商业航天概念、政策及产业进展如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2025/09/22 14:33

商业航天是指利用商业模式运营的航天活动。

商业航天是指按照市场规则配合技 术、资金、人才等资源要素,以盈利为目的、非政府的航天活动,主要包括运载 火箭、人造卫星、载人航天、深空探测及空间站等方向,与军用航天、民用航天 并列,构成航天工业的三大支柱。卫星互联网是商业航天最重要的应用场景之一 ——基于卫星通信,通过发射一定数量的人造大基站在太空规模化组网,以完成 类似地面宽带信息接入的功能。

根据空间网络与地面网络的关系,可将卫星网络工作模式分为天星地网、天基网 络和天网地网三类。在天星地网模式下,卫星间无星间链路连接,只有在用户和 地面站被同一卫星覆盖时才能进行实时通信业务。目前 OneWeb 一期计划采用 此种架构。天基网络模式下,用户间可直接通过卫星和星间链路实现端到端连接, 摆脱了对地面网络设施的依赖,具有独立性、安全性和抗毁性优势。天网地网模 式下,卫星间由星间链路连接,地面信关站通过地面网络连接。天网地网模式充 分利用了卫星的广域覆盖优势和地面网络的容量、资源优势,实现了天地融合和 优势互补,成为未来低轨卫星网络的发展趋势。

卫星轨道主要分为 LEO、MEO、GEO 三种。LEO(近地球轨道)高度通常在 160 公里至 2000 公里之间,轨道高度较低、时延低但覆盖区域较小。GEO(地 球静止轨道)位于地球赤道正上方,高度约为 35,786 公里,卫星绕地球运行的 方向和周期与地球自转完全相同,因从地面观测时卫星相对地球静止不动而得名。 GEO 卫星因轨道较高呈现时延高而覆盖范围极广的特点,3 颗卫星就能覆盖地球 除南、北极之外的所有区域。MEO(中地球轨道)高度位于 LEO 和 GEO 之间, 全球导航卫星系统如 GPS、GLONASS、伽利略、北斗的核心卫星主要部署在 这个轨道上。

轨道高度决定功能,卫星互联网多以低轨卫星组网。低轨卫星较短的传输路径让 信号的损耗和延迟更低,数据传输速度与地面光纤网络相当,可实现近乎实时的 通信和数据传输,其制造和发射成本低、扩展性强的优势可弥补移动速度过快、 覆盖范围小的劣势——通过发射大量低轨卫星组成大型星座,进而实现全球覆盖, 因此低轨卫星为卫星互联网的首选。据UCS Satellite Database数据,截至2023 年 5 月 1 日,在轨 LEO 卫星数量为 6768 颗,远超 GEO 卫星(590 颗)和 MEO 卫星(143 颗)。

不同的卫星频段具有不同的传播特性、容量及抗干扰能力,从而影响卫星通信的 性能和应用范围。频率越高,波长越短,带宽潜力越大,但穿透力越差,更容易 因“雨衰”(大气中的雨、雪或冰对无线电信号的吸收)而受到信号衰减的影响。 目前卫星通信常用的频段涵盖 L、S、C、Ku、Ka 等,Ka 频段因带宽优势,成 为卫星互联网(如 Starlink、OneWeb)的主要选择。

全球航天发射活动提速,中国航天产业步入快车道。1957 年 10 月 4 日,苏联成 功发射世界首颗人造卫星 “斯普特尼克 1 号”,标志着人类正式进入航天时代。在 接下来长达三十年的时间里,美苏两国的太空军备竞赛为全球航天事业发展的主 要推动力,美苏两国贡献了 1957-1990 年间超过 95%的航天发射活动。90 年 代苏联解体,冷战结束,航天领域的美苏双头垄断格局由此改变。步入 2020s 全 球航天产业发展提速,近五年(自 2021 年以来)航天发射活动次数(968)已超 过 2011-2020 年总量(928),2024 年中国航天发射次数仅次于美国,位列全 球第二位。

美国 SpaceX 引领全球商业航天发射,中国呈现“国家队+民企”双轨模式。2024 年全球商业航天发射任务达 175 次,较 2023 年增长 41%,占比由 56%上升至 66%;政府航天发射任务 65 次,较 2023 年减少 11%;军事航天发射任务 23 次,较 2023 年减少 12%。根据中国航天官方数据,在商业航天发射任务中,美 国商业航天公司 SpaceX(太空探索技术公司)2024 年发射活动次数遥遥领先, 中国航天科技集团位居第二,火箭实验室、星河动力等商业公司占中国发射量的 20%。

截至 2023 年 5 月 1 日,从在轨卫星数量来看,美国以 5165 颗遥遥领先,约占 全球总数的 68.32%,其次英国 651 颗(约占全球 8.61%),中国 631 颗居世界 第三(约占全球 8.35%),俄罗斯 181 颗(约占全球 2.39%),日本 87 颗(约占全球 1.15%)。以上五个国家在轨卫星数量最多,共占全球总数的 88.82%。 按照下游使用对象来看,商用卫星为第一大组成,全球商用卫星 6081 颗(占 80.44%)、政府专用卫星 559 颗(占 7.39%)特殊用途卫星为 458 颗(占 6.06%)、 民用卫星 160 颗(占 2.12%)、政商两用卫星为 97 颗(占 1.28%)。

当前卫星互联网正成为全球通信基础设施建设的新高地,全球各国均积极布局卫 星互联网,国内以“国网”、“千帆”两大星座为代表,海外则以 SpaceX 的星链 计划为代表:  国网星座(又称“GW 星座”)由中国卫星网络集团有限公司(简称“中国星 网”)打造,是中国首个卫星互联网计划、首个空天一体 6G 互联网计划。GW 星座共计规划发射 12992 颗卫星,其中 GW-A59 子星座 6080 颗,分布在 500-600 千米的极低轨道;GW-A2 子星座 6912 颗,分布在 1145 千米 的近地轨道。 千帆星座(又称“G60 星座”)由成立于 2018 年的上海垣信牵头建设。千 帆星座计划于 2025 年底完成 648 颗发射,提供区域网络覆盖;2027 年底 完成共 1296 颗的一期建设,提供全球网络覆盖;到 2030 年底,完成超 1.5 万颗低轨卫星的互联网组网。 星链星座(Starlink)是 SpaceX 提出的巨型低轨宽带互联网卫星星座,一 二期计划在近地轨道部署约 1.2 万颗卫星,三期计划部署 3 万颗卫星。