王韻涵 張祎蓮 武珺 畢俊凱（北京空間科技信息研究所）

2022年，高軌通信衛(wèi)星數(shù)量占比進(jìn)一步降低，低軌通信衛(wèi)星數(shù)量激增，傳統(tǒng)高軌運(yùn)營(yíng)商和新興衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)公司尋求合作，以探索新的發(fā)展空間。整體看，通信衛(wèi)星領(lǐng)域發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)激烈，同時(shí)伴隨大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)及產(chǎn)業(yè)鏈條變革，領(lǐng)域發(fā)展將面對(duì)重大整合和變革。

1 總體態(tài)勢(shì)

2022年，國(guó)外共實(shí)施59 次通信衛(wèi)星發(fā)射，成功將1929 顆通信衛(wèi)星送入太空，其中軍事通信衛(wèi)星1 顆，民商通信衛(wèi)星1928 顆。自1958年12月18日第一顆通信衛(wèi)星成功發(fā)射以來(lái)，國(guó)外已經(jīng)成功發(fā)射6689 顆通信衛(wèi)星。截至2022年底，國(guó)外共有4686 顆通信衛(wèi)星在軌運(yùn)行，通信衛(wèi)星仍是全球在軌數(shù)量最多的一類(lèi)航天器。

2022年，國(guó)外通信衛(wèi)星成功部署的數(shù)量較2021年增加541 顆，“星鏈”（Starlink）星座大規(guī)模部署是衛(wèi)星數(shù)量增加的首要原因。美國(guó)以數(shù)量級(jí)優(yōu)勢(shì)穩(wěn)居第一，歐洲位居第二，美國(guó)和歐洲發(fā)射總數(shù)量占比超過(guò)99%，繼續(xù)保持領(lǐng)先地位。從在軌數(shù)量上看，美國(guó)、歐洲、俄羅斯位居前三，在軌總數(shù)量占比96%。

2022年國(guó)外通信衛(wèi)星發(fā)射和在軌數(shù)量統(tǒng)計(jì)

2 低軌衛(wèi)星數(shù)量劇增，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域蓬勃發(fā)展

主流商業(yè)低軌星座進(jìn)度差距擴(kuò)大，“星鏈”建設(shè)速度全球大幅領(lǐng)先

以“星鏈”“一網(wǎng)”為代表的低軌寬帶星座作為新興網(wǎng)絡(luò)信息基礎(chǔ)設(shè)施，成為多個(gè)國(guó)家地區(qū)發(fā)展熱點(diǎn)。2022年，美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）發(fā)展的“星鏈”低軌寬帶星座常態(tài)化、高密度發(fā)射建設(shè)態(tài)勢(shì)凸顯，全年實(shí)施34 次批量發(fā)射，部署1722 顆衛(wèi)星，發(fā)射次數(shù)和發(fā)射數(shù)量接近去年的2 倍，均搭載星間激光通信終端。衛(wèi)星產(chǎn)能達(dá)到月均180 顆，在8月創(chuàng)下最高發(fā)射頻次達(dá)到30 天7 發(fā)，公司研產(chǎn)和發(fā)射能力持續(xù)提升。同時(shí)，SpaceX 公司在持續(xù)向全球范圍輻射業(yè)務(wù)布局，積極建設(shè)海外分公司，不斷拓展業(yè)務(wù)范圍，在全球取得40 多個(gè)國(guó)家的落地權(quán)；持續(xù)推動(dòng)地面站建設(shè)，在建地面站數(shù)量160 余個(gè)；用戶規(guī)模不斷擴(kuò)大，年底訂閱用戶人數(shù)超過(guò)100 萬(wàn)。

2022年，SpaceX 公司積極面向不同細(xì)分市場(chǎng)推出差異化服務(wù)，持續(xù)擴(kuò)大商業(yè)版圖，占領(lǐng)市場(chǎng)份額。接續(xù)推出“星鏈商用”（Starlink Business）寬帶服務(wù)、“星鏈房車(chē)”移動(dòng)通信服務(wù)（Starlink RV）、“星鏈航空”（Starlink Aviation）機(jī)載互聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)和“星鏈海事”（Starlink Maritime）通信服務(wù)，并針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景，公司推出自主研發(fā)的移動(dòng)、商用、機(jī)載、艦載電控平板相控陣終端。

英國(guó)“一網(wǎng)”（OneWeb）衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)取得進(jìn)展，歐盟確定主權(quán)星座計(jì)劃方案?！耙痪W(wǎng)”星座年度部署較預(yù)期有所滯后，年初受到俄烏沖突影響，由于不具備自研運(yùn)載火箭能力，部署被迫中斷，在第四季度恢復(fù)發(fā)射任務(wù)，全年僅部署3 批次110 顆衛(wèi)星，累計(jì)部署504 顆衛(wèi)星，初代星座完成80%。應(yīng)用服務(wù)方面，一網(wǎng)公司在北緯50°以上地區(qū)開(kāi)通了寬帶服務(wù)，并與40 多家公司達(dá)成分銷(xiāo)伙伴關(guān)系。

加拿大電信衛(wèi)星公司（Telesat）在加拿大政府的支持下發(fā)展低軌大規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)星座“光速”（Lightspeed），在2022年受到供應(yīng)鏈短缺和資金不足的影響，星座規(guī)模由298 顆衛(wèi)星縮減至188 顆工作星和10 顆在軌備份星，首顆業(yè)務(wù)星推遲至2025年，正式開(kāi)通服務(wù)推遲至2026年。

此外，亞馬遜公司（Amazon）“柯伊伯”（Kuiper）星座即將開(kāi)展大規(guī)模部署，2022年度預(yù)訂2023年83次發(fā)射活動(dòng)，低軌空間爭(zhēng)奪進(jìn)一步加劇。

手機(jī)直連衛(wèi)星成為發(fā)展熱點(diǎn)，多個(gè)公司發(fā)力進(jìn)入競(jìng)爭(zhēng)行列

隨著第三代合作伙伴計(jì)劃（3GPP）組織將非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN）納入5G 標(biāo)準(zhǔn)，“手機(jī)直連衛(wèi)星”概念火熱，并于2022年取得突破性進(jìn)展，逐步由理論走向現(xiàn)實(shí)。2022年9月，蘋(píng)果公司iPhone14 手機(jī)已具備基于全球星（Globalstar）衛(wèi)星通信服務(wù)的“緊急求救”功能。SpaceX 公司在8月宣布將通過(guò)“星鏈”二代衛(wèi)星為美國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商T-Mobile 的用戶提供手機(jī)連接服務(wù)，兩家公司將建立一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)，使用T-Mobile 公司中頻段頻譜，為美國(guó)無(wú)地面蜂窩覆蓋的地區(qū)提供“衛(wèi)星到蜂窩”服務(wù)，計(jì)劃于2023年底首先在美國(guó)特定地區(qū)開(kāi)通測(cè)試服務(wù)，包括短信、彩信和部分應(yīng)用程序消息推送，之后將進(jìn)一步增加語(yǔ)音和數(shù)據(jù)覆蓋。T-Mobile 在網(wǎng)用戶可直接兼容這項(xiàng)服務(wù)，無(wú)需購(gòu)買(mǎi)額外設(shè)備。

此外，多家初創(chuàng)公司也在開(kāi)發(fā)“手機(jī)直連衛(wèi) 星” 星 座。9月， 美 國(guó)AST 空 間 移 動(dòng) 公 司（AST SpaceMobile）發(fā)射原型衛(wèi)星藍(lán)行者-3（BlueWalker-3），11月14日 在 軌 成 功 展開(kāi) 面積64m2的大型平面天線，是目前部署到低地球軌道（LEO）的最大商業(yè)通信陣列，將開(kāi)展“直連蜂窩”（Direct-to-Cell）技術(shù)試驗(yàn)。領(lǐng)克全球公司（Lynk Global）獲得美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）的“手機(jī)直連衛(wèi)星”服務(wù)運(yùn)營(yíng)許可，該公司第5 顆衛(wèi)星已經(jīng)與巴哈馬、加拿大、新西蘭、英國(guó)、美國(guó)的數(shù)千臺(tái)未經(jīng)改裝的移動(dòng)設(shè)備和車(chē)輛實(shí)現(xiàn)了雙向連接，是一個(gè)重要的技術(shù)里程碑節(jié)點(diǎn)。這些測(cè)試還證明了Lynk 可以與全球十大移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的8 個(gè)智能手機(jī)完成連接。

3 高通量衛(wèi)星在軌單星容量大幅提升，傳統(tǒng)衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商探索合作方式

歐洲首顆甚高通量衛(wèi)星發(fā)射成功，美國(guó)下一代高通量衛(wèi)星即將部署

2022年9月，歐洲首顆新一代高通量（VHTS）衛(wèi)星“連接- 甚高通量”（KONNECT-VHTS）衛(wèi)星發(fā)射成功。該衛(wèi)星屬于歐洲通信衛(wèi)星公司（Eutelsat），由泰雷茲-阿萊尼亞航天公司（TAS）負(fù)責(zé)研制，設(shè)計(jì)容量達(dá)到500Gbit/s，星上配備第5代數(shù)字透明處理器（DTP）載荷，具有強(qiáng)大的在軌處理能力。該衛(wèi)星用戶鏈路使用Ka 頻段，饋電鏈路則工作在Q/V 頻段，也是全球首顆在軌使用Q/V 頻段饋電波束的商業(yè)通信衛(wèi)星，可為用戶波束騰出更多可用的Ka 頻段資源，且采用軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）技術(shù)，地面關(guān)口站可快速靈活切換，以克服不良天氣對(duì)Q/V 頻段信號(hào)傳輸?shù)挠绊?，?yōu)化了在軌服務(wù)能力。

2022年，美國(guó)兩大衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商巨頭衛(wèi)訊（Viasat）公司和休斯網(wǎng)絡(luò)公司（Hughes Networks）發(fā)展的新一代甚高通量衛(wèi)星（VHTS）研制工作進(jìn)入尾聲，計(jì)劃于2023年發(fā)射。衛(wèi)訊公司和波音公司（Boeing）聯(lián)合研制的衛(wèi)訊-3（ViaSat-3）衛(wèi)星已經(jīng)整裝待發(fā)，星上載有Ka 頻段有效載荷，部署成功后將成為首顆單星容量達(dá)到Tbit/s 量級(jí)的衛(wèi)星，代表了甚高通量衛(wèi)星的最新技術(shù)水平。休斯網(wǎng)絡(luò)公司發(fā)展的新一代超高密度衛(wèi)星（UHDS）朱庇特-3（Jupiter-3）衛(wèi)星進(jìn)入真空測(cè)試階段，原定于2022年發(fā)射，用戶鏈路使用Ka 頻段，饋電鏈路使用Q/V 頻段，為北美和南美用戶提供約500Gbit/s 的容量，預(yù)期下行速度最高可達(dá)100Mbit/s。

傳統(tǒng)衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商通過(guò)合作探索出路，通信行業(yè)處于重大整合階段

高中低軌衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商通過(guò)“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”謀求進(jìn)一步發(fā)展。2022年，通信行業(yè)兩大熱點(diǎn)事件引發(fā)關(guān)注，一是美國(guó)著名高軌運(yùn)營(yíng)商衛(wèi)訊公司收購(gòu)國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星公司（Inmarsat）計(jì)劃進(jìn)展順利，6月衛(wèi)訊股東特別會(huì)議批準(zhǔn)了擬議收購(gòu)國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星公司的要約。9月，英國(guó)政府根據(jù)英《國(guó)家安全與投資法》，批準(zhǔn)了雙方的擬并購(gòu)協(xié)議。兩家公司合并后，全球國(guó)際業(yè)務(wù)總部將設(shè)在英國(guó)，為全世界各個(gè)地區(qū)提供更安全、可靠和實(shí)惠的衛(wèi)星通信服務(wù)，并繼續(xù)深化對(duì)英國(guó)國(guó)家太空戰(zhàn)略的支持。二是歐洲通信衛(wèi)星公司宣布注資一網(wǎng)公司，7月兩家公司簽署合并諒解備忘，將建立全球首家提供地球靜止軌道（GEO）和LEO 軌道一體化解決方案的多軌道通信衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商，同時(shí)，歐洲通信衛(wèi)星公司成為一網(wǎng)公司的容量分銷(xiāo)伙伴，在全球范圍內(nèi)為軍民用戶提供移動(dòng)通信、企業(yè)通信、回程傳輸?shù)确?wù)。此外，國(guó)際通信衛(wèi)星公司與SpaceX 公司合作，采購(gòu)“星鏈”終端和容量服務(wù)，并整合自身容量，面向政府用戶提供多軌道管理式服務(wù)。

4 多國(guó)推進(jìn)下一代軍用通信系統(tǒng)建設(shè)，重視低軌星座能力應(yīng)用

2022年， 國(guó) 外 共 進(jìn) 行1 次 軍 事 通 信 衛(wèi) 星發(fā)射活動(dòng)， 俄羅斯成功將1 顆子午線-M-10（Merdian-M-10）通信衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。該衛(wèi)星是升級(jí)版“子午線”系列衛(wèi)星的第3 顆衛(wèi)星，運(yùn)行于大橢圓軌道（HEO）。

多國(guó)研發(fā)新一代高軌軍用通信系統(tǒng)

2022年，美國(guó)、歐洲均未發(fā)射高軌軍用通信衛(wèi)星。根據(jù)2022年3月美國(guó)天軍太空系統(tǒng)司令部（SSC）的最新組織架構(gòu)調(diào)整規(guī)劃，美軍未來(lái)的高軌衛(wèi)星通信裝備將按照戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略和窄帶三大系統(tǒng)來(lái)發(fā)展，與傳統(tǒng)的寬帶、窄帶、防護(hù)劃分方式存在較大不同，目前處于向新系統(tǒng)發(fā)展的過(guò)渡期，正在持續(xù)推進(jìn)空間、地面、用戶段等關(guān)鍵產(chǎn)品和技術(shù)的研發(fā)、測(cè)試。2022年，美國(guó)天軍分別于6月8日和11月28日宣布2 個(gè)“增強(qiáng)極地系統(tǒng)-后繼”（EPS-R）載荷已成功交付，將于2023年通過(guò)挪威的“北極衛(wèi)星寬帶任務(wù)”（ASBM）衛(wèi)星作為搭載載荷發(fā)射，新的地面新信關(guān)站也已啟動(dòng)建設(shè)，用于補(bǔ)充現(xiàn)役防護(hù)系統(tǒng)在北極地區(qū)的覆蓋空白。

歐洲主要的軍事航天國(guó)家目前在積極謀劃、論證或開(kāi)始建設(shè)下一代系統(tǒng)的進(jìn)程中。法國(guó)最新一代軍事通信衛(wèi)星系統(tǒng)的第二顆衛(wèi)星錫拉庫(kù)斯-4B（Syracuse-4B）計(jì)劃于2023年發(fā)射。英國(guó)持續(xù)推進(jìn)下一代天網(wǎng)-6（Skynet-6）衛(wèi)星項(xiàng)目，新系統(tǒng)將在2028年正式投入運(yùn)行。

主要大國(guó)積極投入大規(guī)模星座建設(shè)

2022年，在低軌大規(guī)模星座浪潮下，低軌大規(guī)模星座大容量、低延時(shí)、全球覆蓋等能力特點(diǎn)和批量研制、快速部署的建設(shè)思路，為軍事作戰(zhàn)通信保障應(yīng)用提供了新思路、新方案。

美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）于2018年發(fā)起的“黑杰克”研究項(xiàng)目，以及太空發(fā)展局（SDA）于2019年提出建設(shè)的下一代“國(guó)防太空體系”（又稱(chēng)“七層體系”）均旨在探索利用相關(guān)技術(shù)成果，高效服務(wù)于軍事作戰(zhàn)能力升級(jí)。傳輸層作為低軌大規(guī)模通信星座，是“七層體系”的骨干與基礎(chǔ)，將作為“基底層”支撐“七層體系”后續(xù)能力建設(shè)與運(yùn)行，向全球作戰(zhàn)平臺(tái)提供可靠、彈性、低延遲的軍事數(shù)據(jù)連接。2022年2月，美國(guó)太空發(fā)展局授予洛馬公司（LM）、諾格公司（NG）和約克航天系統(tǒng)公司（York Space System）“傳輸層1 期”（Tranche 1）衛(wèi)星研制合同，每家公司負(fù)責(zé)2 個(gè)軌道面42 顆衛(wèi)星，將協(xié)同用于實(shí)現(xiàn)區(qū)域持續(xù)低時(shí)延傳輸“網(wǎng)狀網(wǎng)”（Mesh Network）覆蓋和超視距的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈連接，構(gòu)建初始作戰(zhàn)能力。激光星間通信也成為支撐未來(lái)通信體系建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。2022年4月14日和8月25日，DARPA 和SDA 通過(guò)2021年發(fā)射的2 顆曼德拉克-2（Mandrake-2）激光通信試驗(yàn)衛(wèi)星成功建立了激光星間鏈路（OISL），完成了數(shù)據(jù)傳輸和接收測(cè)試。

俄羅斯“球體”（Sfera）多軌道多功能系統(tǒng)啟動(dòng)建設(shè)，2022年10月22日，俄羅斯通過(guò)1 次發(fā)射成功部署3 顆信使-M（Gonets-M）低軌移動(dòng)通信衛(wèi)星和賽艇-D（Skif-D）中軌寬帶衛(wèi)星。其中，賽艇-D 衛(wèi)星是“球體”項(xiàng)目首發(fā)試驗(yàn)星，主要目的是保住國(guó)際電聯(lián)（ITU）為俄羅斯分配的軌道頻率資源，并開(kāi)展相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)。根據(jù)2022年最新計(jì)劃，項(xiàng)目整合了俄羅斯當(dāng)前的“快訊”（Express）、Express-RV、“亞馬爾”（Yamal）等高軌通信衛(wèi)星，新建設(shè)137 顆“馬拉松”（Marathon）物聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星、6 顆“賽艇”（Skif）中軌寬帶衛(wèi)星以及“金雕”（Berkut）、“檢閱”（Smotr）等對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，兼顧高、中、低軌，通信和遙感系統(tǒng)同時(shí)發(fā)展，通過(guò)不同功能、不同軌道的衛(wèi)星系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)營(yíng)，形成優(yōu)勢(shì)能力互補(bǔ)。

歐洲正式確定在2023—2027年間實(shí)施主權(quán)星座“衛(wèi)星彈性、互連和安全基礎(chǔ)設(shè)施”（IRIS2）項(xiàng)目，大力發(fā)展量子安全通信先進(jìn)技術(shù)，確保在全球范圍內(nèi)長(zhǎng)期提供可靠、安全和劃算的衛(wèi)星通信服務(wù)。星座總投資為24 億歐元，計(jì)劃在2024年提供初步服務(wù)，到2027年實(shí)現(xiàn)全面運(yùn)營(yíng)能力，將支持監(jiān)視、人道主義援助關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的連接和保護(hù)等政府安全通信服務(wù)，此外也面向大眾市場(chǎng)提供移動(dòng)和固定寬帶衛(wèi)星接入服務(wù)。

商業(yè)低軌通信星座軍事應(yīng)用效能初顯

“星鏈”星座是全球系統(tǒng)規(guī)劃體量最大、建設(shè)進(jìn)度最快的低軌寬帶星座，其系統(tǒng)發(fā)展建設(shè)已收到美國(guó)軍方的重視與認(rèn)可。近年來(lái)，美軍積極采購(gòu)“星鏈”服務(wù)或利用“星鏈”開(kāi)展軍事應(yīng)用試驗(yàn)和評(píng)估，美空軍也已利用“星鏈”支持其核心的“自動(dòng)作戰(zhàn)管理系統(tǒng)”（ABMS）實(shí)戰(zhàn)演習(xí)，推動(dòng)商業(yè)系統(tǒng)的服務(wù)保障層級(jí)不斷下沉，未來(lái)還將融入“混合太空架構(gòu)”，與美軍作戰(zhàn)指控系統(tǒng)之間的耦合程度不斷加深。

2022年，在俄烏沖突中，“星鏈”大容量、高帶寬、低時(shí)延以及系統(tǒng)彈性強(qiáng)、終端便捷易用等優(yōu)勢(shì)得到了充分體現(xiàn)。截至10月底，SpaceX 公司共向?yàn)蹩颂m運(yùn)抵約2.5 萬(wàn)部“星鏈”終端，烏軍裝配4000 余部，成為烏境內(nèi)用戶、烏軍和政府恢復(fù)通信鏈路的重要手段，并抵御了俄羅斯的電磁干擾和網(wǎng)絡(luò)攻擊，在烏軍作戰(zhàn)中發(fā)揮了較大作用，美軍官員評(píng)價(jià)其“展示出的通信性能和抗毀彈性超出軍方對(duì)商業(yè)系統(tǒng)的預(yù)期”。12月2日，SpaceX 公司還宣告將利用“星鏈”技術(shù)和運(yùn)載火箭能力開(kāi)展新的“星盾”（Starshield）業(yè)務(wù)，定位為“服務(wù)于政府實(shí)體的安全衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)”，以提供遙感、保密通信和軍用載荷搭載能力為重點(diǎn)布局方向，高調(diào)進(jìn)軍軍事航天市場(chǎng)，拓展與軍方的新型合作模式。

5 結(jié)語(yǔ)

2022年，通信衛(wèi)星領(lǐng)域高軌面向大容量、靈活軟件定義研制并行發(fā)展，低軌衛(wèi)星數(shù)量激增，呈現(xiàn)批量部署常態(tài)化態(tài)勢(shì)。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)加劇，各國(guó)政府力量加速介入，漸成領(lǐng)域發(fā)展新格局，將牽引火箭發(fā)射、衛(wèi)星制造、運(yùn)營(yíng)、地面系統(tǒng)全鏈條的變革，并將持續(xù)對(duì)人類(lèi)進(jìn)入和認(rèn)知太空的能力產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。