美國航天業(yè)冒險(xiǎn)家馬斯克近日號(hào)稱要發(fā)射約1.2萬顆低軌道衛(wèi)星組成“星鏈”（StarLink）星座通信網(wǎng)，讓W(xué)ifi信號(hào)閥蓋全球每一個(gè)角落。

可是，馬斯克的雄心壯志并不是只有馬斯克一人才有。

雖然不及馬斯克“?？凇毕?.2萬顆的數(shù)目，但我國航天科技集團(tuán)和航天科工集團(tuán)也都分別提出了建設(shè)300余顆和156顆低軌通信衛(wèi)星星座的計(jì)劃。兩個(gè)計(jì)劃的首顆技術(shù)驗(yàn)證星都預(yù)定在今年發(fā)射。

航天科工集團(tuán)“虹云工程”動(dòng)畫演示（視頻截圖）

中國的低軌星座計(jì)劃

全國兩會(huì)開幕在即。全國政協(xié)委員、中國航天科技集團(tuán)科技委主任包為民3月2日接受中新網(wǎng)采訪時(shí)表示，航天科技集團(tuán)正在部署一個(gè)低軌道通信衛(wèi)星星座。一期工程將有54顆星，至二期工程時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能力平滑過渡，衛(wèi)星總數(shù)最終將超過300顆。

全國政協(xié)委員、中國航天科技集團(tuán)科技委主任包為民（中新聞 圖）

包為民稱，計(jì)劃在年內(nèi)啟動(dòng)全球移動(dòng)寬帶衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)。建成后，它將成為全球無縫覆蓋的空間信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)，為地面固定、手持移動(dòng)、車載、船載、機(jī)載等各類終端提供互聯(lián)網(wǎng)傳輸服務(wù)。

包為民補(bǔ)充道，這個(gè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以在深海大洋、南北兩極、“一帶一路”等區(qū)域?qū)崿F(xiàn)寬帶窄帶相結(jié)合的通信保障能力。通過該系統(tǒng)，處于地球上任何地點(diǎn)的任何人或物在任何時(shí)間實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)。

包為民在采訪中提到的這個(gè)“低軌道通信衛(wèi)星星座”，應(yīng)該就是在2016年珠海航展上公開的“鴻雁星座”。“全球低軌移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星系統(tǒng)鴻雁星座”由航天級(jí)科技集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)，長城公司與一院、五院等單位共同推出。

鴻雁星座宣傳圖（航天科技集團(tuán) 圖）

在2016年珠海航展上，航天科技集團(tuán)所屬的中國長城工業(yè)集團(tuán)有限公司副總裁張曉東介紹，鴻雁星座計(jì)劃將由60顆低軌道小衛(wèi)星及全球數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理中心組成，具有全天候、全時(shí)段及在復(fù)雜條件下的實(shí)時(shí)雙向通信能力。60顆衛(wèi)星將在2020年組網(wǎng)完畢，屆時(shí)將促進(jìn)國際通信互聯(lián)互通。

在航天科技集團(tuán)的2018年商業(yè)航天布局中，鴻雁星座的規(guī)模提升到了“300余顆低軌道小衛(wèi)星”。工程具體將分3期建設(shè)，最終形成全球低軌移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星系統(tǒng)。

鴻雁星座首發(fā)星由西安分院負(fù)責(zé)研制，預(yù)計(jì)將于2018年第一季度發(fā)射。這顆首發(fā)星搭載的相關(guān)載荷具有在軌可重構(gòu)技術(shù)，能夠開展通信體制驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)小型終端聯(lián)試聯(lián)調(diào)、星地業(yè)務(wù)試運(yùn)行，并對(duì)衛(wèi)星測控運(yùn)管系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。

長城公司介紹，對(duì)于個(gè)人用戶來說，鴻雁星座的雙向數(shù)據(jù)交互功能，可以保證這些用戶在無國內(nèi)地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域，如科考、登山、探險(xiǎn)等活動(dòng)的通信需求，同時(shí)可以為應(yīng)急救援提供有力保障。鴻雁星座可為北斗導(dǎo)航衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)提供信息播發(fā)通道，提高北斗導(dǎo)航衛(wèi)星定位精度，為航空運(yùn)輸、地信應(yīng)用、海洋工程、交通物流、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、自動(dòng)駕駛等需要高精度定位的行業(yè)提供定制化服務(wù)。

鴻雁星座搭載的AIS載荷，可在全球范圍內(nèi)接收船舶發(fā)送的AIS報(bào)文信息，全面掌握船舶航行狀態(tài)、位置、航向等動(dòng)態(tài)和靜態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)海海域航行船舶的監(jiān)控及漁政管理。鴻雁星座搭載的ADS-B載荷，具有全天候、大范圍、遠(yuǎn)距離、衛(wèi)星探測合法性等優(yōu)點(diǎn),可從外層空間對(duì)全球航空目標(biāo)進(jìn)行位置跟蹤、監(jiān)視及物流調(diào)控，增強(qiáng)飛行安全性及突發(fā)航空事故搜救能力。

此外，通過植入手機(jī)芯片，人們在國外旅游、航海、郊外郊游期間，即便沒有手機(jī)信號(hào)，也能夠發(fā)送信息、語音和圖片。如果遇到緊急情況，例如落水，手機(jī)還能自動(dòng)播報(bào)位置信息和求救信號(hào)，為個(gè)人野外通信、安全和救援提供有力幫助，未來就不會(huì)再有人員失聯(lián)現(xiàn)象，“鴻雁”讓世界永不失聯(lián)。

航天科技集團(tuán)展望，鴻雁星座推向市場后，“將成為（國內(nèi)）首個(gè)能夠滿足基本衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信需求的系統(tǒng)。”

另一支“國家隊(duì)”的籌劃

除了航天科技集團(tuán)外，我國還有另一支“國家隊(duì)”——航天科工集團(tuán)。航天科工集團(tuán)對(duì)于建設(shè)低軌道通信衛(wèi)星星座也有自己的計(jì)劃。

航天科工的“虹云工程”是“基于小衛(wèi)星的低軌寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)”。虹云工程脫胎于航天科工之前提出的“福星計(jì)劃”，計(jì)劃發(fā)射156顆在1000千米運(yùn)行的低軌小衛(wèi)星，組網(wǎng)構(gòu)建一個(gè)星載寬帶全球互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

虹云工程動(dòng)畫演示：衛(wèi)星正展開太陽能電池板（視頻截圖）

2016年9月舉行的第二屆中國商業(yè)航天高峰論壇上，航天科工集團(tuán)提出重點(diǎn)實(shí)施五大商業(yè)航天工程。五個(gè)“云”中就包括了“虹云工程”。

虹云工程總設(shè)計(jì)師向開恒表示，虹云工程最重要的意義就是改變了現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)接入方式，實(shí)現(xiàn)可覆蓋全球的天基互聯(lián)網(wǎng)接入。目前互聯(lián)網(wǎng)的使用還不能離開陸基和海底光纜，但在很多情況下，受制于成本和地理環(huán)境的制約，并不具備光纜鋪設(shè)的條件。

但在虹云二期工程完成后，衛(wèi)星之間可以實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)和信息處理。屆時(shí)，裝有客戶端的飛機(jī)和船舶，即使處在遠(yuǎn)離陸地信關(guān)站2500千米以上的大洋深處，也可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的全球網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

虹云工程動(dòng)畫演示（視頻截圖）

虹云工程的另一大特點(diǎn)就是使用Ka波段。無線波段歷來是先到先得，Ka波段雖然速度和質(zhì)量不比傳統(tǒng)的C波段，但卻遠(yuǎn)沒有C波段那么擁擠。國外One Web公司的低軌星座也計(jì)劃使用Ka波段。虹云工程越早建設(shè)，就越有利于中國搶占波段資源，爭取主動(dòng)。

此外，向開恒介紹稱，虹云工程將是世界上第一種實(shí)現(xiàn)每顆衛(wèi)星達(dá)到4G/s信息傳輸速率的天地一體化寬帶信息系統(tǒng)?！敖柚谇八从械膸?，以及1000千米的低軌高度（相比于傳統(tǒng)的同步軌道，距地面約35000千米以上），衛(wèi)星信息傳輸?shù)乃俣葘⒂写蠓嵘?，這對(duì)于改善新聞直播中的延時(shí)現(xiàn)象、提高遠(yuǎn)程遙控操作的質(zhì)量有著重要意義?！?/p>

整個(gè)工程也分為3步。在早期規(guī)劃中，第一步計(jì)劃在2018年前發(fā)射第一顆技術(shù)驗(yàn)證星，實(shí)現(xiàn)單星關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證；第二步到“十三五”末，發(fā)射4顆業(yè)務(wù)實(shí)驗(yàn)星，組建一個(gè)小星座，讓用戶進(jìn)行初步業(yè)務(wù)體驗(yàn)；第三步到“十四五”末，實(shí)現(xiàn)全部156顆衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行，完成業(yè)務(wù)星座構(gòu)建。

但在2017年8月的第三屆中國商業(yè)航天高峰論壇上，向開恒雖然提及技術(shù)驗(yàn)證衛(wèi)星已進(jìn)入初樣試驗(yàn)階段，但把技術(shù)驗(yàn)證衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間修正到了“明年中”，也就是2018年。他同時(shí)坦言，“虹云工程”在發(fā)射、測控等方面尚存問題，商業(yè)化也還在摸索中。

第二次向低軌道的大進(jìn)軍

太空低軌道在通信上的巨大潛力，人類早在20多年前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)。1999年，摩托摩拉推出了人類首個(gè)大規(guī)模低軌星座通信計(jì)劃——由77顆星組網(wǎng)的“銥星”計(jì)劃。但受制于當(dāng)時(shí)條件所限，運(yùn)營成本過高且實(shí)際速度很慢。最后使用者寥寥。相較于衛(wèi)星通信，地面通訊的發(fā)展更為迅速，立刻占據(jù)了大部分市場。

銥星星座

但在20年后的今天情況已經(jīng)有了很大改觀。航天科技的進(jìn)步降低了衛(wèi)星研制、量產(chǎn)和發(fā)射的成本，而衛(wèi)星通信資費(fèi)的降低又催生出無時(shí)無刻的互聯(lián)網(wǎng)接入和大數(shù)據(jù)需求。低軌通信衛(wèi)星的復(fù)興也自然水到渠成。

尤其是我國疆域遼闊，自然地形復(fù)雜。在面對(duì)偏遠(yuǎn)山區(qū)的自然村落時(shí)，與地面光纜相比，“從天上”解決很可能成本更低。2016年12月的《十三五國家信息化規(guī)劃》中也明確提及“通過移動(dòng)蜂窩、光纖、低軌衛(wèi)星等多種方式，完善邊遠(yuǎn)地區(qū)及貧困地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋?！?/p>

2018年對(duì)于全球多個(gè)低軌衛(wèi)星計(jì)劃都將是關(guān)鍵一年。馬斯克的“星鏈”在上個(gè)月剛發(fā)射了兩顆驗(yàn)證星。One Web公司也打算在今年開展發(fā)射計(jì)劃。而我國“鴻雁”和“虹云”這兩個(gè)低軌衛(wèi)星工程，同樣將在今年發(fā)射首顆衛(wèi)星。

發(fā)令槍已經(jīng)響起，最后誰能跑贏比賽？