进入太空的能力和主权能力对我们的现代社会至关重要。
商业航空航天公司使卫星技术变得更加普及。
静止轨道小卫星正为更多太空强国提供价格可承受的太空自主能力。
1957年10月,斯普特尼克号——世界上第一颗人造卫星——发射进入近地轨道,在绕地球飞行时持续发送无线电信号,由此引发了太空竞赛。
六十七年后,一场新的太空竞赛正在兴起,其目标是安全、自主、依托卫星实现的能力,包括通信能力。
尽管商业卫星通信的选择十分丰富,为数十亿人提供宽带、广播和紧急服务等互联互通服务,但拥有自主卫星的国家不足20个运营一颗自主卫星在轨。
太空领域对通信、导航、数据主权、互联网服务、广播等诸多方面都至关重要。简而言之,拥有自主卫星能力的国家在能力方面从根本上更加自主、安全且更具韧性。
新兴技术的加速发展,加之日益加剧的地缘政治紧张局势和供应链安全问题,带来了不断演变的挑战和担忧。在当今的太空竞赛中,几乎每个国家都认识到,战略自主和进入太空的能力至关重要。
然而,问题在于如何有效建立这一能力。
卫星主权长期以来对许多国家而言遥不可及
直到目前为止,获取专用的自主电信卫星成本高昂,大多数国家难以承受。一颗传统静止轨道卫星的体积相当于一辆校车,其制造和发射费用可能在3亿美元至10亿美元之间。
自主或专用的近地轨道(LEO)星座同样超出了除最大、最富有的国家和跨国组织之外几乎所有主体的财力范围。
单颗静止轨道卫星固定在地球上空的某一位置运行,可覆盖全球三分之一的区域;而近地轨道星座则需要在轨部署由数千颗小卫星组成的网络、地面站,并且部署和维护所需的资本支出往往是其数倍。
此类近地轨道星座包括SpaceX的超过6000颗卫星的Starlink网络、亚马逊正在建设的3000颗卫星的Kuiper网络,中国规划中的14000颗卫星的国网星座,以及欧盟提议建设的网络,即由数百颗分布于多个轨道的卫星组成、被称为IRIS2的星座。
资源不足以购买和发射自有卫星的国家,往往不得不租用商业静止轨道卫星运营商的容量、多国共享资产,或商业近地轨道星座的容量。
然而,国家租用的卫星通信容量,无论是位于低轨、中轨还是静止轨道,往往要以牺牲对能力和数据的控制权与主权为代价,并依赖第三方。
其他国家伙伴、商业运营商和技术供应商的利益始终牵涉其中,这可能带来复杂性。在地缘政治威胁、国家危机或自然灾害时期,真正专用的卫星容量的价值会随之提升。
创新使安全卫星通信成为可能
新一代静止轨道小卫星近来改变了自主通信的单位经济模型,使几乎每个国家都能实现专用、定向的卫星容量以及更安全的国家通信。
静止轨道小卫星的体积和重量最多可比传统静止轨道卫星小五倍,同时仍能提供可观的性能和使用寿命,并可将自主卫星通信的成本降低多达五倍,完全在大多数国家的财力范围之内。
即使是规模较大的国家,也利用这种单位经济模型,将其在轨投资和风险分散到更多颗卫星上。
这一转变是太空进入能力更广泛民主化的一部分。十年前,卫星产业由政府间组织和大型航空航天跨国公司主导,进入门槛高,风险和成本使太空成为主要政府的专属领域。
如今,SpaceX等公司以及其他新兴商业发射企业大幅降低了卫星入轨成本,使较小国家无需投资价值链的每个环节即可参与太空活动。
技术进步是这场低成本自主卫星通信革命的核心。
先进的通信系统技术,例如软件定义载荷、3D打印天线和射频产品,使产品能够以传统机械加工和组装的同类产品一小部分的重量和体积,实现更轻、更复杂、性能更高的设计。
借助地球静止轨道小卫星,不仅成本下降,建造周期也得以缩短。传统地球静止轨道卫星重量可达7000千克,建造需要五年或更长时间。
另一方面,地球静止轨道小卫星的典型建造周期仅为两至三年,使各国在保障通信方面拥有更大的灵活性。
静止轨道小卫星的较小外形可实现共享发射。传统的大型多吨级静止轨道卫星需要专用火箭,发射成本极高;而地球静止轨道小卫星可以搭乘低成本运载火箭发射,例如SpaceX的可重复使用猎鹰9号火箭或欧洲航天局的阿丽亚娜6号火箭。
关键在于,这种民主化意味着各国不再必须复制整个太空生态系统。相反,它们可以专注于自身的应用和服务,例如互联互通、地球观测或安全通信。
主权卫星安全的未来
1957年10月斯普特尼克号进入轨道时,《费加罗报》宣称:“神话已成为现实:地球引力已被征服。”如今,地球静止轨道小卫星的作用,是帮助连接和保护广大人群,而不仅仅是历史上在太空竞赛中受益的少数人。
在不间断、安全的互联互通对国家安全和经济韧性至关重要的当下,价格可承受、灵活的卫星解决方案可以帮助各国政府摆脱对租用容量和跨国联合体的依赖,为太空中的战略自主铺平道路。


