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银河航天,天上的工业互联网

“道阻且长,行则将至,行而不辍,未来可期。”期待属于中国民营商业航天者们的星辰大海。

互联网的触角正在延伸到各行各业,包括工业、制造业等都成为改造对象。而在另一个维度,天空之上,一场天上的工业互联网也正在悄然进行。

在太空赛道中,以卫星互联网为代表的科技飞速发展,得到了更多的关注。在顶层设计方面,中国提出加快推动高速泛在、天地一体新型基础设施建设,并出台多个政策支持卫星互联网发展。

这种转变也是顺应时代需要。一方面传统举国体制下的研发模式,难以满足新时期发展的要求。另一个方面,航天任务也正充分考虑商业需求。

在一些列政策的鼓励下,商业公司、资本等也有了参与其中机会。在国内中国商业航天生态也正在完善。2021年全国商业航天相关企业超过160家,全年商业航天融资额超64.5亿元。

我们可以看到,包括银河航天在内的民营航天企业都在快速发展。在2020年1月16日,银河航天发射了中国首颗通信能力达10Gbps的低轨宽带通信卫星。2022年3月5日,银河航天首次批量研制的六颗低轨宽带通信卫星送入预定轨道。

当下全球卫星互联网已经进入快速部署阶段,站在风口之上,银河航天们做好打造“天上的工业互联网”准备了吗?

01

天地网络一体化,卫星互联网时代到来

卫星互联网主要是指以卫星为接入手段的互联网服务模式。

对于卫星互联网,很多人有这样的疑问。地面网络的5G/6G已经很快了,为什么还需要太空的卫星互联网?

实际上,尽管地面网络足够发达,但在一些特定环境下,地面网络也是捉襟见肘。比如在海洋、沙漠以及偏远山区等区域。要么是投资高成本难回收,要么就是无法完全覆盖。

而卫星互联网在无需光缆、铁塔等基础设施情况下,能够不受限制在各类地区提供服务。可以通俗理解为地面基站被搬入空中的卫星平台,每颗卫星都是天上的移动基站,可以为全球范围内用户提供高带宽、灵活便捷的互联网接入服务。

另外根据互联网世界统计(IWS)数据显示,全球仍然有近30亿人不能连接网络。于是高效便捷低成本的卫星互联网,也成为更好的选择。

未来随着5G/6G时代来临,在物联网、工业互联网、自动驾驶、远洋航运等方面,对网络通讯要求日益提高。而卫星互联网提供通讯服务,能够保证网络机动性强、可靠性好、传输效率高,无疑是利器。

国际上根据通信卫星所处轨道的不同,卫星互联网可分为高轨和低轨两类。

而以低轨高通量卫星星座为代表的卫星互联网,因为具有全覆盖、高带宽、低时延、低成本等优势,更是逐步兴起,成为解决全球网络覆盖的新方案。

近年来,越来越多的国家或巨头公司,纷纷公布或实施低轨卫星互联网星座计划。国外布局卫星互联网的公司主要有SpaceX、OneWeb、亚马逊等。

而我国早在2014年就出台了相关政策,引导民间资本参与卫星导航地面应用系统建设;2020年,国家首次将卫星互联网纳入新基建范畴,卫星互联网建设上升至国家战略性工程。

种种迹象表明,卫星互联网时代已至。随着卫星互联网规模普及,和地面网络形成天地一体化,一场由地面向太空的竞争悄然打响。

02

卫星制造是关键,SpaceX 处于优势位置

卫星互联网产业包括卫星制造、卫星发射、地面基础设施建设、卫星网络运营、终端应用等。

不同于高轨卫星需要数量少,低轨卫星覆盖全球网络通讯则需要成百上千颗,而达到更加理想网络通讯甚至需要上万颗。因此卫星制造成为了关键,如何低成本批量生产卫星是摆在眼前的难题。

整个世界航天范围内,马斯克旗下的SpaceX是卫星互联网的*者。2015年SpaceX推出Starlink(星链计划)项目,并最终打算发射4.2万颗卫星,提供覆盖全球的互联网接入服务。

Space X卫星发射计划(颗),图来源本翼资本

迄今为止,SpaceX已发射超过2750颗“星链”卫星,目前卫星宽带服务用户已有40万。

而SpaceX之所以能取得这样的成绩,一方面在于卫星批量生产规模的能力,据马斯克公开透露,SpaceX的卫星生产线目前产量约为每年1440颗,单颗卫星成本约为50万美元。

另一个方面,在于卫星发射技术上。2020年6月,SpaceX公司用一枚猎鹰9火箭将第9批共61颗卫星送到太空,单颗发射成本低至50万美元。SpaceX 的火箭回收技术已经成熟,这就大大降低了成本。

据本翼资本分析,我国火箭发射成本已处于世界低位,但单公斤价格仍在1万美元左右,而运载“星链”的猎鹰9号单公斤价格仅需0.27万美元。

另外美国的猎鹰号火箭一次可为星链发射50~60颗卫星。相比之下,我国最多实现一箭22星,仍然存在一定差距。

可回收火箭与一箭多星技术,无疑有效降低卫星发射与制造成本。显而易见,SpaceX 无论在规模还是发射成本方面,都在业内处于优势位置。

03

建设“太空互联网”,银河航天的解题思路

SpaceX推出星链计划以来,卫星互联网赛道越来越热门。

据中国电科发展战略研究中心战略与规划研究部高级工程师邹明表示,随着卫星天线系统、自主避撞系统、星敏感器等方面以及材料、工艺的技术进步,使卫星集成度更高,小型化、模块化、批量化成为可能,极大降低了卫星体积、质量和制造成本,缩短了生产周期。

产能提高加快部署的进度,也可以降低卫星成本。另外据瞭望报道,当单颗卫星的制造成本降到100万美元以内时,也将极大地降低卫星发射成本。

当前在国内,国有企业则是低轨卫星领域的主力军,比如航天科工推出的“虹云工程”计划发射156颗卫星,实现全球组网。航天科技也推出“鸿雁星座”,计划部署300颗小卫星,实现全球任意地点互联网接入。

当然也有民营企业正在努力接过这棒。其中就有银河航天,银河航天计划通过由上千颗自主研发的卫星组成低轨宽带卫星星座,建立起面向未来的5G网络的低轨卫星宽带通信系统。

今年初,银河航天的6颗低轨宽带通信卫星顺利下线,完成出厂评审,并在3月5日成功发射到太空。这验证了银河航天卫星产线的小规模批产能力以及低成本研制模式,这是我国首次成批量研制低轨宽带通信卫星。

为了进一步扩大产能,在银河航天新一代卫星研发及智能制造基地也落户南通,该卫星工厂建成后,将拥有300-500颗卫星的年产能。

据银河航天创始人徐鸣表示,该工厂具备低成本、批量化制造新一代低轨宽带通信卫星的智能生产线,有望把中国新一代卫星批产能力和美国的差距缩短到两年内。

银河航天打造基于民用工业体系的商业化供应链,借助“卫星设计—生产线—供应链”的量产铁三角模式,可大幅降低卫星研制成本、缩短卫星制造周期,是卫星低成本批量研制的重要实践,也为行业提供新的案例。

另外在卫星批产的过程中,银河航天也在应用3D打印技术“降本增效”方面进行了积极探索。在载荷的研发生产中,通过3D打印技术实现高频微距波导、高性能天线等载荷的加工,从而提升性能降低成本。

但目前产能依然是中国低轨卫星制造突破的难题之一,和SpaceX相比仍有差距,还需要进一步从产业链、技术等方面去攻克。

04

千亿美元市场, 卫星互联网想象空间

据SIA研究报告显示,2022年全球互联网服务市场约1.5万亿美元,全球卫星服务业收入为1265亿美元,约占全球互联网市场8%。

国际电信联盟互联网接入数据显示,全球约一半人口未接入互联网。在地面网络覆盖不足的情况下,卫星网络在这些国家的应用创造了较大市场空间。

卫星互联网可使全地球都能通过宽带连上互联网终端,解决现有世界上无法使用互联网的问题。 

另外卫星互联网提供的服务并不限于宽带,卫星互联网将应用于 5G 全球覆盖、智能物联网、远程教学、远程医疗、偏远地区、油田开采、航空通信、交通运输、应急通信、科考探险、紧急事件、车联网、高速公路、海洋牧场、林业监测、信令分流等诸多领域

卫星需求是当前商业航天的最关键需求。通过和5G、工业互联网、物联网、大数据等紧密结合,卫星互联网的应用场景会非常丰富,未来商业价值也*潜力。

如今星链已经在美国有商业订单落地。Space X的官方的数据显示,星链在2027年预计能够服务超过一千万用户,营收100亿美元,2031年预计营收247亿美元。

未来随着技术的迭代、工业批产能力提升,卫星单价能够快速下降,未来国内卫星互联网的商业价值也值得期待。

05

A轮思考:卫星互联网一场持久战

中国商业航天起步于2015年,到目前为止已经形成初步生态。

作为*行业代表,卫星互联网这个赛道不是短时间就能决出胜负的。更多的考验在执行力和耐力的比拼。需要在管理体制、供应链配套、融资渠道、支持政策等方面进一步探索完善。

中国卫星产业如今在产能以及发射数量上处于落后情况,但至少有人在迈出走向深空,并在一步步向前推进。

“道阻且长,行则将至,行而不辍,未来可期。”期待属于中国民营商业航天者们的星辰大海。

参考资料:

1. “未来我们也许会像生产汽车一样生产卫星”

2. “星链”互联网将成燎原之势

3. 商业航天频获融资,政策助力下,火箭回收也受资本关注

4. 美国“猎鹰9”号火箭又送60颗卫星上太空

5. 谋局卫星互联网

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