近期,2023年世界航天發(fā)射統(tǒng)計數(shù)據(jù)出爐,中美俄三國位列前三甲。其中美國發(fā)射108次(也有數(shù)據(jù)顯示為116次),我國全年發(fā)射67次,俄羅斯發(fā)射15次,其余實現(xiàn)軌道級發(fā)射的國家和地區(qū),發(fā)射數(shù)量均在個位數(shù)。
單看數(shù)據(jù),我國相比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,在世界整個航天產(chǎn)業(yè)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(fā)射統(tǒng)計數(shù)據(jù)中,美國太空探索公司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,年度發(fā)射量及衛(wèi)星入軌數(shù)量,SpaceX已經(jīng)超越我國總值。
關心航天事業(yè)發(fā)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(wèi)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(jīng)濟“命脈”。由此可以看出,當前的太空競爭已經(jīng)從“確立國家聲望”向“掌握未來經(jīng)濟發(fā)展主導權(quán)”進行轉(zhuǎn)變,這不再是零和游戲,而是叢林法則。那么,目前我國的衛(wèi)星頻軌資源獲取情況如何,又該如何實現(xiàn)對這一稀缺太空資源的快速占領?
“星多箭少”成我國航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展難題之一
在2021年,中國信通院在發(fā)布的《6G總體愿景與潛在關鍵技術白皮書》中,對近地軌道衛(wèi)星總?cè)萘窟M行的測算為10 萬顆,而僅SpaceX星鏈就向國際電信聯(lián)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(fā)射能力,迅速接近申請目標。目前,世界各國相繼發(fā)布規(guī)模不一的星座計劃,應對頻率和軌道爭奪戰(zhàn),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(jīng)提出了國家網(wǎng)絡計劃,并在2020年9月向國際電信聯(lián)盟(ITU)申請了“GW”星座計劃,共12992顆衛(wèi)星。目前,國網(wǎng)計劃已經(jīng)穩(wěn)步開展,首批30顆低軌衛(wèi)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(yè)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(xiàn)實問題在于,根據(jù)ITU要求,在衛(wèi)星頻率和軌道申請后的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)射量將達到1700顆以上,2033至2035年年均發(fā)射量更需實現(xiàn)3000顆以上規(guī)模的能力。而2021年、2022年、2023年中國發(fā)射航天器分別為103個、188個、200余個,且有肩負國家戰(zhàn)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(wèi)星頻軌資源、推進航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的難題之一。
因此,面對龐大發(fā)射需求,需要快速將我國整體航天發(fā)射能力特別是商業(yè)發(fā)射能力翻倍擴充。通過運力更大的火箭、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充力量
事實上,2023年我國67次航天發(fā)射任務中的13次,是由新興的民營商業(yè)航天企業(yè)完成,并累計發(fā)射80顆衛(wèi)星。可以看出,穩(wěn)步成長的商業(yè)航天作為“新質(zhì)生產(chǎn)力”,正成為助力建設航天事業(yè)的重要補充力量。而2024年,瞄準更大發(fā)射載荷、更多衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量、更快發(fā)射能力的民營商業(yè)航天企業(yè)也已蓄勢待發(fā)。如新興商業(yè)航天企業(yè)東方空間,就于近日發(fā)射引力一號運載火箭。
據(jù)了解,引力一號設計指標所瞄準的,便是解決低軌衛(wèi)星星座計劃指數(shù)級增加、太空頻軌資源日益緊張的矛盾點,能夠在短期內(nèi)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(wǎng)衛(wèi)星單星重量基本在200公斤級以上,以單顆衛(wèi)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(xiàn)一次布置一個軌道面的衛(wèi)星高效批量組網(wǎng)需求。
而引力一號作為一款三級半全固體構(gòu)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(jīng)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(wèi)星“一箭30星”發(fā)射,有效助力我國衛(wèi)星星座組網(wǎng)快速實施、占據(jù)頻軌資源。
此外,除了打造中型運載火箭、擴充單發(fā)運載能力,東方空間也在謀劃適應更高頻次的發(fā)射模式,引力一號首飛就采用技術難度高但具備高頻發(fā)射潛力的海上發(fā)射模式,疊加引力一號作為固體火箭可以提前貯存、快速響應發(fā)射的優(yōu)點,后續(xù)單條發(fā)射船可支持24小時-一周支持一次發(fā)射任務,成為名副其實的“東方快遞”。
隨著科技的發(fā)展,太空大航海時代已經(jīng)來臨,衛(wèi)星頻軌資源已經(jīng)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(yè)航天企業(yè)“勇立潮頭”,以先進的太空科技為國家航天事業(yè)注入新的活力和動力,并為打造經(jīng)濟新增長極,提供充沛的向上新動能。
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