欲與美國SpaceX拗手瓜:打造中國版「星鏈」背後仍難關重重?
中國國企垣信衛星(SpaceSail)自8月6日將首批衛星送入地球低空軌道,至今短時間內已三度發射合共50多顆衛星,被外界視為中國正式與美國就此開展競爭,與富豪馬斯克(Elon Musk)旗下太空探索科技公司Space X推出衛星互聯網業務星鏈較勁。
中國為何入局低空軌道衛星產業?在直面競爭時又面對哪些挑戰?相信這些都是外界十分關注的問題。
今年8月6日,垣信衛星就按計劃進行首批「千帆星座」第一代衛星(GEN1衛星)發射,將18顆衛星送入地球低空軌道(即距離地球表面約300公里到2000公里之間軌道),第二批衛星在10月15日升空,最近一次則在本月5日發射,目前在軌衛星數量54顆衛星。
所謂的「千帆星座」,是一個低軌衛星星座計劃。按照規劃,垣信衛星將於明年底前完成648顆GEN1衛星發射任務,實現區域網路覆蓋;在2026至2027年完成後續648顆GEN2衛星發射任務,實現全球網路覆蓋。到2030年底前透過1.5萬顆衛星向全球用戶提供網路服務。
除上述計劃外,中國還有中國星網公司的「GW星座」,預計會有近1.3萬顆衛星,以及鴻擎科技計劃打造的「Honghu-3星座計劃」,預計將發射1萬顆衛星。這也代表,中國目前計劃要發射共3.8萬顆低軌衛星。
儘管中國在「十三五」期間(即2016年至2020年期間)就提出「星座計劃」,但就整體而言,衛星發射進展距離美國還有一定差距。Space X早在2014年經已推出星鏈計劃,累計發射6,700多顆星鏈衛星,其中在軌6,200多顆。目前,星鏈計劃旗下用戶超過300萬,服務覆蓋99個國家。預計到2030年,將有約6萬顆衛星在圍繞地球運行,較2022年增加了9倍。
雖然中國版「星鏈」起步晚、數量少,但它正在急起直追,未來3至5年,中國低軌衛星網路在民用方面會形成一定規模,故此還是備受外界關注。
「最多能容納10萬顆衛星」,引多國數十企爭搶?
今天,衛星運行軌道主要分三大類:GEO(地球同步軌道)、MEO(中地球軌道)、LEO(低地球軌道)。相較其他兩類,低軌衛星具有距離近、傳輸時延小、鏈路損耗低、發射靈活等優勢,是未來「空天地海一體化」網路的重要組成部份。
近年,多國逐漸意識到,通過發射低空軌道衛星並向用戶提供服務,能帶來巨額收益。英國《衛報》披露,SpaceX的營收自2022年的14億美元(約109億港元)增至2024年的66億美元(約513億港元)。
更重要的是,若想發射衛星,首先須向國際電訊聯盟(ITU)提出申請,它將分配衛星頻率及軌道資源,按「先到先得」依申報順序安排優先使用權。根據Space X測算,保守估計地球低空軌道最多能容納10萬顆衛星,這意味着「僧多粥少」的情況。
因此,世界各國正在低軌衛星網路方面展開激烈競爭,除商業考量外,更現實的是搶佔無比寶貴的頻率軌道資源。除中美兩國外,英國從2019年2月27日發射首顆試驗星以來,目前在軌衛星數量已達600多顆,相關網絡已經接近部署完成。其他包括加拿大、俄羅斯、德國、韓國等國家近30間公司也提出了自己的互聯網星鏈計劃。
補星鏈空白外,還有……
撇除上述原因,中國致力發展低軌衛星,還因系統可以幫助內地約3億農村的人口連接到網路。而且,星鏈現時不僅在內地沒有運作許可證,在伊朗和俄羅斯同樣被禁止運作,中國的低軌衛星網絡可以爭取這些星鏈無法觸及的市場。上月,垣信衛星已率先與巴西國有通訊企業TELEBRAS正式簽署合作備忘錄,拿下首個海外訂單,將在2026年為巴西地區提供正式的商用服務。
卡內基國際和平基金會(Carnegie Endowment for International Peace,CEIP)分析師Steven Feldstein 表示,即使是不完全敵視美國的國家也可能會歡迎SpaceX的競爭對手,尤其是考慮到馬斯克和美國當選總統特朗普(Donald Trump,又譯川普)之間的密切聯繫。 「即使是印度或土耳其等外交政策更加中立的國家,這也可能會讓他們猶豫不決,」他說。
分析還指,中國積極發展低軌衛星背後,其實存在多項戰略考量。首先,計劃是希望彌補與美國之間的技術差距,尤其是考慮到SpaceX當前的全球部署規模和先發優勢,若然中國不盡快追趕,未來可能在太空數碼基礎建設上會完全落後;其次是,低軌衛星作為現代資訊戰中不可或缺的一環,在軍事偵察、通訊保障等領域扮演關鍵角色,這當中存在國家安全考量。
最後就是,它還關乎經濟戰略佈局,中國透過「一帶一路」倡議,正積極向發展中國家輸出衛星通訊服務,冀以此作為擴大全球影響力的重要工具。
發射成本貴、衛星製造和網路營運經驗不足
隨着中國低軌衛星產業的發展,未來將有機會制訂行業標準,提高國際產業話語權,也意味着上游衛星、商業火箭製造以及相關設備、零部件企業真正擁有「大客戶」,商業航天產業鏈有望全程打通。
然而,中國在相關的發展也面臨多項挑戰。首先,中國目前仍然使用傳統方式發射火箭,而SpaceX通過不斷開發可回收式火箭壓低成本,這是目前中國火箭技術尚無法企及的。就長遠來看,隨發射次數的增多,其發射成本較中國低。《Inside》雜誌指,SpaceX的火箭發射成本已降至每公斤約1,500美元,低於傳統發射方式的每公斤2,700美元。此外,大量發射衛星必然增加太空碎片,這需要更完善的太空交通管理機制。
在衛星製造和網路營運經驗方面,同樣也是中國短板。不論是從衛星量產以至網路管理,都需要長期積累的經驗,這並非短期可以追趕的領域。相較之下,星鏈現時已在全球擁有超過400萬用戶,營運經驗相對豐富。
另外,由於美國的制裁,中國很難出口自家衛星技術,面對先天的阻礙;相反,星鏈技術已經被企業、政府機構和家中沒有光纖連接的用戶所使用。
無論如何,隨着中國加速布局,全球低軌衛星市場競爭更趨白熱化。產業研究機構預測,到2030年,全球低軌衛星市場規模將突破5,000億美元(約3.89萬億港元),未來很大機會形成美中兩大陣營競爭的局面。這場太空新競賽,關鍵在於誰能在技術創新、成本控制和服務品質上取得持續突破,其後續的發展值得外界持續關注。