2024年8月6日14时42分,我国在太原卫星发射中心使用长征六号甲运载火箭,成功将千帆极轨01组卫星(亦称G60星座)首批18颗卫星送入预定轨道,标志着我国规模在1万颗以上的大型低轨星座,正式拉开建设大幕。
卫星互联网行业概况
1.1 定义与分类
卫星互联网是基于卫星通信的互联网,通过发射一定数量的卫星形成规模组网,从而辐射全球,构建具备实时信息处理的大卫星系统,是一种能够完成向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络,具有广覆盖、低延时、宽带化、低成本等特点。
按照轨道高度,通信卫星主要包括LEO(低地球轨道)、MEO(中地球轨道)、GEO(地球静止轨道)、SSO(太阳同步轨道)以及IGSO(倾斜地球同步轨道)。基于不同轨道构建的卫星通信系统,在覆盖范围、系统容量,传输延时、卫星寿命等方面,具有不同特点。其中低轨卫星由于传输延时小、链路损耗低、发射灵活、应用场景丰富、整体制造成本低,适合卫星互联网业务的发展。
1.2 卫星互联网的应用与战略价值
卫星互联网是空天地海互联的基石,在国防军事和民用领域战略意义显著。6G的空天地海一体网络架构,以地面蜂窝移动网络为基础,结合宽带卫星通信网络,通过多种异构网络的深度融合来实现海陆空全覆盖,将为海洋、机载、跨国、天地融合等市场带来新的机遇。卫星应用场景有:
① 卫星通信,应用市场主要包括:卫星电话、互联网电视、卫星宽带;
② 海洋作业及科考,应用市场主要包括:卫星定位、海事卫星电话;
③ 航空,应用市场主要包括:机载WiFi;
④ 灾害防治,应用市场主要包括:应急呼叫、数据保护与恢复、异地灾备系统等。
卫星应用场景中,卫星电视直播、固定通信业务占比较大,越接近普通民众、贴近终端用户的业务收入越高。
1.3 卫星互联网产业链
卫星互联网产业链主要包括卫星制造、卫星发射、地面设备制造以及卫星运营及服务四个环节。其中,卫星制造环节包括卫星平台、卫星荷载;卫星发射环节包括火箭制造和发射服务;地面设备包括固定地面站、移动式地面站和用户终端;卫星运营及服务环节包括卫星移动通信服务、宽带广播服务以及卫星固定服务等。
中国卫星互联网产业链中,卫星制造环节代表企业有中国东方红卫星股份有限公司、欧比特、上海沪工、航天电器等;
卫星发射环境代表企业有中国航天科技集团有限公司、中国航天科工集团有限公司、九州云箭等;
地面设备制造环境代表企业有华力创通、星网宇达、海格通信、普天科技等;
卫星运营及服务代表企业有航天宏图、北斗星通、国电高科等。
中国版星链的发展之路
2.1 “千帆星座” 民营火箭为主的中版“星链”
“千帆星座”,也被称为中国版“星链”,对标的是SpaceX的Starlink“星链”计划。
它是一个低轨卫星星座计划,又叫“G60星链”,简单来说,就是要将超1.5万颗卫星送入轨道,最终覆盖全球的宽带网络需求。这是一个庞大的计划。仅“千帆星座”的1.5万颗卫星的发射需求,就足以刺激整个火箭发射市场,让整个中国商业航天发展按下加速键。以商业卫星为“链”,上游的卫星和火箭制造、中游的发射服务,再到下游的卫星应用、运营,都有了依托。
中国民营航天的发展之路:
“过去‘国家队’发射一颗卫星,成本都是以亿起步,而国内发射商业卫星的成本约为几百万到几千万元,卫星研制、发射成本门槛有望进一步降低。”
自2015年开始,中国的民营航天公司步步前进。
——2018年4月,星际荣耀发射了中国首枚民营亚轨道固体火箭“双曲线一号Z”。
——2018年10月,蓝箭航空发射首枚民营固体运载火箭“朱雀一号”。
——2019年7月25日,星际荣耀凭借“双曲线一号”成为我国第一家实现入轨的民营航天公司
——2021年7月,深蓝航空成功实现中国首例液氧煤油火箭垂直回收试验“蚱蜢跳”。进入2023年,各民营航空公司厚积薄发,创造了多个“第一”。
——2023年4月2日,天兵科技“天龙2号”火箭首次发射就实现入轨,是世界上首款在首次发射中取得成功的民营航天液体火箭。
——2023年6月,中科宇航力箭一号“一箭26星”发射成功,刷新我国一箭多星最高纪录。
——2023年7月,蓝箭航天成功发射了全球首枚液氧甲烷运载火箭,该火箭采用了蓝箭航天自主研发的首款大推力液氧甲烷发动机。
——2023年9月,星河动力“谷神星一号”在黄海海域发射成功,这是我国民营火箭公司首次开展海上发射任务并取得成功。
——2024年1月,东方空间引力一号成功发射,是目前世界上最大的固体燃料火箭。
2023年,中国共进行了67次火箭发射,数量上仅次于美国的116次,位列全球第二。
根据航天科技集团发布的《中国航天科技活动蓝皮书(2023年)》,预计2024年中国将执行多达100次发射任务。多位航天产业专家认为,今年将成为中国航天史上发射任务最为密集的一年。
民营航天企业介绍:
目前,营收规模最大的是商业卫星产业,广泛应用于通信、遥感、导航等多个领域。
运载火箭,也是商业航天的重头戏,尤其是可回收运载火箭,是目前国际商业航天竞争的前沿方向。
可回收火箭的意义不仅是降低发射成本,它还可以在地球表面和太空之间飞行,甚至能长时间在轨道上停留,对发展载人航天、货运航天业十分重要。研发可回收火箭,一大难题在于其发动机。
目前,火箭发动机分为固体火箭发动机和液体活动发动机,前者技术成熟,研发难度较低,后者门槛更高,但却是可回收火箭主流的发动机类型。SpaceX的猎鹰九号,使用的便是液体燃料发动机。
在这一领域,中国进度最快的企业,是蓝箭航天和天兵科技,两家公司在液体火箭的发射上均取得了成功,距离可回收只有一步之遥。
1 天兵科技成立于2019年,是国内发展势头最迅猛的民营航天公司。
2023年4月2日,其天龙2号火箭首次发射就实现入轨,一举打破液体火箭首发必失败的魔咒,成为世界上首款在首次发射中取得成功的民营航天液体火箭,也拿下“中国民企液体第一箭”的桂冠。
2 蓝箭航天成立于2015年6月,总部位于北京。
2023年7月,蓝箭航天的朱雀二号采用了蓝箭航天自主研发的首款大推力液氧甲烷发动机,抢在星舰、人族、火神等一众美企火箭前,成功发射了全球首枚液氧甲烷运载火箭。
2023年12月9日,朱雀二号第三次发射再次成功,并且携带了三枚0.15吨的小卫星作为载荷。
2.2 “国网” 星座 国家主导的巨型卫星互联网计划
根据《中国航天》杂志发表文章《巨型低轨星座发展现状及启示》一文中介绍,“国网(GW)星座是我国第一个巨型卫星互联网计划,也是我国首个空天一体6G互联网计划。”(此前各企业主导的星座规划规模相对较小,建设进度相对较慢)
2021年4月26日中国卫星网络集团有限公司(简称“中国星网”)在北京召开成立大会,4月28日在雄安正式揭牌,注册资本100亿元。其成立是中国卫星通信、卫星应用产业的一个里程碑。
中国星网是由中国电子信息产业集团、中国航天科工集团等国有企业牵头,划归国务院国资委管理,负责统筹规划我国卫星互联网发展。
“国网”星座在2020年9月正式向国际电信联盟提交了低轨互联网星座的轨道和频率申请资料,档案中包含GW-A59和GW-A2的两个宽带星座计划,计划发射12992颗卫星。
轨道规划2组:
国网和星链的轨道规划非常相似,两者轨道高度都分为两组,一组极低轨道和一组近地轨道,轨道倾角也都分布在在30°—85°之间。
GW-A59星座6080颗,分布在500km以下的极低轨道。
GW-A2星座6912颗,分布在1145km的近地轨道。
对比星链,仍需追赶:从建设进度、组建能力、目标受众、星座覆盖能力和星座信号传输能力等方面对比分析,国网仍需追赶。
24年下半年发射计划:根据《启示》文中介绍,“国网”星座计划将在2024年下半年在海南商业航天发射场进行首次发射,在未来5年内发射约10%的卫星,到2035年完成全部卫星的发射。
海南商业发射场1号工位吊装训练,图源/海南政府网
按此计算,“国网”星座2030年前要发射约1300颗卫星;2030-2035年完成剩余约1万颗卫星组网。
行业竞争格局与分布
3.1 区域竞争格局:广东和江苏企业数量较多
从我国卫星互联网企业区域分布来看,目前广东省和江苏省卫星互联网企业数量最多;陕西、海南、浙江和山东省企业数量也排在前列。
从代表性企业分布来看,北京市卫星互联网行业代表性企业数量较多,涵盖卫星制造、卫星发射、地面设备制造和卫星运营及服务四大环节。
3.2 企业竞争格局:中国星网将主导中国卫星互联网发展
长期以来,中国卫星市场长期由国企主导。随着卫星开发模式和发射模式的改变,以及国家政策鼓励市场资本进入卫星行业,卫星市场的门槛大幅降低,一些民营企业开始崭露头角。
目前卫星互联网企业分类两种,一种是国有企业,另一类是民营企业。国有企业代表有中国卫星网络通信集团、航天科工、航天科技等;民营企业代表有银河航天、九天卫星、航天宏图等。
结语
虽然商业航天前景广阔,但目前仍处于产业发展初级阶段,存在供需不平衡问题,产量远不能满足市场需求,降本增效、提升产量是未来发展的重点之一。
展望未来,国内城市发展商业航天产业处于快速发展阶段,以长三角城市群为例,在未来竞争中可凭借当地制造基础、产业交叉应用、市场前景等优势,逐步培育发展商业航天中下游领域制造业布局。