近期,2023年世界航天發(fā)射統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)出爐,中美俄三國(guó)位列前三甲。其中美國(guó)發(fā)射108次(也有數(shù)據(jù)顯示為116次),我國(guó)全年發(fā)射67次,俄羅斯發(fā)射15次,其余實(shí)現(xiàn)軌道級(jí)發(fā)射的國(guó)家和地區(qū),發(fā)射數(shù)量均在個(gè)位數(shù)。
單看數(shù)據(jù),我國(guó)相比2022年的64次發(fā)射有所增加,航天事業(yè)發(fā)展穩(wěn)步向前,在世界整個(gè)航天產(chǎn)業(yè)格局中,占具重要席位。但從另外一個(gè)角度看,我們的太空征程依舊不容松懈。畢竟在美國(guó)的發(fā)射統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中,美國(guó)太空探索公司SpaceX一家就完成了96次發(fā)射,占全世界火箭成功發(fā)射數(shù)量的45%,發(fā)射的衛(wèi)星數(shù)量2514顆(其中星鏈占1948顆),占全世界的87%。也就是說(shuō),年度發(fā)射量及衛(wèi)星入軌數(shù)量,SpaceX已經(jīng)超越我國(guó)總值。
關(guān)心航天事業(yè)發(fā)展的朋友應(yīng)該都清楚,SpaceX如此“聲勢(shì)浩大”的進(jìn)行星鏈建設(shè),核心目的就是要搶占“不可再生”和“先占永得”的衛(wèi)星頻率和軌道資源,以此打造全面領(lǐng)先的新一代通訊體系,并以此掌控未來(lái)的信息經(jīng)濟(jì)“命脈”。由此可以看出,當(dāng)前的太空競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)從“確立國(guó)家聲望”向“掌握未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展主導(dǎo)權(quán)”進(jìn)行轉(zhuǎn)變,這不再是零和游戲,而是叢林法則。那么,目前我國(guó)的衛(wèi)星頻軌資源獲取情況如何,又該如何實(shí)現(xiàn)對(duì)這一稀缺太空資源的快速占領(lǐng)?
“星多箭少”成我國(guó)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展難題之一
在2021年,中國(guó)信通院在發(fā)布的《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)白皮書(shū)》中,對(duì)近地軌道衛(wèi)星總?cè)萘窟M(jìn)行的測(cè)算為10 萬(wàn)顆,而僅SpaceX星鏈就向國(guó)際電信聯(lián)盟申請(qǐng)了4.2萬(wàn)顆,占比達(dá)到了42%,并且在近幾年通過(guò)獵鷹9號(hào)的快速發(fā)射能力,迅速接近申請(qǐng)目標(biāo)。目前,世界各國(guó)相繼發(fā)布規(guī)模不一的星座計(jì)劃,應(yīng)對(duì)頻率和軌道爭(zhēng)奪戰(zhàn),看似廣袤無(wú)垠的深空事實(shí)上資源極為緊缺。
當(dāng)然,我國(guó)作為航天大國(guó)已經(jīng)提出了國(guó)家網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃,并在2020年9月向國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)申請(qǐng)了“GW”星座計(jì)劃,共12992顆衛(wèi)星。目前,國(guó)網(wǎng)計(jì)劃已經(jīng)穩(wěn)步開(kāi)展,首批30顆低軌衛(wèi)星在2023年底得到交付。同時(shí)在政策鼓勵(lì)下,民營(yíng)航天領(lǐng)域也正積極布局打造商業(yè)星座,助力搶占太空資源。
但中國(guó)的星座計(jì)劃之路并非“坦途”。一個(gè)重要的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題在于,根據(jù)ITU要求,在衛(wèi)星頻率和軌道申請(qǐng)后的7年內(nèi)必須發(fā)射第一顆衛(wèi)星,9年內(nèi)必須發(fā)射總數(shù)的10%,12年內(nèi)必須發(fā)射50%,14年內(nèi)必須全部發(fā)射完成。以“GW”星座計(jì)劃部署的下限推算,2023到2030年年均發(fā)射量為180顆以上,而到了2030至2033年年均發(fā)射量將達(dá)到1700顆以上,2033至2035年年均發(fā)射量更需實(shí)現(xiàn)3000顆以上規(guī)模的能力。而2021年、2022年、2023年中國(guó)發(fā)射航天器分別為103個(gè)、188個(gè)、200余個(gè),且有肩負(fù)國(guó)家戰(zhàn)略使命的探月工程、載人航天、空間站任務(wù)需要保障,“星多箭少”成為制約我國(guó)快速獲取衛(wèi)星頻軌資源、推進(jìn)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的難題之一。
因此,面對(duì)龐大發(fā)射需求,需要快速將我國(guó)整體航天發(fā)射能力特別是商業(yè)發(fā)射能力翻倍擴(kuò)充。通過(guò)運(yùn)力更大的火箭、發(fā)射更多的火箭,建立高效的太空“物流”體系,成為“星多箭少”的優(yōu)先“解題”之道。
商業(yè)航天已成獲取太空資源重要補(bǔ)充力量
事實(shí)上,2023年我國(guó)67次航天發(fā)射任務(wù)中的13次,是由新興的民營(yíng)商業(yè)航天企業(yè)完成,并累計(jì)發(fā)射80顆衛(wèi)星?？梢钥闯?穩(wěn)步成長(zhǎng)的商業(yè)航天作為“新質(zhì)生產(chǎn)力”,正成為助力建設(shè)航天事業(yè)的重要補(bǔ)充力量。而2024年,瞄準(zhǔn)更大發(fā)射載荷、更多衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量、更快發(fā)射能力的民營(yíng)商業(yè)航天企業(yè)也已蓄勢(shì)待發(fā)。如新興商業(yè)航天企業(yè)東方空間,就于近日發(fā)射引力一號(hào)運(yùn)載火箭。
據(jù)了解,引力一號(hào)設(shè)計(jì)指標(biāo)所瞄準(zhǔn)的,便是解決低軌衛(wèi)星星座計(jì)劃指數(shù)級(jí)增加、太空頻軌資源日益緊張的矛盾點(diǎn),能夠在短期內(nèi)快速擴(kuò)充我國(guó)進(jìn)入太空的能力、服務(wù)我國(guó)太空基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。目前,主流的組網(wǎng)衛(wèi)星單星重量基本在200公斤級(jí)以上,以單顆衛(wèi)星200公斤、單軌道面20顆星,總10個(gè)軌道面的星座距離,至少是運(yùn)載能力大于4噸的火箭,才能實(shí)現(xiàn)一次布置一個(gè)軌道面的衛(wèi)星高效批量組網(wǎng)需求。
而引力一號(hào)作為一款三級(jí)半全固體構(gòu)型的中型運(yùn)載火箭,具備運(yùn)載能力大、載荷空間大、海陸兼容、快速響應(yīng)、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)。全箭高30米,芯級(jí)和助推器直徑同為2.65米,起飛重量405噸,起飛推力600噸,整流罩直徑4.2米,近地軌道運(yùn)載能力6.5噸、太陽(yáng)同步軌道運(yùn)載能力4.2噸,可支持百公斤級(jí)衛(wèi)星“一箭30星”發(fā)射,有效助力我國(guó)衛(wèi)星星座組網(wǎng)快速實(shí)施、占據(jù)頻軌資源。
此外,除了打造中型運(yùn)載火箭、擴(kuò)充單發(fā)運(yùn)載能力,東方空間也在謀劃適應(yīng)更高頻次的發(fā)射模式,引力一號(hào)首飛就采用技術(shù)難度高但具備高頻發(fā)射潛力的海上發(fā)射模式,疊加引力一號(hào)作為固體火箭可以提前貯存、快速響應(yīng)發(fā)射的優(yōu)點(diǎn),后續(xù)單條發(fā)射船可支持24小時(shí)-一周支持一次發(fā)射任務(wù),成為名副其實(shí)的“東方快遞”。
隨著科技的發(fā)展,太空大航海時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨,衛(wèi)星頻軌資源已經(jīng)同石油天然氣、稀有金屬、國(guó)土海洋資源一樣,成為強(qiáng)國(guó)建設(shè)的重要資源基礎(chǔ)。從這一角度看,我們必須期待像東方空間這樣的商業(yè)航天企業(yè)“勇立潮頭”,以先進(jìn)的太空科技為國(guó)家航天事業(yè)注入新的活力和動(dòng)力,并為打造經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)極,提供充沛的向上新動(dòng)能。
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