近期,2023年世界航天發射統計數據出爐,中美俄三國位列前三甲。其中美國發射108次(也有數據顯示為116次),我國全年發射67次,俄羅斯發射15次,其余實現軌道級發射的國家和地區,發射數量均在個位數。
單看數據,我國相比2022年的64次發射有所增加,航天事業發展穩步向前,在世界整個航天產業格局中,占具重要席位。但從另外一個角度看,我們的太空征程依舊不容松懈。畢竟在美國的發射統計數據中,美國太空探索公司SpaceX一家就完成了96次發射,占全世界火箭成功發射數量的45%,發射的衛星數量2514顆(其中星鏈占1948顆),占全世界的87%。也就是說,年度發射量及衛星入軌數量,SpaceX已經超越我國總值。
關心航天事業發展的朋友應該都清楚,SpaceX如此“聲勢浩大”的進行星鏈建設,核心目的就是要搶占“不可再生”和“先占永得”的衛星頻率和軌道資源,以此打造全面領先的新一代通訊體系,并以此掌控未來的信息經濟“命脈”。由此可以看出,當前的太空競爭已經從“確立國家聲望”向“掌握未來經濟發展主導權”進行轉變,這不再是零和游戲,而是叢林法則。那么,目前我國的衛星頻軌資源獲取情況如何,又該如何實現對這一稀缺太空資源的快速占領?
“星多箭少”成我國航天產業發展難題之一
在2021年,中國信通院在發布的《6G總體愿景與潛在關鍵技術白皮書》中,對近地軌道衛星總容量進行的測算為10 萬顆,而僅SpaceX星鏈就向國際電信聯盟申請了4.2萬顆,占比達到了42%,并且在近幾年通過獵鷹9號的快速發射能力,迅速接近申請目標。目前,世界各國相繼發布規模不一的星座計劃,應對頻率和軌道爭奪戰,看似廣袤無垠的深空事實上資源極為緊缺。
當然,我國作為航天大國已經提出了國家網絡計劃,并在2020年9月向國際電信聯盟(ITU)申請了“GW”星座計劃,共12992顆衛星。目前,國網計劃已經穩步開展,首批30顆低軌衛星在2023年底得到交付。同時在政策鼓勵下,民營航天領域也正積極布局打造商業星座,助力搶占太空資源。
但中國的星座計劃之路并非“坦途”。一個重要的現實問題在于,根據ITU要求,在衛星頻率和軌道申請后的7年內必須發射第一顆衛星,9年內必須發射總數的10%,12年內必須發射50%,14年內必須全部發射完成。以“GW”星座計劃部署的下限推算,2023到2030年年均發射量為180顆以上,而到了2030至2033年年均發射量將達到1700顆以上,2033至2035年年均發射量更需實現3000顆以上規模的能力。而2021年、2022年、2023年中國發射航天器分別為103個、188個、200余個,且有肩負國家戰略使命的探月工程、載人航天、空間站任務需要保障,“星多箭少”成為制約我國快速獲取衛星頻軌資源、推進航天產業發展的難題之一。
因此,面對龐大發射需求,需要快速將我國整體航天發射能力特別是商業發射能力翻倍擴充。通過運力更大的火箭、發射更多的火箭,建立高效的太空“物流”體系,成為“星多箭少”的優先“解題”之道。
商業航天已成獲取太空資源重要補充力量
事實上,2023年我國67次航天發射任務中的13次,是由新興的民營商業航天企業完成,并累計發射80顆衛星。可以看出,穩步成長的商業航天作為“新質生產力”,正成為助力建設航天事業的重要補充力量。而2024年,瞄準更大發射載荷、更多衛星發射數量、更快發射能力的民營商業航天企業也已蓄勢待發。如新興商業航天企業東方空間,就于近日發射引力一號運載火箭。
據了解,引力一號設計指標所瞄準的,便是解決低軌衛星星座計劃指數級增加、太空頻軌資源日益緊張的矛盾點,能夠在短期內快速擴充我國進入太空的能力、服務我國太空基礎設施建設。目前,主流的組網衛星單星重量基本在200公斤級以上,以單顆衛星200公斤、單軌道面20顆星,總10個軌道面的星座距離,至少是運載能力大于4噸的火箭,才能實現一次布置一個軌道面的衛星高效批量組網需求。
而引力一號作為一款三級半全固體構型的中型運載火箭,具備運載能力大、載荷空間大、海陸兼容、快速響應、經濟性好等特點。全箭高30米,芯級和助推器直徑同為2.65米,起飛重量405噸,起飛推力600噸,整流罩直徑4.2米,近地軌道運載能力6.5噸、太陽同步軌道運載能力4.2噸,可支持百公斤級衛星“一箭30星”發射,有效助力我國衛星星座組網快速實施、占據頻軌資源。
此外,除了打造中型運載火箭、擴充單發運載能力,東方空間也在謀劃適應更高頻次的發射模式,引力一號首飛就采用技術難度高但具備高頻發射潛力的海上發射模式,疊加引力一號作為固體火箭可以提前貯存、快速響應發射的優點,后續單條發射船可支持24小時-一周支持一次發射任務,成為名副其實的“東方快遞”。
隨著科技的發展,太空大航海時代已經來臨,衛星頻軌資源已經同石油天然氣、稀有金屬、國土海洋資源一樣,成為強國建設的重要資源基礎。從這一角度看,我們必須期待像東方空間這樣的商業航天企業“勇立潮頭”,以先進的太空科技為國家航天事業注入新的活力和動力,并為打造經濟新增長極,提供充沛的向上新動能。
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