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“星網對決星鏈”,比衛星更迫切的可能是火箭

2024-12-19 20:32:43

【文/觀察者網專欄作者 白玉京】

2024年,全球低軌衛星網際網路的競爭已進入白熱化階段。截至發稿日期,美國的星鏈(Starlink)已部署逾7500顆衛星,而中國的“星網”也終於邁出了關鍵一步。長征五號B運載火箭騰空而起,將首批“中國星網”衛星送入軌道,標誌著中國版“星鏈”專案從規劃走向實戰。

作為國家新型基建工程,“中國星網”的戰略意義怎麼積極評價都不為過。儘管起步比美國晚了五年,但憑藉強大的國家隊力量和雄心勃勃的趕超戰略,屬於中國的“星際網路”時代已經開啟。

但比衛星本身更迫切的,可能是火箭。站在這場“星網對決星鏈”的起點,我們不禁要問:遲來的“中國星網”,能否在這場資訊時代的競速中逆轉局勢?

“中國星網”首批衛星採用長征五號B發射 中國載人航天工程辦公室

“中國星網”:國家隊的使命與千帆星座的區別

中國版星鏈要實現反超,需要兩條腿走路,民商隊和國家隊並重,缺一不可。與此前的千帆星座不同,“中國星網”是一個“國家隊”專案。“中國星網”肩負著更廣泛的戰略任務,不僅包括全球網路覆蓋和寬頻接入,還涵蓋物聯網(IoT)應用、海洋監測、國家專網通訊以及保障。

作為一個真正意義上的“國家工程”,“中國星網”的背後是國家意志和強大的政策支撐。相比千帆星座的市場化定位,“中國星網”的使命更加明確,資源更加集中,目標是構建中國版的全球低軌通訊網路,填補此前的技術和市場空白。

這種差異不僅體現在目標上,也反映在運作機制上。千帆星座以市場化力量為主,更多依賴商業公司進行投資和運作。而“中國星網”則以“國家隊”的方式整合了航天科技、航天科工等國有資源,其運作模式更具系統性和高效性。這種集中力量辦大事的方式,註定了“中國星網”在低軌衛星網際網路領域將以更高的起點和更快的追趕速度實現突破。

千帆衛星造型跟星鏈衛星相似,造型如同“板磚”,其優勢在於可堆疊發射,非常適合批次發射 影片截圖

火箭運力與“長征五號B”亮點

在全球低軌衛星網際網路的競賽中,運載火箭的運力和發射能力直接決定了星座的組網速度和建設成本。相比美國SpaceX依託“獵鷹9號”的高頻複用發射,中國的星網首戰是長征五號B這一高運力火箭,中國開啟“星際網路”時代。

長征五號B是一款重型運載火箭,其最大近地軌道(LEO)運力可達25噸,比SpaceX的獵鷹9號(LEO運力22.8噸)略高——這也是亞洲最強低軌運力火箭。這一運力優勢使得長征五號B具備了大批次快速發射的能力。

與傳統的兩級火箭設計不同,長征五號B採用的是“無二級”的獨特構型。相較於長征五號的兩級設計,長征五號B取消了二級,直接由一級火箭完成LEO軌道的發射任務,這使其在發射LEO衛星時擁有更高的運力和更低的發射成本。

雖然長征五號B的運力優勢明顯,但它的最大瓶頸在於“不可複用性”。相比SpaceX的獵鷹9號透過一級火箭複用技術將發射成本降至每次2000萬-3000萬美元,長征五號B仍然採用一次性拋棄式設計。每次發射後,助推器和一級火箭無法回收複用。

這樣的設計雖然保證了發射穩定性和可靠性,但也使得單次發射成本或高於獵鷹9號的複用成本。這使得“中國星網”的發射成本競爭力不足,特別是面對星鏈的高頻次、低成本發射節奏時,長五B的“天花板效應”尤為明顯。

除了成本,發射頻率的限制也是一大瓶頸。SpaceX的獵鷹9號每年可以執行50-60次的高密度發射,而長征五號B的發射頻率受限於生產週期、發射平臺可用性以及發射後平臺的維護和檢測工作。

海南文昌航天發射場是長五B的唯一發射平臺,這意味著每次發射需要等待平臺的清理和維護,進一步拉長了發射週期。長征五號B的年發射頻率預計遠低於獵鷹9號的發射節奏。對於依賴“批次部署+快速組網”的“中國星網”而言,發射節奏的不足可能會延緩整個網路的組建程序。

儘管存在這些挑戰,長征五號B在初期的星網大規模組網中的角色依然不可替代。

從戰略角度來看,長五B的高運力和大批次發射能力,足以在前期實現“大步追趕”。按照常規的衛星發射節奏,如果每年執行6-7次的長五B發射任務,理論上一年內即可將200顆以上衛星送入軌道,5年內完成1000顆以上衛星的組網。相比美國的星鏈依靠高頻發射推進部署,“中國星網”的模式更接近於“大批次少次數”的戰略節奏。對於初期的組網任務來說,批次發射的“乘數效應”非常顯著,這也是長五B的獨特競爭力所在。

總的來看,長征五號B是“中國星網”的“起步助推器”,但不是“終極解決方案”。在星網的早期大規模組網中,長五B憑藉高運力和批次發射的優勢,能夠幫助中國快速追趕美國的星鏈。

這是國外的一網衛星(OneWeb),可一箭36星發射,“中國星網”衛星或與之相近 網路

中國國家隊的可複用火箭

長征六號X(CZ-6X)和長征八號R(CZ-8R)是中國航天在可複用火箭領域的核心探索物件。

長征六號X採用類似SpaceX獵鷹9號的垂直回收設計,具備回收第一級火箭的能力,透過在火箭上安裝柵格翼和液壓控制系統,使其在下降過程中穩定姿態,並最終實現垂直回收和再利用。

而長征八號R設計相當獨特,採用“整箭回收”的模式,核心級和助推器不再分離,而是透過整體回收的方式,使用類似獵鷹9號的反推火箭著陸方式,同時實現多個模組的聯合回收。

長征六號X和長征八號R的回收模式各有側重。長征六號X更接近獵鷹9號的單體回收模式,採用單個一級火箭的“點對點回收”;而長征八號R採用的則是“助推器+芯一級整體回收”,這一模式的核心優勢在於,回收的部分不僅包括一級火箭的芯級,還包括助推器部分,而這些模組的成本佔火箭總成本的70%,其綜合經濟效益更高。

未來,長征六號X和長征八號R的複用化將顯著降低中國的發射成本,接近甚至低於SpaceX的獵鷹9號的複用發射成本。

我們是否可以大膽設想,在未來的發射策略中,長征五號B+長征六號X+長征八號R的“三箭齊發”組合成為“中國星網”的主力發射配置?

在這一發射體系中,長征五號B負責重型運力發射,批次部署衛星,確保前期大規模組網的任務快速推進;長征六號X和長征八號R憑藉助推器和芯級的整體回收,實現發射頻率的提升和發射成本的進一步壓縮。這一策略將兼顧高運力和高頻次的需求,確保“中國星網”在未來的競爭中立於不敗之地。

在發射節奏的控制上,多場並行發射也是一大關鍵。與目前文昌航天發射場為唯一場地的局面不同,未來的長征六號X和長征八號R將具備在文昌、酒泉和太原多個發射場執行任務的能力,這將徹底打破“單場地發射”的限制。

多場並行發射佈局與SpaceX的多場發射戰略一致。如果實現“三箭齊發”,“中國星網”的發射頻率有望從每年6-8次提升至每年30-50次,這將進一步加速“中國星網”服務範圍的重點區域和全球覆蓋。

“批次發射+複用化+多場發射”,將成為“中國星網”全面追趕星鏈的“戰略組合”。如果中國能夠在2025-2030年實現發射頻率的倍增和發射成本的大幅下降,“中國星網”將不再是“追趕者”,而有可能成為全球低軌衛星網際網路的引領者。

長征九號將開啟更高一個層次的天花板。長征九號方案多次調整,已從中國版土星五號變為中國版星艦,目前還不清楚具體的時間節點。

長征八號R飛行剖面圖 網路

產業鏈分析:火箭與衛星的供需矛盾

相比美國SpaceX依靠“自有衛星+自有火箭”的高度一體化模式,中國的星網專案採取了“多方協作、分工負責”的模式,航天科技集團、航天科工集團、中國電科等多個國有企業共同參與,涉及火箭研發、衛星製造、通訊運營等多個環節。由於各大企業的生產計劃和節奏不同,產業鏈供需匹配上需注意協調問題。

與發射端的“瓶頸”不同,衛星製造端的節奏更快。在“中國星網”的產業鏈中,衛星的生產能力具備大批次交付的條件。

中國的衛星製造體系具備“批次化、模組化、標準化”的生產能力,每年交付數百顆低軌衛星的能力已經具備,尤其是在小型化衛星的設計標準上,中國已採用與星鏈類似的“單一標準化平臺+可替換載荷”的生產模式。

換句話說,星網衛星的單顆製造成本和生產週期都得到了壓縮,但由於火箭發射頻率受限,衛星或需要等待發射視窗的排期。這種“生產能力過剩、發射能力受限”的現象,正成為制約星網組網速度的關鍵因素。

從產業鏈協同的角度來看,發射端的“短板效應”制約了整體的供給節奏。衛星的製造成本與發射節奏高度相關,衛星一旦生產完畢卻無法及時發射,庫存和儲存成本都會上升。衛星的儲存和維護費用每月費用不菲,發射排期的延遲進一步推高了星網的整體成本。

相比之下,SpaceX透過“一體化的發射和製造體系”,實現了衛星“即產即發”,這不僅降低了衛星庫存的滯留成本,也優化了整體的生產-發射供應鏈。“中國星網”可借鑑這一邏輯,但火箭端的“瓶頸”尚未突破,2024年-2026年期間或暫時存在“供給過剩、發射不足”的現象。

首先,星網打通內迴圈,可嘗試調整衛星的生產節奏。考慮到火箭的發射視窗有限,“中國星網”可調整衛星的批次生產週期,採取“分階段批次生產”的方式,避免衛星積壓成本過高。

這種策略類似於汽車生產的“按需生產(Just-in-Time)”理念,衛星的生產計劃將與火箭的發射節奏精準對接,在每一批火箭發射任務前的2-3個月內集中生產相應的衛星,以確保“產能不閒置,庫存不積壓”。

其次,“中國星網”可打通外迴圈,在更深層次的產業鏈協調方面,探索“星網聯合體”的模式。這一模式的本質是,將衛星製造商、火箭製造商、發射服務商和地面通訊運營商整合為一個“聯合供應鏈”,透過協同排期和任務分配的方式,確保整個產業鏈的高效運轉。比如,衛星製造週期將以發射排期為“錨點”,火箭的生產週期也要圍繞衛星的批次生產計劃進行調整。此外,衛星製造商和火箭供應商將透過資料對接平臺進行協同生產,提前掌握彼此的產能資料和交付節奏,從而最佳化排期。

從某種意義上說,火箭和衛星的供需矛盾在本質上是“發射能力”不足與“製造能力”過剩的對抗。透過長征六號X和長征八號R的複用化和多場發射策略的實施,這一矛盾有望在2025-2027年得到有效緩解。而透過“星網聯合體”的一體化供應鏈管理模式,衛星的生產節奏、火箭的發射節奏和發射場的任務排期將趨於一體化協同運作,整個生產-發射-覆蓋的閉環系統將更加緊密。

預計從“瓶頸式鏈條”轉向“柔性供應鏈”的變革,將不僅有助於加速星網的組網速度,還能在國際競爭中壓低“中國星網”專案的總成本。從全球競爭的角度來看,誰能打破產業鏈的不平衡,誰就能掌控低軌衛星網際網路的市場規則。這場關於“衛星與火箭的供需對弈”的戰爭,正在太空的高軌道上悄然上演。

2024版的長征九號脫胎換骨,已成“中國版星艦” 網路

結語

從“追趕者”到“規則制定者”是“中國星網”的最終目標。SpaceX高頻複用+全球覆蓋的策略相當激進,使其在全球市場上形成了巨大領先優勢。“中國星網”採取“集中突破+重點覆蓋”的戰略,透過“批次發射、區域覆蓋、靈活定價和多箭並行發射”,完全有可能在較短時間內縮小與星鏈的差距。

未來,隨著長征六號X和長征八號R的複用化、產業鏈內外迴圈打通,和“一帶一路”市場的深度繫結,“中國星網”的市場競爭力將進一步增強。

本文系觀察者網獨家稿件,文章內容純屬作者個人觀點,不代表平臺觀點,未經授權,不得轉載,否則將追究法律責任。關注觀察者網微信guanchacn,每日閱讀趣味文章。

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