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中国民营卫星的小时代 圈天运动中的大国博弈(组图)

新闻来源: 放大灯 于2020-08-17 8:34:20  提示:新闻观点不代表本网立场

进入2020年,乘着新基建概念的东风,卫星互联网突然成了当红炸子鸡。过去,人们看卫星发射如看绚丽的烟花:壮观,震撼,但大多时候与普通人无关。而今,世道变了,这个自带“科幻”光环的行业,已驶入民营化快车道,不仅每天都在创造历史,还将很快深刻改变每个人的生活。

孙汝亮丨作者

李拓丨编辑

放大灯团队丨策划

民营航天的分水岭

“卫星互联网”,即通过卫星为全球提供互联网接入服务。它不是生造的噱头,一直以来,通信功能就与导航、遥感并称传统卫星的三大功能(业内简称“通导遥”)。

人们建设卫星互联网的尝试,始于20世纪90年代。彼时,包括美国铱星(Iridium)、全球星(Globalstar)、轨道通信(Orbcomm)以及比尔·盖茨所投资的Teledesic在内的多家公司,都曾试图发射低轨卫星(或称“近地轨道卫星”,轨道高度160km~2000km)[1],建立一个天基网络、销售独立的卫星电话或上网终端,与地面电信运营商竞争用户。

但在几十年前,有些硬伤无法解决。如单星价格高,需要卫星数量又太多,导致没有公司能承受成本;早期星座通信掉话率达到15%,体验极差。[2]

直到近些年,随着技术的成熟和成本的下降,卫星互联网才得以进入快速发展期。这表现在:以高频段、多波束和频率复用为技术特征的高通量卫星技术日渐成熟,卫星通信速率提升了百倍以上,服务成本下降到原来成本的百分之一。

这也成了卫星互联网受到政策和资本关注的主要原因。2020年1月16日,银河航天发射中国首颗通信能力达16Gbps的低轨宽带通信卫星,这是我国通信能力最强的低轨宽带通信卫星。



银河航天发射中国首颗通信能力达16Gbps的低轨宽带通信卫星。图丨银河航天

不久后的2020年4月20日,中国官方正式把卫星互联网纳入新基建范畴。

新型基础设施主要包括3个方面内容,其中之一是信息基础设施,主要是指基于新一代信息技术演化生成的基础设施,比如以5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施。[3]

事实上,在卫星互联网被纳入新基建前,全球资本对于民营卫星行业就已经蠢蠢欲动。除了SpaceX外,三星、谷歌、亚马逊等多家公司都在布局近地轨道网络,中国的航天科技和航天科工两大央企也提出“鸿雁星座”和“虹云工程”计划,并均于2018年发射首颗验证卫星,民营方面银河航天也曾提出“银河系”AI星座计划。

甚至就连吉利汽车都在今年3月突然宣布成立卫星公司,欲于年内发射两颗自制低轨卫星,用于吉利汽车的自动驾驶和智慧出行业务。

到底还是因为庞大市场的诱惑。未来宇航研究院近期的一份研究表明,未来5年内,在中国,以航空和航海为主要市场的卫星互联网总规模大至150亿美元,带动上下游产业市场规模可达500亿~800亿美元。[4]

如今,卫星互联网有了“新基建”加持,行业天花板将大大提高,中国民营卫星产业也打开了更多可能。

在九天微星CEO谢涛看来,卫星互联网纳入新基建将是民营卫星行业的分水岭,甚至是民营航天行业的“最大变量”。原因不难理解:卫星互联网是市场最明确,发射计划最明确、国家明确支持、客户最明确、场景应用最清晰、以后的市场规模最大的业务。

不过,卫星互联网也是典型的资本密集型行业,全球太空经济基础建设初期,需要大量的资本投入,才能实现跨越式发展。

“因为新基建,目前有不少资本更看好这个行业。”银河航天创始人董事长兼CEO徐鸣向放大灯团队(ID:guokr233)表示,这需要资本有前瞻性,更需要资本有足够的耐心,做好在该领域长期深耕的准备。

一人一颗星

全球有多需要卫星互联网?

互联网世界统计(IWS)数据显示,全球仍然有近30亿人无法联网。即使4G网络相对普及,5G网络建设速度领先全球的中国,依然有不少区域无法实现移动网络覆盖。此外,在地质灾害频发的地区,应急救灾通信等网络需求也长期存在。

尽管目前卫星互联网的应用场景已涉及视频直播、云服务、车联网、船舶、航空等领域,但即便是在该领域摸爬滚打多年的从业者,也很难说清楚未来还可能出现哪些新型应用。

“其实我们现在很难证明,卫星互联网未来到底都有哪些应用。”天仪研究院CEO杨峰坦陈,“就像在2000年时,很多人去谈移动互联网应用,现在看来都是假的一样,在现阶段,去过于细致地谈论卫星互联网的应用,也是不合适的。”

在杨峰看来,如今的民营卫星正在经历卫星的摩尔定律的阶段。就像从计算机到手机的变革一样,卫星制造商们正在努力把卫星做的更小、更便宜,也更强大。

“像《三体》之类的科幻小说一样,可能一个人坐飞船去星球旅行,然后飞船背后就带着几个小卫星,通过卫星来完成位置导航、探测以及和母星通讯。”九天微星CEO谢涛对放大灯团队畅想他未来的愿景时,希望未来每个人都可以拥有一颗自己的卫星,就像如今每个人都有一辆车一样。

如果这种畅想能成真,似乎资本对于民营卫星市场再狂热也不过分。然而,这几年来,资本市场经历了太多美好的“畅想”,早已进入了冷静期。

相比PPT里的故事,资本更冷静更务实,更关心企业到底能做什么。

像造车一样造星

卫星互联网要求更多卫星联网,形成“星座”。

大型的人造星座如StarLink的星座设计规模为4.2万颗小卫星,中国的银河航天的星座规模为>1000颗,九天微星曾经也规划了800颗规模的卫星星座。

在国内,卫星的产能瓶颈已是迫在眉睫。这与国内卫星制造业的形态有关。长期以来,全世界卫星都是手工制造,严格遵循“设计→装配→集成→测试”的流程,一年不过几颗,更精密的甚至要多年才能完成。“精密的高科技艺术品”的形象深入人心。但现在,美国卫星生产的效率,足以改变我们对卫星的刻板印象。

在美国,民营卫星早已实现“工业化造星”。该概念由OneWeb首倡,如今,卫星完全可以像成熟的汽车产业一样,用自动化设备,通过模块化流水化地造星。OneWeb的卫星工厂的产能达到每周16颗左右。中国航天科技集团也在天津投资AIT厂房,实现为“鸿雁星座”工业化制造卫星。

“工业化造星”也是中国民营卫星制造商的愿景。天仪研究院与九天微星均向放大灯表示,像美国那样,以工业化模式批量生产卫星的模式,将是国内卫星制造商的发展方向。

但知易行难。在中国,目前造星速度最快的是天仪研究院,可以达到年产百颗卫星。“低成本和批量化生产,势必成为民营卫星企业要面对的核心难点,而能最终突破这些难点的企业必定是少数。”天仪研究院CTO任维佳指出。

事实上,在今年5月14日拿到2.7亿元B轮融资后,九天微星自己的卫星工厂也已在唐山开建,预计今年年底建成。



九天微星卫星工厂效果图。图丨九天微星

谢涛告诉放大灯团队,该工厂未来可实现年产几百颗卫星的批量化生产,就像如今生产数码产品的流水线那样:一次性开模开口,然后通过机械臂等工业化生产手段批量化组装,最后只要通过出厂检测即可输入市场。

像九天微星这样开建卫星工厂的还不止一家。公开资料显示,银河航天、国星宇航等多家公司均已在推进卫星工厂的建造计划。

民营卫星,谁的未来?

热血烧钱的卫星公司迟早要回归理性,在资本开始索要回报的时候,那条最古老的商业定律依旧有效:能在一个行业里真正生存下去的,永远是少数。

一方面,“新基建+卫星互联网“深刻影响了民营卫星产业的整体走向。

新基建是个大蛋糕,做得好的卫星公司见者有份。杨峰认为,在中国的星链计划中,民营卫星公司有望通过卫星制造商的身份分得杯羹。

持相同观点的还有谢涛,他告诉放大灯团队,民营卫星战场过去更多是在一种“规模偏小、大家各自玩”的状态。而如今,前有卫星互联网纳入新基建对于行业的促进和催熟,后有像吉利汽车这样巨头公司的布局,加上是资本和投资人的高度关注,“这些变量组合起来,势必会立刻把行业带入洗牌期”。

“行业里企业活得好坏,主要就是看未来3~5年的发展跟卫星互联网结合程度有多深。”卫星互联网需要大量通信卫星做基础。因此,无论此前布局了通信、导航和遥感哪个领域,民营卫星公司未来都不得不将重心倾向通信领域。

另一方面,卫星制造技术也在快速发展,这在软硬件方面都有体现。

有个行业共识是:民营卫星未来一定越来越小,越来越便宜,而且商业化发展一定是大趋势。

这背后既有技术原因——低轨小卫星是航天领域的新兴赛道,在这条赛道上,国家队和民营企业都刚刚起步,大家起点相对公平;也有成本原因——相比动辄几吨的大卫星,百公斤级小卫星乃至立方星的成本更低,通过小卫星切入,便于控制制作成本和快速试错。

“虽然大卫星资源更多,寿命更长,但是更多的小卫星才是未来发展的方向,而民营企业在成本、效率以及技术创新上的优势,恰好是顺应这种趋势的。”杨峰坦言。

此外,就如同从计算机到手机的变革一样,从技术上,低轨的小卫星乃至立方星也是卫星发展的未来。

九天微星谢涛总结了中国民营卫星未来的技术趋势:

生产批量化,用工业化的方式生产卫星;

单机芯片化,全面提升系统集成度;

硬件软件化,实现在轨功能升级;

整星智能化,实现星座自动化运行;

卫星和武器的融合。

“在卫星互联网成熟后,星座就会实现通导遥一体化,那时候就要看企业能不能做好准备,迎接通导一体化时代,从而得到爆发。”

但在爆发之前,一轮行业洗牌已然箭在弦上——谁能在这轮洗牌中活下来?

这取决于融钱与赚钱的能力。“现在号称能供应卫星的公司越来越多,但是真正具备实力,而且已经成功的其实很少。”杨峰认为,这个行业讲故事的时代过去了,“早期可以靠讲故事来融资,但如果两三年之后,还拿不出来相应的成果来回应之前的故事,那这家公司就会挂掉。”



国内已经成功发射卫星的公司,信息收集截至2020年8月14日。图表丨放大灯团队

杨峰预计,最终能够跑出来的民营火箭公司最多两家,能够跑出来的民营卫星公司,估计最多五六家,其它公司将面临向上下游转型的选择。”

不过,谢涛的观点更激进。他认为,巨头的进入,变现的压力,已令行业洗牌期已近在眼前。

大洗牌之下,那些专注做产业链某一环的、有一些独有技术的新入局者,将更有安全感。“后浪”们如果还执着于整星乃至一站式解决方案,且融资也没有超过1亿,基本没有机会。

因此,谢涛认为,卫星互联网的新商业机会,还要在产业链上下游找,“如果在卫星生态上做一些比较独特的技术和产品,可能几百万起步就可以做得很好。”

圈天运动中的大国博弈

一个客观现实是:如今有能力抢占近地卫星轨道实现“圈天”的,可能只有中美两国。

美国依然跑得最快,占据先发优势。不仅在航天技术方面领先世界,航天市场化历史也更长,开放程度、规则和立法的公平程度以及准入退出机制都比较健全。

所有竞赛选手中,美方主力是SpaceX,后者能有今天绝非偶然,在十余年的发展过程中,美国在民营航天领域的政策、资金和技术等支持也缺一不可。

SpaceX并非个例,整个美国民营商业航天产业的发展,都得益于美国政府在政策、人才、技术、资金、市场等方面给予的大力支持。自上任以来,特朗普已签署4份航天政策令,对民营商业航天监管改革多管齐下,要求多部门通力合作,实际推动简政放权。

与此同时,美国政府也对民营商业航天给予了大力的资金支持。白宫最新公布的预算案要求,美国国会在2021财年为NASA拨款252亿美元,其中包括支持民营商业低轨宽带通信卫星的发展。

此外,美国国防部高级研究计划局(DARPA)也在支持利用商业方法建造卫星星座,并发布“黑杰克”(Blackjack)项目,从商业公司处购买可在低轨应用的小型军事通信卫星。

美国空军已向“星链”计划(StarLink)资助2870万美元,将其市场拓展到军用领域,并在2019财年拨款2.15亿美元的专项军费,向民营商业航天公司购买高速军用互联网服务。

今年6月10日,美国联邦通信委员会(FCC)已经投票批准一项提案,将通过拍卖程序向缺少宽带服务的地区提供最多160亿美元资金,其中包括近600万没有宽带服务的农村家庭和企业。这项提案将允许近地轨道卫星系统参与拍卖,也是对SpaceX们的重大利好。

中国的优势是统一且需求强劲的大市场。

但中国民营航天开放时间较晚,与2002年成立的SpaceX相比,国内的民营航天公司大多成立于2015年后,晚了十余年;技术差距自不待言——在SpaceX和OneWeb面前,中国的民营卫星公司“除了不缺钱,什么都不如美国”。面对放大灯采访,很多从业者从不讳言自己目前“只是SpaceX的模仿者和追随者,商业模式也是模仿美国”。

虽然中国民营卫星的开放时间和技术都与美国有较大差距,但环视世界,真正有潜力追赶美国的,依然只有中国。因此,目前近地轨道8万~9万颗卫星的容量中,美国已经规划到要发5万颗卫星,留给中国的只能是剩下的3万到4万颗的空间。

此外,用于承载低轨卫星的近地轨道资源有限,随着越来越多的近地卫星上天,轨道和频谱是稀缺的空天资源,中美在该领域的争夺将越来越激烈。如果技术进展不够快,造出卫星不够多,发射不够快,则必然落败。

“我认为第二次太空竞赛,很可能就是中美在近地轨道布通讯星座为主的竞赛。”谢涛说。

一场圈天竞赛已经悄然开始了。

对于近地轨道资源,国际电信同盟目前采用“先到先得”的分配制度,提前申请就可长期使用,优先登记的卫星网络资料就有优先地位,后登记的要避免对具有优先地位的卫星产生干扰。如果两颗卫星距离很近,频率又有重叠,则有可能产生干扰。



世界各国星座低轨卫星星座与频谱分布,整理丨放大灯团队

卫星互联网纳入新基建,意味着国家对于行业的重视正在提高,但是重视并不能让中国的民营航天企业一夜之间长大。“中国民营航天业还是个蹒跚学步的孩子。”谢涛比喻道,“成长不可能一蹴而就,航天技术、商业模式都需要时间探索和积累。”

此外,尽管卫星互联网被纳入新基建,各地也纷纷出台扶持政策,但是在行业人士看来,民营航天和国家队显然还没有实现“公平竞争”。

一位民营卫星公司高管告诉放大灯团队,在卫星行业的发展政策上,的确一碗水端平了,但是实际上在操作中,“明显还是会一些有形或无形的限制。”比如,在中国的国家科研项目中,每年大部分资金还是会投给国企研究所里,而不是民企。

针对该现象,任维佳建议:“希望未来能针对这我们这种中小民企,定向部署一些科研计划。”据他介绍,这在美国和欧洲都很常见。比如,俄罗斯就会把很大一部分经费给中小企业,来鼓励它们创新,“我们国家在这一块需要加强一些投入”。

被问及期待国家能提供怎样的政策环境,来促进民营航天的发展时,一位民营卫星创业者的回答,大概代表了整个行业的心声:“期待国家能多给些任务,能够多给民营企业一些机会,一些公平竞争的机会。
网编:和评

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