低軌衛星星座背后的產業賽跑

2月3日7:37，西昌發射場迎來了第200次發射任務。一枚搭載了11顆衛星的長征二號丙運載火箭，在破曉之時緩緩升空。不同以往的是，這一次發射的衛星，來自一家民營企業。

在航天領域，由民營企業構成的商業航天，正日漸成為一股不容忽視的力量。

中國商業航天的故事，最早可以追溯到2014年：彼時，國家放開了政策限制，鼓勵民間資本造火箭、放衛星，一些企業開始了早期探索。

而在近兩年，隨著企業陸續取得突破，商業航天開始爆發。

2021年，吉利旗下的商業航天公司時空道宇，在浙江臺州建成全球首個深度融合航天制造和汽車制造能力的衛星超級工廠，實現了衛星的工業化生產。

2023年，這家企業還成為全球首家實現衛星通信及星基高精定位車規級量產應用的商業公司。目前，已經完成自有星座兩個軌道面部署。2024年內完成星座第三個軌道面部署后，開啟全球化商業應用。

去年，民營火箭產業也按下了加速鍵，5家公司先后發射了13枚火箭。年底，我國首個商業航天發射場，也在海南竣工。

中國商業航天如火如荼的背后，是一場正悄悄拉開帷幕的太空競賽。

21世紀太空競賽

當下，跑馬圈地最激烈的，莫過于低軌衛星星座建設。

北京時間5月15日02:39，一枚搭載了20顆星鏈衛星的獵鷹9號火箭，成功進入地球軌道。截至2024年5月15日，SpaceX已經發射了足足35次星鏈衛星[2]。同一時間，其他國家也加快了建設低軌衛星星座的腳步。

眾所周知，現代社會的信息傳輸，幾乎完全依賴地面通信。

然而，出于自然環境、基站建設成本等問題，目前尚有80%以上的陸地地區、95%以上的海洋地區，沒有被地面網絡所覆蓋。

在這些“信息社會的死角”，基于低軌衛星的衛星通信就成了最好的選擇。借助運行在地球軌道上的衛星星座，可以實現對整個地球的網絡覆蓋。

由此可見，低軌衛星星座有著非常重大的價值：

它可以給處于極端環境、基建落后、地面網絡無法覆蓋地區的人們，提供實時的網絡服務。除此之外，它還是6G網絡的重要組成部分。

當然，通信只是低軌衛星的主流應用方向，它還能實現高精定位、遙感等功能。

然而，低軌衛星星座的技術特征，決定了民營企業才會是破局的關鍵。

衛星運行的地球軌道，按照軌道高度從低到高，分別是低軌道、中軌道以及地球同步軌道。低軌道由于距離地面更近，因此傳輸延時最低，速率更高，是目前唯一能實現近似地面通信效果的軌道。

然而，低軌衛星星座如果要覆蓋全球，對衛星星座的設計要求非常高。

由于軌道高度低，單顆低軌衛星只能覆蓋一小片區域。 因此，需要通過數十顆、數百顆乃至更多的低軌衛星，組網成一個星座，系統結構復雜，且操作、控制、管理難度較高。

除此之外，低軌衛星還存在使用壽命較短等 問題。

因此，發力低軌衛星，需要低成本、批量生產衛星的能力。

事實上，早在上世紀末，各個國家已經意識到了低軌衛星星座的潛力。

然而，傳統的衛星生產，大多依賴實驗室定制研發，單顆成本極其昂貴，更別提組建星座了，這顯然不是傳統航天機構所擅長的。

因此，民營企業接棒成為了發展低軌衛星星座的重要有生力量。在中國，民營商業航天企業時空道宇沖在了第一線。

當下，時空道宇是全球第6家，也是國內首家能夠獨立建設并運營商業衛星星座的企業，同時也是國內唯一實現星座整軌部署的商業航天企業。

目前，時空道宇正在建設并運營，全球首個服務于未來出行生態的低軌衛星星座——吉利未來出行星座。預計在兩年內，時空道宇將完成星座一期72顆衛星部署，實現全球實時數據通信服務。

然而，即便對于時空道宇這樣的民營企業來說，參與“低軌道競賽”，仍是個不小的挑戰。

擁抱產業思維

早些年，外界普遍并不太看好衛星通信這個方向。畢竟，民營企業的第一次嘗試，就以一場慘敗收場。

上世紀80年代，摩托羅拉推出了全球首款商業手機，并搭載了剛剛興起的1G網絡。然而，1G網絡建設的種種缺陷，令摩托羅拉感到不滿。于是，這個風頭正盛的手機巨頭，啟動了一個非常大膽的項目：

通過發射77顆衛星，來組建一個覆蓋全地球的網絡。摩托羅拉將這個項目命名為銥星（Iridium），因為金屬元素銥的原子序數剛好為77。

銥星的LM-700衛星

然而，銥星項目的建設成本高達50億美金，需要超100萬用戶才能攤平成本[8]。1998年底，銥星項目正式投入使用，用戶僅有約2萬人[9]。只運行了8個月，銥星項目便瀕臨破產。2000年，摩托羅拉不得不宣布所有衛星將脫離軌道。

所幸美國政府接盤，免除了40億美金的債務，銥星才得以存續下來。當年銥星的失敗，揭示了低軌衛星產業化的兩個關鍵性難題：

如何降低建設星座的成本？以及如何扛住龐大的研發開支，找到成功的商業模式？

針對這些問題，時空道宇在摸著前人過河的過程中，探索出了一種非常巧妙的解題思路。

制造衛星是一項昂貴、復雜、耗時，且工程精密度極高的工作，通常多在實驗室進行。

幸運的是，時空道宇作為吉利旗下的公司，擁有豐富的汽車制造知識。

通過借鑒吉利汽車制造的自動化裝配技術，以及批量化制造管理模式，時空道宇打造了一條智能柔性脈動式生產線，實現了衛星AIT（總裝、集成和測試）量產。

工業化批量生產的模式，使得時空道宇能夠大幅縮短衛星的總裝集成測試周期，并將生產成本降低45%。

如今，從下單到衛星出廠，時空道宇只需要28天。而在量產階段，臺州衛星超級工廠每天可出廠1-2顆衛星，已接近國際一流的商業航天企業[10]。

對于時空道宇而言，吉利龐大的汽車工業，既是前置產業，幫助解決了降本難題；同時也是下游產業，提供了可行的落地模式。

去年，時空道宇創新性地將衛星通信落地到汽車上，和極氪共同推出了全球首款量產衛星通信乘用車——極氪001FR。如今，極氪009光輝版、新款極氪001、極氪007、吉利銀河E8等車型，都配備了雙向衛星通信功能。

對于衛星通信而言，出行是個極其重要的場景。

當處于無地面網絡覆蓋的環境時，配備了衛星通信的車輛，仍可以提供網絡服務，不必擔心失聯。

與此同時，時空道宇的吉利未來出行星座，不光具備衛星通信功能。星座二期將拓展至168顆低軌衛星，將提供全球高精定位服務，能夠讓車輛“永不迷路”。

“衛星上車”，可以切實解決許多極端環境行駛的痛點。

時空道宇是國內率先實現車載衛星應用產品規模化落地的商業航天企業。然而，出行只是時空道宇產業化版圖的第一步。

實際上，低軌衛星星座的想象空間，遠不止于此。

目標，星辰大海

今年4月，曾經“死過一次”的銥星，公布了一季度的財務數據：2.039億美金的營收，以及980萬美元的凈利潤，儼然已經重獲新生。

當年，銥星能夠存續下來，離不開美國政府的幫扶。然而，政府訂單只占銥星收入的12%。相比之下，不斷增長的商業服務，構成了其收入的主要來源。銥星將衛星通信服務，拓展到了海運、航空、物聯網等領域中。

以航空為例，目前銥星的第一代服務已經安裝在6萬多架飛機之上[13]。

去年，銥星又推出了新一代的Iridium Certus服務，通過運行在低軌道上的衛星星座，可提供最高704 Kbps的網絡服務。5月初，加拿大飛機制造商Bombardier，宣布將使用Iridium Certus航空服務。

而在海運端，銥星今年又剛剛收獲了中遠海運這個來自中國的大客戶。

從中可以看出，銥星的商業擴張，完全建立在全球市場的基礎之上。

道理其實不難理解：衛星企業在建設星座時，向來是以地球為“基礎單位”。不管是銥星、星鏈，還是吉利未來出行星座，都可以給全球任何一個地點提供服務。

既然已經劍指星辰大海，再將產業落地限制在少數國境線之內，格局未免小了些。

因此，早在2021年星座規劃建設初期，時空道宇便開始了海外業務的籌備工作。探索的領域，也不僅局限于出行。

目前，時空道宇已完成基于自有星座的手機直連衛星通信芯片研發和流片，預計將于下半年實現規模化量產應用。而在自動駕駛及智能網聯等領域，時空道宇也積累了不少相關經驗。

在杭州第19屆亞運會期間，時空道宇以航天科技賦能亞運，提供高精定位、衛星通信、遙感AI技術支持，助力杭州舉辦智慧亞運，保障大型國際賽事出行安全。

時空道宇高精定位產品及服務應用于近2000輛亞運會官方指定用車，實現車輛精準管理與調度，累計保障里程超200萬公里。

目前，時空道宇在全球商業化落地的核心業務模式，是與海外電信運營商進行深度的綁定和合作，為行業用戶提供從數據服務到芯片的完整解決方案。同時根據各個地區的市場需求，因地制宜地開展低軌衛星星座相關的應用服務。

去年，時空道宇成功在東南亞、中東、非洲等地取得了業務進展，完成了一系列戰略合作簽約。

例如在去年底，時空道宇與馬來西亞電信運營商Altel簽約，結合當地豐富的港口與農業資源，加速智慧港口、智慧農業等解決方案的落地。

在中東、非洲等地區，時空道宇已經與當地電信運營商合作，開展手機直連衛星通信等衛星應用業務。

吉利未來出行星座第三軌衛星，計劃于今年下半年發射，屆時，時空道宇將正式開啟星座的全球應用服務。星座第四軌衛星將搭載手機直連衛星通信載荷，為海量存量手機提供手機直連衛星通信服務。

在全球商業競爭的背景上，時空道宇找到了適合自己的道路。

尾聲

時至今日，外界對于航天的認知，大多仍保留著“高精尖國家項目”的刻板印象。事實上，隨著以低軌衛星制造及應用、商業運載火箭等為代表的商業航天產業日漸成熟，游戲規則正在改變。

不論是率先起跑的美國，還是其他追趕者，都保持著“國家隊”與“民間隊”互相搭伙過日子的形式。

可以預見的是，商業航天將在未來20年的科技產業中，將扮演非常重要的地位。但正如前文提到，這遠沒有看上去那么簡單，很多環節都尚未跑通。不論是放衛星，還是造火箭，都存在著海量工程難題需要克服。

盡管我國開放民間資本進入已有10年，愿意投身其中的企業仍算不上多。

因此，那些敢于探索的先驅企業，值得外界更多的掌聲。因為，它們的經驗與成果，將決定太空紅利徹底爆發的時候，中國的科技從業者能分到多少蛋糕。

參考資料

[1] 到處搶人，中國民營火箭排隊上天，南風窗

[2] SpaceX launches 20 Starlink satellites on 50th mission of the year，space.com

[3] 低軌衛星通信啟動，天地一體通信邁向6G，南京證券

[4] 論高低軌道在我國未來衛星通信中的應用，張更新、甘仲民、牛鑫

[5] 衛星通信發展提速，星地一體未來可期，中信證券

[6] 他山之石系列——衛星通信專題（二）銥星星座商業模式分析，西南證券

[7] A Heavenly Sign - The Iridium satellite story，David Vernon’s Scribbles

[8] Iridium satellite phone re-launch, BBC News

[9] Iridium Fails to Find a Market : Satellite Phone Misses Its Orbit，The New Yorker Times

[10] 專訪時空道宇CEO王洋：目前商業衛星最具市場前景的是衛星制造及應用領域，21世紀經濟報道

[11] 商業航天的“引擎”還能撬動什么，中國新聞周刊

[12] How Iridium stays ahead in the space race，Tech Wire Asia

[13] Satcom providers stand ready as Iridium introduces Certus aviation，runwaygirl network

編輯：李墨天

視覺設計：疏睿

責任編輯：李墨天