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圖/鄭逃逃
未雨綢繆,曲突陡薪。——全文2613字,閱讀時間約8分鐘
北京時間10月15日19時許,長征六號甲(CZ-6A)運載火箭在太原衛星發射中心點火起飛,將千帆極軌02組衛星送入預定軌道,發射任務取得圓滿成功。
除搭載的衛星外,長六甲火箭在經歷上次末級碎片事件的“曲折”后,再度出發,成為本次發射的關注點之一。
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圖/上海航天
千帆極軌02組衛星由上海垣信衛星科技有限公司(垣信衛星)抓總,由上海格思航天科技有限公司(格思航天)研制。
千帆星座是垣信衛星打造的大型低軌互聯網星座,8月發射的01組衛星曾被媒體譽為“中國星鏈”大規模組網的第一步。(另有其他低軌互聯網星座,常被統稱為“中國星鏈”)
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國內外星座(部分)發展變化,圖源/泰伯智庫
中國建設低軌衛星互聯網的宏偉計劃,不僅是各省市地區出臺發展政策的重要方向之一,也成為國內商業航天產業上下游發展的重要助力因素。
不完全統計,可查詢到的我國互聯網星座計劃累計數量已超過4萬顆衛星。
發射的成功固然可喜,理性的思考更為難得。有不少人在關注:如此龐大的計劃,中國星鏈們會面臨哪些考題?
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所需發射數量巨大
這是中國星鏈們都要面臨的問題。
以千帆星座為例,垣信衛星計劃2024年完成108顆組網,2027年完成1296顆,2030年完成約15000顆星座建設。
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圖源/DongfangHour
據媒體報道,目前千帆星座按一箭18星的方式發射,未來還將拓展一箭36星、54星的發射方式。
據此,可以推算出未來6年所需要的火箭發射數量,那么問題也隨之而來。
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圖源/DongfangHour
黃色:推算千帆星座每年所需火箭數量
藍色:2020-2023年我國年度發射火箭數量
- 2024年108星組網,預計需要6發火箭完成。
- 2025年540顆組網,即使按照一箭36星發射,明年預計也需要15發火箭完成。
- 2026-2027年,則累計需要發射18發火箭完成剩下的648顆組網。
- 2028-2030年,更是每年需要發射84發火箭,以完成剩下的13000多顆衛星組網。(2025年起,均按一箭36星計算)
2023年中國總計發射火箭67次,未來6年,僅千帆星座所需火箭發射就要近300次。
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所需載荷運力巨大
火箭發射數量只是一個維度,換算成載荷運力則更為驚人。
上海人民政府官網顯示,上海格思航天正在為“千帆星座”打造“星工場”。
據IT之家報道,格思航天研發的可堆疊型平板衛星平臺,每顆衛星重300kg。(僅作為舉例參考,千帆衛星實際重量或有不同)
如按此數字,不難計算未來所需的火箭運力。
到2030年完成15000顆衛星組網,6年時間,累計需要4500噸的發射運力,平均每年750噸。
要知道,2023年我國累計發射載荷質量也不過150噸左右。對于更多更大運力火箭的需求,迫在眉睫。
本次千帆星座發射使用長六改,如不出意外,預計該火箭還將繼續用于千帆組網發射,當然,前提是后續不再出現問題。
8月6日,長征六號甲成功發射千帆01組星后,火箭的留軌二級(末級)發生解體,產生空間碎片,引起國內外媒體關注,甚至驚動外交部發言人答記者問。
除此之外,還有哪些火箭可用?
好消息是,不論國家航天集團還是民營商業公司,均在開發新型火箭,以滿足如此大的發射需求。
先進入到量產階段的火箭,有機會率先分到市場蛋糕。
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各發射場承接能力
大規模星座組網發射,對于我國各個發射場的商業發射能力也是考驗。即便有足夠多的火箭待發,現有發射場能否滿足不同類型火箭的高頻次發射需求?
以2023年為例,67次發射由四大發射場完成(包含商業公司發射設施),平均算下來,每個中心約16次發射任務(實際每個發射場年度任務數各不相同)。
未來幾年,如果在日常年度發射數量的基礎上,加上中國星鏈們的發射需求,每個發射場的任務數量可能要成倍增加。(前文算過,僅千帆星座,未來就需發射火箭將近300次)
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圖/文昌航天發射場區域一覽
2024年,新建的海南文昌商業發射場將投入使用。
根據媒體報道,已建成的兩個液體工位具備每年32發火箭的能力(一號、二號工位規劃能力各為每年發射16發)。
不過這也難以滿足發射需求,何況其中的二號工位要適配19型火箭。
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考驗衛星生產制造能力
大規模的發射計劃背后,面臨的是衛星批產的壓力。
千帆星座、GW星座、銀河星座、鴻鵠-3星座……國內的衛星生產制造需求未來將激增。
過去幾年,航天科技、航天科工、長光衛星、上海垣信、銀河航天、時空道宇等公司,在全國各地布局了多個衛星制造工廠。
根據公開報道,每家工廠具備年產200顆到500顆不等的衛星制造能力。
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我國部分衛星工廠分布,圖源/DongfangHour
假設,上述衛星工廠全都用于生產制造低軌衛星互聯網,每年可生產衛星近2000顆,但這也難以滿足未來10年數萬顆的衛星制造需求。
何況,除了低軌互聯網衛星外,還有其他類型衛星制造需求。
各地政府和衛星企業也在積極布局,拓展衛星產能。
例如,10月8日,上海市松江區人民政府正式印發《松江區商業航天和空間信息產業衛星互聯網細分賽道高質量發展行動計劃(2025-2027年)》。該文件提出,到2027年,全區商業衛星批量化智造能力達到300顆/年。
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圖源/無錫博報
比提升衛星產能更重要的是,在衛星互聯網技術上的突破,這部分內容值得單獨討論。
未雨綢繆,曲突徙薪。
幾個考題也并非無解,相信隨著時間的推移,未來我國會有更多衛星工廠,更大的產能,更強的技術。
除上述外,中國星鏈們還有資金支持、市場客戶、盈利收入等話題,不過那就是另的故事了。
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最近有作者在談,星艦成功了,中國航天企業加減速的問題。(星艦第5飛成功!“中國馬斯克們”需要加速嗎?)
其實,商業航天的快與慢,其實本質在于,行業的深層次問題如何解決?什么才是健康合理的“度”?
拋個話題,歡迎高手支招、暢所欲言。
參考及引用:
《為中國“星鏈”打造“星工場”》
https://www.shanghai.gov.cn/nw31406/20241008/39da5b8ed0bc44e3a1126de727147b71.html;
《“千帆星座”首批組網衛星發射,“一箭18星”升空》
http://www.digipub.cc/dy/article/J8TSL1D00511B8LM.html;
《今天,又一航天工廠落地無錫!》
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1811554339501235057&wfr=spider&for=pc;
《外交部:中方高度重視空間碎片減緩》
https://www.jiemian.com/article/11558186.html;
《每年可發射16次!我國首個商業航天發射場一號發射工位竣工》
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1786677885173486642&wfr=spider&for=pc;
https://www.bilibili.com/video/BV1FTxjeeETF/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=69e837f3b5038983029b5cbe27482609;
上海市人民政府網站,央視新聞、上海航天、無錫博報、IT之家、泰伯智庫及網絡公開資料。
DongfangHour、李壹鏖對文本亦有貢獻。
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