马斯克在“吃肉”,中国商业卫星公司能“喝上汤”吗

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  作为拥有最多卫星的男人,马斯克仍在地球近地轨道上迅速扩张自己的帝国。SpaceX计划今年发射超过700颗卫星,这几乎是2019年全球发射卫星总数的两倍。前所未有的“一箭60星”,SpaceX在短短一年内通过6次发射就一跃成为世界最大卫星运营商,在轨卫星数量达到360颗。
Starlink卫星网络效果图

  与此同时,SpaceX位于美国西雅图的卫星工厂正在以最快每天6颗的恐怖速度不停地生产卫星。当SpaceX这种自己生产、自己发射的模式迅速成型后,Starlink卫星网络正在以超乎所有人预期的速度迅速成长。与此同时,卫星网络在一步步成形的过程中也逐渐独占了宝贵且有限的空间资源。
  反观国内,起步于2014年之后的中国商业航天领域还处于初级阶段,资金实力、团队规模和卫星数量都还难以和老牌公司对比。只怕时间不等人,如今激烈而无形的空间争夺战已经打响,年轻的中国卫星公司亦需实现快速成长,批量组建卫星网络,尽快对太空轨道资源“跑马圈地”。

“先到先得”的天空资源


  SpaceX并不是最早提出建设通信卫星网络的,且直到2018年才首次发射了两颗验证星。但在2019年开始,大概所有人都没有想到Starlink的首次发射会掀开史上最为密集的卫星计划。不到一年的时间里,SpaceX就通过6次火箭发射,将360颗Starlink卫星部署到了轨道上,一跃成为世界上运营卫星数量最多的公司。这一速度是任何其他公司所无法想象的。
  除了SpaceX自己坐拥火箭发射能力,灵活进行发射任务,Starlink项目在卫星制造方面已经展现出难以匹敌的实力。SpaceX在西雅图拥有自家的Starlink卫星建造工厂,而根据马斯克此前透漏,SpaceX在西雅图平均每天可以生产6颗Starlink卫星。可以预见的是,在有需要的情况下,这一产能还能继续扩大。
  将设计、制造全流程都掌握在自己手里,Starlink在实现批量化后,其卫星在性能优势明显的情况下,还能做到制造成本、发射成本显著降低。据Teslarati报道,Starlink每颗卫星的质量比此前的竞争对手OneWeb多了75%,这带来了更多的带宽,制造速度更是OneWeb的4倍,而在每颗卫星的发射成本上,OneWeb还是Starlink的3倍。可以说,经过了2019年至今的密集发射,不管是火箭还是卫星,SpaceX构筑了巨大的“护城河”,已经实现了卫星越多、火箭发射越多,批量生产和火箭可重复就会让单颗卫星制造成本和发射成本不断下降,低成本就是竞争的关键。
  从发射速度上讲,2019年全球发射的卫星总数不到400颗,而SpaceX仅在2020年第一季度就完成4次发射,总数达到360颗,SpaceX早已提出2020年将发射超过12次Starlink卫星,总数超过700颗。在总量上,SpaceX共提出了4.2万颗的卫星发射数量,数倍于人类历史上发射卫星的总数量。据了解,从人类首个卫星上天至今,全球各国先后发射卫星超过5000颗。

  由于轨道和频谱在国际电信联盟的有效占有时间有限,不如期发射卫星,原有轨道和频谱将失效,因此,预计下一阶段各家公司将抢先发射卫星,轨道和频段的争夺将愈演愈烈。在商业卫星领域,中国较欧美国家起步更晚,而当以SpaceX为代表的商业卫星公司正以超乎预期的速度部署卫星时,中国公司的加速追赶变得更加迫切。这是因为除了赚钱,有限的频段和轨道资源才是当下更需要争夺的。
  卫星的轨道、频段是一种战略资源,它是有限的,而且有优劣之分,不同频段传播损耗不同。国际上,卫星频率和轨道资源主要是“先占先得”的抢占方式,因此发达国家率先发射卫星,优先使用,优质轨道和频率颇为拥挤。与此同时,低轨卫星是成千上万颗小卫星组成的网络,不会一次性寿命终止。当部分卫星寿命结束或损坏,则可以发射新的卫星将其替换,整个轨道将一直被一家公司独占,因此后发国家将十分被动。
  经纬创投日前发表分析文章称,在300千米~1000千米的低地球轨道上,SpaceX与OneWeb等公司达成共识,认为在保证卫星安全的前提下、大概能容纳5万颗卫星。若以SpaceX 4.2万颗的规划来看,加上Telesat和波音等公司过去提出的低轨通信卫星星座计划,就已轻松超过这个数字。
  尽管从实际来看,各国、各公司的星座计划从提出到最后执行还要经过漫长的过程,其中的技术、资金门槛都可能让计划停摆。比如最著名的OneWeb,幾天前还在发卫星,突然就传出已经提交破产申请的消息。在这之后,OneWeb手握的轨道和频段资源也视为是一大宝贵资产。但毫无疑问,全球商业卫星市场正在迎来由Starlink掀起的巨大变革,参与卫星市场混战的窗口期可能已经悄无声息地开始了倒计时。
  在中国,包括银河航天、长光卫星等国内卫星公司都提出了自己的星座计划,包括了遥感卫星星座和通信卫星星座,不少卫星星座计划也都在3位数以上。但和庞大的计划数量相比,真正能够将卫星送上太空的仍然还是少数,国外卫星公司的破产经历也显示出,批量部署卫星可能比预想中还要困难。这种情况下,年轻的商业卫星公司仍在资金非常有限的情况下艰难前行,多数公司的卫星数量尚停留在个位数。不仅要追求可靠性,更要实现低成本。前者是生存的根本,后者则是竞争的关键。

年轻的中国版 Starlink


  众多的卫星组网计划也显示出,不管是通信还是遥感,商业卫星产业的前景和“钱景”都受到了广泛认可。在中国卫星领域,民营公司受限于资金和技术团队,现阶段都还将业务范围限制在200公斤以下,在保证可靠性的前提下,追求卫星的集成化、小型化和批量化,但即使这个目标也很难实现。目前国内卫星初创公司规模普遍弱小,暂时缺乏运行大型商业卫星网络的实力,同时也不具备批量生产的能力。
  国内卫星公司微纳星空专门从事卫星制造,目前已经完成了7颗100公斤级以下卫星的研发和部署。公司首席执行官高恩宇表示,目前国内的卫星都没有实现真正的批量化生产。他指出,至今没有实现批量化制造的原因不是产能问题,也不是不会批量化生产,而是目前国内在这方面没有真正的需求。“现在的卫星运营商都还没有达到那个实力,没有哪个客户能一次性买哪怕是10颗卫星。”目前,微纳星空开发的100公斤级以下卫星已有7颗进行在轨验证。预计今年将有更多的小行星发射任务,同时公司已于近期完成了新一轮融资,将更加聚焦在200公斤级别卫星的开发工作上。
  与庞大的组网计划相比,目前的卫星运营公司都远未达到快速大规模组建卫星网络的实力,尚停留在小批量定制的阶段,无法享受批量生产带来的成本降低优势。高恩宇补充,对运营卫星网络的公司来说,不论是自己造卫星,还是买卫星,这些自持资产都是需要大资本投入的。而且运营起来需要一个较长的周期,远不是部署两颗通信卫星就完事了。在卫星网络没有形成一定规模之前,是无法提供任何服务的,意味着不会有任何现金收入,这就要求前期投入非常高。“首先是长期无法盈利,第二是长期的巨额投入,所以这条路不见得适合初创公司来走。”高恩宇表示。

巨头入局带来的新机遇


  在中国,商业航天除了获得一批资本关注,越来越多的传统央企、民营初创,甚至互联网公司和车企都将目光瞄向了卫星行业。与卫星初创相比,大公司带来的资源和潜在的巨大需求有望重塑整个卫星行业。
表4
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