模衛星星座由于其巨大通信容量需求， 需要同時與地球同步軌道的衛星系統和其他低軌星座系統兼容協調， 頻率競爭形勢極其激烈。 大量密集的低軌頻譜申請已經對現有用頻規則構成巨大沖擊， 且越來越有抓住現有國際規則漏洞“跑馬圈地”， 搶占低軌頻譜資源的態勢[6，7]。

2017 年， 國際電聯(ITU) 正式啟動星座投入使用規則修訂的研究工作， 試圖通過設置里程碑節點的方法， 規范已申請星座的分階段、 分批次發射使用。 對無法按照里程碑節點足量發射衛星的， 電聯將縮減其星座規模甚至刪除。 但是，目前這些新方案僅僅是在國際電聯進行討論， 正式頒布還要等到四年后。 在此期間， 低軌頻譜軌位方面存在巨大的管理漏洞。

在該方面歐美國家通過系統建設、 頻軌資源申報與國際電聯議題研究互相配合、 相輔相成，已占據很大優勢。 他們幾乎在提出建設全球低軌星座計劃的同時， 啟動向本國頻率主管機構及國際電聯的頻軌資源申報工作。 當其系統建設、 頻軌資源申報走在前列時， 他們又開始在國際電聯層面嘗試收緊政策法規， 為后續其他全球星座系統的建設設置較高門檻， 同時為己方星座留足空間。 特別是2019 年8 月1 日， 美國FCC 通過了簡化小衛星審批程序文件， 該文件針對滿足特定條件的低軌星座放寬了審批要求、 降低了申請門檻、 縮減了審批程序， 大大便捷了美國公司的小衛星申請程序， 這在讓美國公司進一步獲得優勢的情況下， 將進一步加劇頻率和軌位資源領域的競爭和運營商間的協調沖突。

目前我國在衛星網絡資料的申報數量、 頻段占有率都位居世界前列。 但由于申報策略不明確， 且實際投入使用星座數量少， 受到里程碑規定的嚴格約束， 未發揮出應有作用。 因此， 我國一方面需要根據國際電聯規定對已申請網絡資料充分保護、 彈性啟用， 以應對里程碑節點約束。 另一方面， 需要對衛星應用有更為清晰的規劃， 同時通過發展相應的技術手段緩解同頻共用的競爭壓力， 真正發揮所申報資源的價值。

4.2 空間碎片環境

空間碎片環境一直在不斷惡化中， 已經開始威脅到了LEO 軌道的安全。 目前空間碎片環境的惡化仍遠未得到遏制。 根據NASA 研究推算， 如果沒有有效的控制手段， 70 年后LEO 碎片密度將達到一個臨界值， 導致碎片鏈式撞擊效應發生(Kessler 災難)， 進而使得近地空間徹底不可用[8-10]。 而大規模小衛星星座的發射部署將極大地加劇這一趨勢[11]。

首先， 由于其數量巨大， 發射過程穿越空間目標密集區域將極大地增加部署軌道空間目標數量及撞擊概率， 同時其自身受碎片撞擊概率也較大。 2019 年6 月28 日， SpaceX 發射的60 顆微小衛星3 顆失聯， 2 顆將主動墜落， 5%成為碎片。2019 年9 月2 日， ESA 地球觀測衛星Aeolus 采取了機動規避， 以避免與SpaceX 發射的60 顆微小衛星發生碰撞。

合法性是組織社會學研究的重要范疇。對組織合法性的多重界定和分類主要對應不同的制度來源和利益相關者④，廣為認可的分類是Scott的規制合法性、規范合法性、認知合法性三分法，分別基于管制性規則、約束性期待和建構性圖式三種秩序基礎⑤。相關研究可分為制度視角和戰略視角。制度視角用合法性來理解組織與制度的關系，解釋組織趨同。⑥戰略視角認為，組織可以高度控制合法化進程，并通過合法化策略獲得、維持或修復合法性。⑦

其次， 由于小衛星相對于傳統衛星可靠性低， 還面臨入軌失敗率高、 運行中失效率高及可靠任務后離軌難以保證的問題； 最后， 由于其目標特征小， 地面難以對其進行有效的監測預警和規避。

從短期看， 大型小衛星星座發射會使LEO 軌道目標大量增加， 從而威脅到現有空間目標的安全。 以OneWeb 星座為例， 根據仿真計算和ESA及NASA 的研究結果[12，13]， 其位于1200km 軌道高度由720 顆衛星組成的星座系統在發射部署、在軌運行和任務后離軌三個階段與已編目空間目標危險交會次數如圖1 所示。 僅其運行階段單年的危險交會次數即已超過現在全部空間目標全年危險交會次數(1000 多次)。 持續5 年的任務后離軌階段更是有超過萬次的危險交會。 雖然通過縮減離軌時間能顯著減少危險交匯次數， 但目前碎片減緩準則對此并無約束。 這僅僅是一個720顆衛星星座的影響， 上萬顆星座的影響會更加驚人。

圖1 OneWeb 星座不同階段危險交會次數Fig.1 Number of dangerous rendezvous between One Websatelliteconstellateion and catalogued space objects in different stages

從長期看， 大型小衛星星座自身也會遭遇碎片撞擊， 使得低軌撞擊次數增加， 產生更多的空間碎片， 加劇碎片環境的長期惡化趨勢。 根據2016 年ESA 的研究結果[14]， 一個壽命期50 年(2021 -2071) 的典型的大型小衛星星座(1080顆200kg 衛星， 分布于高度1100km、 傾角80°的20 個軌道平面) 的發射運行將導致LEO 軌道物體和撞擊次數在短時間內的激增； 當星座中衛星任務后離軌成功率(PMD) 高達90%以上時， 軌道物體數量和撞擊次數才能在星座退役后緩慢恢復到正常水平， 而低于90%的PMD 將導致軌道物體持續增長， 空間環境將不可逆轉的持續惡化， 如圖2、 3。 當達到90%PMD 成功率時， 若縮短離軌時間， LEO 區域物體數量和撞擊次數峰值將隨之縮小， 環境恢復速度也將隨之提升， 如圖4、 5。

圖2 不同PMD 執行率下星座對LEO 軌道10cm 以上碎片數量影響[12]Fig.2 Influence of constellateion on number of LEO space objects larger than 10cm with different PMD rates

圖3 不同PMD 執行率下星座對LEO 軌道物體相撞次數的影響[9]Fig.3 Influence of constellateion on number of collisions between LEO objects with different PMD rates

聯合國外空委(UNCOPUOS) 和國際機構間空間碎片協調委員會(IADC) 現有的空間碎片減緩指南完全無法遏制大規模小衛星星座對空間碎片環境的災難性影響。 為此， IADC 從2015 年開始， 2016、 2017、 2018 年連續在外空委大會上提交關于大規模星座問題的聲明， 聲明指出: “大規模星座將導致空間碎片環境嚴重惡化， 對現存減緩指南構成了嚴峻挑戰”。 IADC 建議: (1) 大型微小衛星星座不要在軌道高度上重疊， 避免相互碰撞； (2) 在400km 以上軌道高度的微小衛星必須自帶角反射器等， 能告知監測系統衛星自身的空間位置， 以避免和其他衛星碰撞； (3) 微小衛星在任務結束后進行迅速可靠的鈍化、 離軌處置， 在壽命結束后5 年內必須離軌； (4) 微小衛星制造時選用適當的材料， 使得衛星在重返大氣層時能夠徹底分解、 燒毀， 確保沒有碎片到達地面， 以免對地面上的人或財產構成重大風險。

圖4 不同PMD 時間下星座對LEO 軌道10cm 以上碎片數量影響Fig.4 Influence of constellateion on number of LEO space objects larger than 10cm with different PMD rates

圖5 不同PMD 時間下星座對LEO 軌道物體相撞次數的影響Fig.5 Influence of constellateion on number of collisions between LEO objects with different PMD rates

4.3 信息安全

低軌通信星座將實現全球范圍的網絡覆蓋，由于其終端和接入費用的低廉， 將很大程度上成為偏遠和不發達地區的主要通信方式。 對于我國， 雖然現有4G 等無線通信基礎設施建設已較為完善， 但仍存在大量偏遠不發達地區適合使用星座通信網絡。 星座網絡不同于現有傳統地面通信設施， 它不受國界限制， 難以物理隔絕， 且無法監控。 將使我國現有國家防火墻形同虛設， 對我國的信息安全構成嚴重威脅， 政治隱患巨大。

低軌遙感衛星星座則本身就具有極高的軍民兩用性。 美國多家從事遙感衛星星座的公司本身就具有一定的美國軍方和政府背景。 美國國家地理空間情報局也在針對商業遙感衛星星座發布的《商業地理空間情報戰略》 中明確要求這些公司:在作戰要求時限內提供多樣化圖像、 情報產品和服務， 保障情報用戶做出明智決策， 并建立辦公室促進軍方對新興商業對地觀測小衛星星座的利用。 低軌大規模星座系統本身就可能隱藏了軍用平臺和系統， 其建成后也很可能進一步牽引產生新的軍事用途， 甚至直接融入軍事系統中， 這也將對我國的國家安全構成嚴重威脅。

4.4 產業安全

由于大規模星座規模基本都在千顆量級以上， 交付周期也比普通通信衛星更短， 以傳統制造商的現有AIT 設施、 延續現有的研制模式， 根本無法滿足這種需求。 針對該情況， 歐美互聯網星座公司都開始通過和傳統航天企業合作， 建立新型的衛星研制模式和AIT 流程[15]。

OneWeb 公司與佛羅里達航天公司和歐洲空客集團分別達成協議， 在美國和歐洲建立工廠，將傳統飛機批量制造的方式引入衛星制造， 利用自動生產、 組裝流水線進行大規模、 低成本衛星生產[2]。 SpaceX 公司也在西雅圖設立了衛星工廠， 計劃充分利用智能裝配工具、 大數據控制、機器人、 增強現實工具以及自動測試系統等手段， 加速整個總裝、 集成和測試 (AIT) 流程，以實現衛星的批量化、 自動化、 短周期生產。 這些生產能力具有強烈的軍民兩用性， 戰時將直接轉換為軍事衛星的快速生產補充能力。

目前， 我國大規模星座計劃進度落后于歐美， 產業發展也缺乏相應的牽引。 而高效率、 大批量、 低成本生產小衛星引起的技術產業變革是全方位的， 最終也必將會引起傳統大型衛星研制生產技術的變革。 如果我們不采取果斷措施， 這種變革將顛覆傳統衛星AIT 產業， 和平時期導致我國衛星產業喪失國際競爭力， 戰時導致衛星生產補充能力全面落后， 屆時我國衛星制造產業將可能面臨全面的落后而出局。

4.5 天文學觀測

2019 年6 月10 日美國天文學會發表立場聲明， 指出低軌大規模星座對天文學和宇宙學觀測產生越來越明顯不利影響:

(1) 星座反射和發射的光會嚴重影響光學和近紅外觀測；

(2) 星座通信的電磁輻射會對無線電天文觀測造成污染；

(3) 星座本身也會對天基空間天文觀測臺構成碰撞威脅。

5 發展與應對策略

以低軌大規模開發利用為代表的“軌道革命”是航天事業未來重大的發展機遇。 大規模衛星星座作為未來重要的空間信息基礎設施對于我國這樣一個國家利益正在全球化的大國來講， 其重要性也不言而喻。 因此， 我們需要出臺相關政策， 積極引導、 推進自主可控、 服務“一帶一路” 等我國全球利益的低軌大規模星座系統建設， 打造自己的低軌大規模星座體系， 形成我國自主的低成本、 大規模、 批量化衛星生產制造能力。

同時， 低軌大規模星座帶來的諸多挑戰在未來很可能相互耦合關聯作用， 引起更加復雜的問題和挑戰， 需要我國提前做好應對準備。

首先， 空間碎片環境惡化和頻譜、 軌位資源問題都凸顯了現有國際規則的不完善。 需要在現有國際規則情況下采取有效措施盡可能維護我國利益， 同時做好充分準備在相關國際法規的修改制定中形成對我國有利的局面。

其次， 低軌大規模星座導致的空間碎片環境惡化必將加劇加速對空間碎片主動移除技術的需求和發展。 我國需要在加大空間碎片主動移除技術研發投入的同時， 做好應對其他航天強國以此為名發展太空武器， 甚至以碎片移除為掩護攻擊我國衛星的防范準備。

最后， 低軌大規模星座系統是重要的空間信息基礎設施， 本身就可能隱藏了軍用平臺和系統， 其建成后也很可能進一步牽引產生新的軍事用途， 甚至直接融入軍事系統中。 我國需要提前發展相應的應對技術做好應對預案。

綜上討論， 對我國發展低軌大規模星座的建議如下:

(1) 加強跟蹤研究

目前低軌大規模星座國際情況復雜， 技術、政策、 法律、 商業等多領域都存在問題， 信息量大且真假難辨， 需要組織專業研究力量， 緊盯國外發展情況和態勢， 分析其內在動因、 目的、 技術水平和實際進展， 同時結合國內情況， 研究相關應對策略， 為決策提供參考。

(2) 制定政策引導

相比歐美國家， 我國在大規模小衛星星座領域缺乏有針對性的相關政策， 官方和民間力量都對該領域投入熱情不夠， 需要國家主管部門的統一領導， 根據我國現實情況， 出臺相關政策， 指引該領域發展。 一方面， 發揮具有完整產業鏈單位的整體優勢， 設計完整的產業解決方案并盡快付諸實施。 另一方面鼓勵有發展意愿的民間力量， 發展合理可行的商業模式， 從而吸引民間資本市場多元化投入， 壯大該領域的競爭力量。

(3) 推進法規完善

大規模小衛星星座在空間碎片環境、 頻段軌位資源、 空間進入利用等方面都對現行法律法規構成嚴峻挑戰。 在出臺相關產業政策的同時， 也需要進一步完善相關法律法規， 以有效約束相關領域活動， 使其有序發展。 同時， 國際社會在該領域也存在法律法規缺位。 搶先在國內制定并實施相關法規有助于我們在國際規則制定上搶得先機， 促使對我國有利的國際規則形成。

(4) 加大技術支撐

低軌大規模星座從設計、 研制、 生產到發射、 部署、 運營都涉及大量先進技術， 包括傳統航天領域內的新興技術和領域外技術交叉融合。需要根據我國實際情況， 聯合優勢單位， 對關鍵技術進行集智攻關， 以有效支撐該領域發展。 具體包括: 頻譜方面: 更高頻段無線電傳輸技術、無線電抗干擾技術、 在軌頻譜感知技術； 空間碎片環境方面: 低成本強制離軌模塊、 在軌衛星自動規避技術、 低成本空間碎片批量移除技術； 衛星研制方面: 衛星智能化批量化AIT 技術； 運載發射方面: “一箭百星” 級衛星發射技術， 衛星運管方面: 大規模星座運管控技術、 星上自主任務規劃技術、 體系仿真技術等。

(5) 促進產業發展

大規模小衛星星座發展最終導致的結果是航天產業的巨大變革。 我國由于種種原因在該領域已經落后， 因此有必要根據國內情況和國際趨勢， 有針對性地加大對該方向優勢單位的扶持力度， 促進其快速轉型， 以適應新形勢， 趕超國際先進。

(6) 國際合作應對

目前， 針對大規模小衛星星座我國在言論和行動方面都缺乏動作， 需要系統的從多方面采取行動， 包括通過政府機構或企業發聲表態， 譴責SpaceX 等公司利用國際規則不健全， 惡意搶占頻軌資源的行為； 組織促進國內企業積極參與國際頻軌資源競爭； 組織國內相關機構積極參與國際規則制定； 從國家層面分析研究低軌大規模星座系統布局， 重點利用未被占用的軌道空白點配置我國大規模星座等。