美國星鏈對發展我國民營衛星互聯網的啟示

文|劉玉書 武音璇

1.北京數規科技中心 2.銀河航天衛星互聯網研究院

4053 顆，其中在軌衛星3754 顆。SpaceX 總體計劃部署近12000 顆衛星，并可能擴展到42000 顆。據SpaceX 消息，截至2022 年12 月，其衛星互聯網用戶已超過一百萬。

星鏈系統的優點主要有兩個方面：一是低網絡時延、覆蓋偏遠地區。如圖1 所示，星鏈計劃最終目的是創建無線互聯網。據SpaceX 信息，星鏈衛星能提供約25～35ms 網絡傳輸時延，已能達到地面光纖網絡程度。二是商業前景明朗。如果衛星覆蓋的國家允許，SpaceX 理論上可以為全球任何一個國家提供網絡服務。據SpaceX 官網消息，在美國，普通星鏈用戶終端初裝費（含硬件和當月流量費）在700～800 美元，月租110～120 美元，帶寬約在20～100Mbit/s 之間（受氣象和物理條件影響）。此外，星鏈還提供了高性能版本（速度為150～500 Mbit/s，2500 美元硬件費和500 美元月租）和海事版本（速度為350 Mbit/s，1 萬美元硬件和5 千美金月租），價格也相對更貴。這個價格雖然目前對具備有線寬帶接入條件的地區并沒有優勢，但對于偏遠地區和海上用戶已具有很強的競爭力。當然SpaceX 星鏈的缺點也比較突出，主要體現在制造太空垃圾、占用太空軌道、影響天文觀測等方面。2021 年星鏈衛星還威脅到了中國空間站，出現碰撞危險等。目前SpaceX 正在完善解決方案。

圖1 星鏈互聯示例

2.美國星鏈系統發展的啟示

（1）美國政府的大力支持

美國政府在支持民營衛星互聯網發展方面發揮了重要作用，在執行層面主要涉及以下四個方面。

一是對內加強立法，對外爭取國際公約話語權。美國于1958 年發布《國家航空航天法》，1962 年發布《商業通信衛星法》。但此時的航天和衛星發射主要由美國政府主導，為了促進民營航天發展，1984 年頒布了《商業空間發射法》，并在之后的三十余年里，對《商業空間發射法》進行了多次修正，以不斷促進民營實體進入商業航天發射領域。1992年制定了《地球遙感政策法》，1998 年發布《商業空間法》，進一步推動了太空商業化發展。2000 年，頒布了《重組公開市場以完善國際通信法》，完善了對民營公司發展衛星的相關利益保護。除對內完善相關立法外，對《關于各國探索和利用包括月球和其他天體的外層空間活動所應遵守原則的條約》《關于登記射入外層空間物體的公約》《關于從外層空間遙感地球的原則》等國際公約，美國始終在積極參與并擁有了較強的話語權。

二是國家相關部門對口支持。美國通過國家航空航天局（NASA）對民營衛星互聯網企業進行多方面的支持，包括共享部分發射場地，購買星鏈的數據和服務、提供優秀人才等。值得注意的是，以星鏈為例，NASA 并不是直接支持星鏈，而是通過在空間探索和技術開發有關的項目上進行合作來實現技術、資金等方面的支持，著重培養其獨立研發和商業運作能力。NASA 還通過其商業乘員計劃向民營公司提供資金支持，該計劃旨在開發和認證民營航天器，用于運送航天員往返國際空間站（ISS）。此外，美國還設立了美國聯邦航空局（FAA）商業航天辦公室（AST），專門負責簽發商業發射與返回等事務，提高商業航天重要環節發展效率。

三是美國在聯邦政府層面和州政府層面都建立了稅收優惠政策，以鼓勵對民營太空公司的投資（包含民營衛星互聯網企業）。

四是鼓勵市場競爭。美國政府鼓勵民營資本廣泛參與星鏈產業建設。星鏈計劃并不是當前唯一正在進行的天基互聯網系統建設項目。例如2019年4 月，亞馬遜公司宣布了柯伊伯計劃（Project Kuiper），擬在接下來的十年內部署3236 顆通信衛星等。通過競爭，防止民營太空互聯網行業形成壟斷。

（2）美國軍方的戰略支撐

一是美國國防高級研究計劃局（DARPA）、美國太空軍、美國空軍等都與SpaceX 建立了合作關系。這些合作為民營公司提供資金和資源，以開發可用于軍事目的的新技術。例如星鏈是美國國防空間體系架構（NDSA）的重要組成。NDSA 是未來美國空天一體化作戰的重要戰略部署。NDSA 將作為美軍現有衛星網絡的備份衛星網絡，通過在低地球軌道部署數百顆小型衛星以提供基于軍事通信的一切能力：包括定位、導航和授時（PNT），進行導彈預警和跟蹤，以及對地面/海面目標進行成像等。2020 年10 月，美國太空發展局與SpaceX 簽訂了一份1.5 億美元的軍民兩用合同，以支持開發加強版的星鏈衛星接收終端，星鏈已成為NDSA 跟蹤層的一部分。

美國軍方與星鏈的合作已進入實戰模擬階段。2019 年，美國空軍研究實驗室（AFRL）測試表明，通過星鏈與一架軍用飛機在飛行中實現了610Mbit/s 的數據鏈接。2019 年底，美國空軍在AC-130 炮艇上成功測試了與星鏈的連接。2020 年，美國空軍在一次實彈演習中利用星鏈支持其高級戰場管理系統。該次演習展示了與星鏈空地多樣化戰斗單元互聯的能力。基于以上情況，星鏈系統已成為美國軍方的戰略武器。

（3）美國“軍民共建”下的全產業鏈優勢

美國民營衛星互聯網產業發展是在美國“軍民共建”全產業鏈的基礎上發展起來的。以SpaceX為例，SpaceX 打造的“火箭研制+衛星研制+發射服務”一體化的垂直整合商業模式，在業內具有明顯的成本和速度優勢。在星鏈星座建設過程中，SpaceX 已實現關鍵產品自主生產，70%以上硬件均由內部制造。但這種“一體化的垂直整合商業模式”背后是美國雄厚的政府和軍方背景的系列供應商。因此，SpaceX 是美國“軍民共建”的成功案例，而絕非一個公司一己之力能為之的。這從SpaceX的關鍵技術來源就能找到有力證據：SpaceX 主要的專利來自于NASA 及其下屬各航天中心和噴氣推進實驗室；個別項目由SpaceX 提出需求，NASA 完成技術攻關，SpaceX 購買其技術成果和專利。同時，NASA 經常為SpaceX 提供研發設備和試驗場地，用自己的技術和設備優勢幫助SpaceX 更好地研發，節約成本。另外，從金融渠道上看，SpaceX 重點業務對美國政府的政策和補貼有較大的依賴。

二、我國民營衛星互聯網發展概況

1.政策支持持續發力

我國開始逐步向民營企業放開衛星通信市場是2013 年至2014 年前后，正值全球衛星通信與地面通信網絡融合發展的起步階段。也就是說我國民營衛星互聯網的發展與國外發達國家基本上是同步開始的。2014 年，國務院辦公廳發布了《關于創新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》指出，“鼓勵民營企業、民營資本參與國家空間技術基礎建設”，這標志著包含衛星互聯網在內的中國商業航天領域開始正式準許民營資本進入。2015—2019年，國家出臺了系列政策對民營資本參與衛星互聯網建設進行了進一步規范。2020 年，衛星互聯網正式納入新基建；2021 年，國家“十四五”規劃明確提出打造全球覆蓋、高效運行的通信、導航、遙感空間基礎設施體系，建設商業航天發射場。這標志著相關建設工作進一步加速，并成為未來我國新基建建設中的重要事項之一。

綜合2013 年以來我國出臺的系列政策，對于衛星互聯網的發展，我國已經形成了市場化發展，政府支持、軍民結合，不斷完善相關配套基礎設施建設和產業鏈的發展思路。

2.民營發展還處于起步階段

一是在運載工具方面，國企依然占主導地位。2016年1月至2021年12月，共完成207次發射任務，其中長征系列運載火箭發射共完成183 次。在國企方面，除長征系列火箭不斷在升級外，相關國企也針對衛星互聯網發射等商業航天需求，推出了系列創新。例如中國航天科技集團有限公司與中國航天科工集團有限公司相繼推出了“捷龍”“快舟”“騰龍”等系列火箭等。此外，當前可重復使用運載器的關鍵進展也是由國企完成的。2021 年7 月16 日，由航天科技集團一院研制的亞軌道重復使用演示驗證項目運載器首飛任務取得圓滿成功，為我國重復使用天地往返航天運輸技術發展奠定了堅實基礎。目前，民營火箭企業方面依然處于起步階段，截至2022 年底，我國目前還只有兩次成功的民營企業主導的商業發射。

二是在衛星系統方面，民營企業推出了眾多衛星互聯網星座計劃，但難與SpaceX 等競爭，且大多還處于實驗階段。通過對部分民營衛星互聯網企業調研發現，目前國內外已推出的包括通信、導航、遙感等不同類型的星座計劃約200 余個，其中大部分星座計劃已處于籌資和開發階段，待開發市場空間巨大，對傳統衛星制造能力是一種巨大沖擊。總體而言，無論是運載工具還是衛星系統，目前民營企業都還處于初創階段，要具備與SpaceX 并跑的實力，還存在較大差距。

3.近地低軌道空間軌道資源競爭激烈

據2020 年《中國衛星通信產業發展白皮書》，衛星按照軌道高度主要分為低、中、高軌三大類。其中，低軌衛星因擁有傳輸時延小、鏈路損耗低、發射靈活等優勢，成為衛星互聯網的首選。綜合目前國內外權威媒體及相關研究，基于當前的民營衛星互聯網發展速度，預計到2029 年，地球近地軌道將部署總計約57000 顆低軌衛星，低軌資源趨于飽和。此外，低軌衛星主要采用的Ku 及Ka 頻段資源也逐漸趨于飽和。因此，地球空間軌道和通信頻段將會成為各國爭搶的重要戰略資源。這也是為什么我國近年來出臺系列政策，大力推動衛星互聯網發展的重要原因。

三、我國民營衛星互聯網發展面臨的短板

通過對我國航天相關科研院所及部分航天企業的調研，同時結合公開的新聞報道、企業信息、行業研究報告等資料，就當前我國民營衛星互聯網存在的產業短板、技術短板、市場短板和法律空白問題進行了梳理。需要特別說明的是，衛星互聯網建設是一個復雜的航天系統工程，除衛星外，還包括航天器、航天發射場、航天運載器、航天測控網以及航天應用系統等。本文只討論涉及到我國民營衛星互聯網發展最關鍵的問題。

1.產業短板

在運載工具方面，2015 年以來，在軍民結合的推動下，我國民營火箭企業得到了較快發展。從公開可查的資料看，主要有以下幾個特點，一是民營火箭企業發展較快，但規模不大，截至2019 年我國已有近30 家從事航天發射運載火箭和火箭動力的民營企業，但目前我國民營火箭企業規模都不大，多則一二百人，少則二三十人。二是沒有形成專業技術結構齊全、老中青相結合的技術和管理團隊。三是沒有形成一套完整的類似中國航天系統工程的思想理念、管理體制和方法。民營企業由于機構新、隊伍新，系統工程的理念和方法還沒有滲透到火箭的研制和管理過程中去，還需要不斷地學習、摸索和實踐。四是沒有形成航天幾十年相對穩定的配套協作網和合格供方名錄。由于國家航天工程的特殊性，配套產品除了要遵守市場經濟的規則外，還有航天集團對本系統配套任務指令性計劃的強制性，這是民營航天企業不具備的優勢。五是沒有基本形成系列化的型號發展規劃，自主知識產權的成果較少，成熟的技術少。六是民營火箭公司總體部門的權威性還沒有樹立起來，指揮協調、控制調度能力相對比較弱。

在產業鏈分布方面，目前存在產業鏈分布不均和產業鏈難以有效整合的短板。據公開可查的數據，截至2020 年底，已注冊商業航天相關企業數量161家，衛星制造相關企業48 家、衛星發射服務相關企業81 家、衛星應用相關企業32 家，而衛星應用及航天服務相關企業較少，仍存在較大可開拓空間；在產業鏈上游，企業大多將主營業務集中在衛星的總體制造上，而供應配套部件的企業較少。

截至2022 年3 月，我國火箭和衛星制造業（包含衛星互聯網相關系統）沒有全部形成市場化的供應鏈。相對衛星平臺總體的快速市場化，衛星平臺的核心分系統（如導航控制、電源、推進和測控等）研制方仍在原有體制內單位，幾乎沒有出現民營商業化的配套制造商。火箭領域，同樣面臨產業鏈還難以市場化的問題。根據艾瑞咨詢2021 年發布的不完全統計，我國液體火箭產業鏈中，能夠以“有限公司”形式存在的僅占30%，整個產業鏈中存在競爭者固定、訂單固定等問題。

雖然存在產業鏈分布不均的問題，但是要進行衛星產業鏈整合也較為困難，主要有兩個方面：一方面原本產業鏈就不完善，獨立運營的公司依然需要體制內的技術輔助；另一方面，在低軌星座大規模建設開工前，商業衛星公司的訂單量很難有大規模增長的機會，營收方面也得不到有效支撐。

2.技術短板

在運載工具方面，當前一箭多星運載能力面臨較大競爭，需加快低成本、商業化火箭運營體系建設。與SpaceX 一箭60 星的投放能力相比，截至2022 年底，我國在商業衛星互聯網建設的最高紀錄是一箭七星。整體而言，當前我國商業衛星互聯網建設進度相對美國還是存在較大差距的。以銀河航天為例，銀河航天公司是當前國內主要的商業衛星互聯網建設公司。截至2022 年底，銀河航天累計共完成兩輪衛星發射：2020 年1 月發射了首顆低軌試驗衛星；2022 年3 月5 日實現了一箭七星的發射，其中6 顆低軌衛星和1 顆遙感衛星。相關衛星的在軌總數不足SpaceX 的1%。

在衛星設計和制造方面，目前我國的商業衛星互聯網衛星還處于試驗階段。據中國信息通信研究院消息，國家航天局衛星通信系統創新中心依托銀河航天低軌試驗衛星和中星16 高軌高通量衛星，先后開展了基于5G 的寬帶衛星通信體制在高低軌道衛星通信環境中的試驗驗證。試驗證明，該體制突破了衛星通信系統和地面移動通信系統因信號體制差異而難以融合的問題，為后續進一步開展高低軌道衛星融合、衛星與地面網絡融合的通信技術體制研究奠定了基礎。從當前的這個發展進度看，國內的衛星互聯網離大規模的商用網絡聯網還有大量的工作需要做。目前,我國商業衛星仍然以技術驗證為主，還未進入大規模組網應用階段。

3.市場短板

當前,我國民營航天公司（包含民營衛星互聯網企業）的技術和產品，仍處于證明自己的階段，多重因素掣肘下，資本方投資日趨理性與謹慎。在市場拓展方面，我國的民營火箭和衛星互聯網衛星還未打開大規模的國內和國際市場。從目前這兩方面的情況看，民營火箭公司要達到SpaceX 系列運載火箭的運力，還有較大差距。同時，我國衛星互聯網衛星也面臨同樣的情況，目前主要還處于試驗階段，還不具備大規模投入商業應用的條件。

4.法律空白

衛星互聯網產業鏈包括衛星制造、衛星發射、地面設備制造和衛星運營及服務等環節，其中以衛星制造和發射尤為關鍵。據國內商業航天法務服務機構實踐反饋，目前衛星互聯網產業存在不同的合作模式，例如存在衛星業主將衛星的制造和發射發包給不同專業承包商的模式，也存在由總承包商在軌交付衛星的“交鑰匙”服務模式。合作模式多樣化，但相關的法律體系目前并不完善。特別是調研時了解到，當前我國民營衛星企業（包含衛星互聯網衛星企業）對接海外市場的主要業務，涉及的法律和相關監管問題廣泛而復雜。

綜合調研情況，當前我國還沒有《商業航天法》，相關法律的缺失會制約整個行業的發展。例如，當前我國商業衛星在軌交付出口等在國內還沒有具體的法律規范，在實際執行中主要參考的是武器裝備出口的有關規定，不利于我國進一步推動商業衛星相關出口業務發展。尤其在國家大力提倡商業航天發展的今天，航天作為一種涉及國家安全和戰略的特殊產業，缺乏頂層法律保護，不僅讓投資者缺乏安全感，也使得現有從業者缺乏長期方向。同時涉及發射審批等某些核心環節還缺乏相對清晰的公開流程。

四、對加強我國民營衛星互聯網建設的建議

1.盡快出臺《商業航天法》

SpaceX 的快速發展與美國不斷完善的商業航天法律體系是分不開的。對部分商業衛星企業調研發現，《商業航天法》的缺失為相關民營企業在運營中帶來現實的困難。建議盡快出臺我國的《商業航天法》，以法律、法規，以及完善管理制度的方式，逐步引入更多投資和企業參與到衛星互聯網等商業航天產業，全面推動我國包含衛星互聯網在內的各類商業航天產業蓬勃發展。

具體而言，商業航天法至少應涵蓋以下調整內容：民用（商業）航天管理機構和運行機制、商業航天活動準入管理，商業航天技術應用促進機制，商業火箭和衛星發射管理及相關責任與保險，商業航天產品和技術的出口管控，空間資源開發限制和環境保護措施，國際合作協調機制，空間知識產權保護，爭端解決機制等等。一些現行制度也需要配合進行修訂。

2.鼓勵有條件企業探索全產業鏈布局

綜合2014 年以來的系列文件，我國推動商業航天全產業鏈開放化、市場化的發展戰略意圖是明確的。但從現實的發展情況看，這是一個長期的過程，短期內還難以實現。

火箭和衛星行業的市場化不夠、競爭者不足問題并不是中國所面臨的獨有問題。實際上，SpaceX、歐盟及英國的商業航天領域都不是完全市場化的。可以說，推動火箭和衛星行業全產業鏈的開放和市場化是所有具備商業航天能力國家共同的中長期目標（但短期內難以實現）。目前，比較成功可行的方法是參考美國SpaceX 的做法，允許一部分有能力的民營企業著手做全產業鏈的垂直布局，以形成競爭機制倒逼現有體系的改革。我國的商業航天還處于起步階段，雖然現在涌現出了一批民營企業，但隨著市場競爭和技術迭代，未來的并購、重組和市場洗牌是必然的。借鑒SpaceX 經驗，引導一部分有實力的企業朝著全產業鏈布局發展，是當前加快我國包含衛星互聯網在內的商業航天各領域快速發展，推進開放化、市場化的一條比較現實的路徑。

3.搶占資源需要以相關產業的大發展為支撐

根據國際電信聯盟《無線電規則》，地球唯一的同步軌道因為資源有限，所以全球各國應該公平進行分配；而除同步軌道之外的軌道和頻譜資源實行的是“先登先占”的原則：先登記的有優先權，后登記的需要采取措施，保證不對地位優先的軌道和頻譜的正常使用產生有害或不可接受的干擾，并制定了相應的協調機制。按照當前全球衛星互聯網建設速度，頻譜資源與軌道資源的爭奪已成為不斷加劇的資源大戰。

通信專家曾發文呼吁，近年來，國外公司紛紛推出規模龐大的低軌衛星系統搶占有限的低軌衛星軌道和頻譜資源，爭取先發優勢，爭奪太空優勢，“跑馬圈地”現象十分明顯，因此建議鼓勵我國企業向國際電信聯盟申請和爭取衛星通信的頻譜資源和軌道資源。需要注意的是：國際電信聯盟《無線電規則》中有7 年內必須啟用的時限要求，否則將導致權利和地位喪失及行動無效。這意味著我國在抓緊搶占資源頻譜資源與軌道資源的同時，也需要具備在7 年內啟用的實力。因此，未來我國衛星互聯網星座的發展時間非常有限，需要國家的進一步支持。

4.創新人才管理機制

當前，我國航天高端人才主要聚集在傳統航天軍工央企和相關研究機構。但隨著多家民營航天領域的創業公司相繼成立，由于商業航天的技術復雜性、專業性程度高，對人才特別是具有資深技術和長期管理經驗的高端航天人才的需求相當迫切……雖然民營商業航天企業均采用了從相關國企引進人才的方式，但在短時間內，我國民營商業航天行業仍無法獲得大量高質量人才，出現較大的人才缺口。

參考SpaceX 主要從NASA 和行業內軍工巨頭挖人以支撐企業快速成長的經驗，我國需要在“軍工人才再開發”以及完善傳統航天軍工央企人才進出流轉機制方面進行相應的調整和創新，創造航天人才在不同所有制的航天企業和研究機構之間自由流動的渠道。此外，由于民營航天企業的核心創始人團隊主要成員，大都出身于航天體制內單位，這種人才引進模式存在較大的局限性和風險性，企業要想長久地健康發展，必須建立和完善企業自身的人才隊伍培養體系，加大人才隊伍建設的投入力度，特別是加強企業技術人才（后備）梯隊的儲備，比如，實施民營航天企業產學研一體化形式的人才儲備培養模式等。

5.有序放開各項準入限制

調研發現，在建設權利平等、機會平等、規則平等的衛星互聯網市場環境方面，目前有三個方面企業呼聲較高。一是在頻譜和軌道資源的國際爭奪戰愈演愈烈的情況下，希望國家能在頻譜分配、衛星軌位、空間分辨率等方面進一步對民營商業航天企業減少限制。二是希望能夠有序開放基礎電信業務，支持符合條件的衛星應用企業申請衛星相關基礎電信業務經營許可或與具備相關資質的企業合作。三是開放更多的制造許可。當前衛星互聯網產業鏈從發射到運營的諸多環節，按照現有的相關制度，還屬于武器制造領域。而這些領域，基本上每個航空航天核心企業周圍都聚集了一批專門從事機械加工等低端配套為主的民營企業，這些民營企業很多并未取得武器生產許可證，只能從事模具加工等低端配套……但民營企業這種參與國防項目的發展模式主要依靠大型軍工企業的溢出業務，不但很難提升配套層次，且業務量缺乏保障。因此，整個產業鏈的民營化，需要進一步向民營企業開放更多的制造許可。

在模式創新方面，目前有四個要點需要發力，一是需要找到適合中國國情的“航天+應用”，建立可持續的盈利模式，形成投資方、研制方、運營方和使用方的多贏局面；二是建立相對獨立的航天器發射、測控和運控等保障鏈，引導民營資源參與發射場和測控站建設和運營，形成軍民兩用的商業航天保障鏈；三是積極推進國有航天企業混合所有制改革，加快利用重組、兼并、收購等形式建立航天應用產業布局，引入商業保險機構參與衛星發射和在軌保險；四是建立商業航天產業聯盟，應形成具備競爭優勢的價格同盟，避免同行業無序競爭。

6.進一步加強外太空空間全球治理合作

2021 年7 月、10 月，星鏈衛星兩度接近中國空間站，出于安全考慮，中國空間站不得不兩次緊急避碰。如今，世界上掀起了一輪注冊超大規模星座的熱潮，注冊數量動輒上萬甚至數十萬。雖然其中很多星座注定不可能實現，但只要有一部分星座能夠投入建設，就會極大增加低軌道衛星數量。退一步說，即使其中有很小比例的衛星變成垃圾，絕對數量也不可忽視。外太空空間治理已成了一個越發嚴重的問題。

《2021 中國的航天》明確指出，未來五年，中國將統籌推進空間環境治理體系建設。加強太空交通管理，建設完善空間碎片監測設施體系、編目數據庫和預警服務系統，統籌做好航天器在軌維護、碰撞規避控制、空間碎片減緩等工作，確保太空系統安全穩定有序運行。全面加強防護力量建設，提高容災備份、抗毀生存、信息防護能力，維護國家太空活動、資產和其他利益的安全。從衛星互聯網發展來看，當前在加強外空全球治理合作方面比較迫切的問題是需要進一步加強與歐美的對話協商，建立常態化的太空空間治理交流機制，進一步提高中國太空國際話語權、主動權和影響力。