中美太空博弈:美企圍獵衛星資源,中國應對稍顯被動

華為蘋果的衛星通信火了,但是我發現人們的關注點有點偏了,大部分人都在對比華為和蘋果,想要證明哪家衛星通信的功能更強。

其實這麼比壓根沒意義,因為在他們之前,早就有企業在發展衛星通信技術了,比如2021年,馬斯克就將星鏈作為特斯拉的數據傳輸衛星了,2022年6月,吉利也將9顆衛星送上太空,為自家的汽車服務。

然而這些還都只是衛星領域的一角,在國內外,有非常多的科技巨頭都已經布局衛星製造和衛星技術了。

以國外為例,早期的銥星計劃Iridium)已經建設兩期了,和銥星同期的全球星(Globalstar)星座,也已經成長起來了,蘋果公司就是他們的合作夥伴。

除此之外還有馬斯克的星鏈計劃、谷歌的OneWeb星座,亞馬遜的柯伊伯計劃等等商業航天公司都已經在建設自己的衛星網絡。

星鏈就不說了,量大管飽,但很多人不知道的是,OneWeb星座和柯伊伯計劃發射的衛星數量也達到數千顆,規模絲毫不遜色星鏈,而且商業化非常快。

而我們中國也也有類似的星座,不過是以央企為主,民企為輔。

比如中國的“GW”巨型星座的衛星規模也達了到上萬顆,同時還有鴻雁星座、虹雲工程、行雲工程等等星座,這些都是由央企主持的。

同時在民間,我國的商業航天企業也在增加,2018年時,註冊的航天企業只有100多家,但是在2020年,已經增長到了300多家,華為、阿里騰訊小米等科技企業也已經在布局商業衛星,所以2020年又被稱為中國衛星互聯網“元年”,

也就是說,中美新科技之爭已經蔓延到外太空了,依照外太空誰先佔用就是誰的原則,於是一場關於衛星的資源和標準之爭正在打響:未來誰發展得快,誰就將在佔有主導優勢

那麼問題來了,衛星資源和標準之爭,到底爭得是什麼,中國能否取得優勢呢?今天我們就來聊聊這個

衛星通信標準的爭奪其實很早就有了。

在1G時,由於手機採用的是模擬信號,也就是大哥大那種,它的傳輸距離短,帶寬有限,通話質量和保密性都很差,所以世界各國就開始探索第二代蜂窩網絡技術。

當時有兩條技術路線可選,一個是延續第一代蜂窩網絡技術,繼續在移動通信領域尋找更好的通信技術,這條路線主要是以歐洲以及部分美企為主,還有一種技術就是跳過地面的互聯網,直接在衛星上搞通信,它的陣營有摩托羅拉全球星等公司。

衛星通信在我們現在看來不太現實,但在那個時候,其實是非常有發展空間的,因為2G需要非常非常多的基站,每個基站可以支持的用戶非常少,比如一個900HZ的頻率,僅能支持1000人左右使用。

想要滿足這種類型的通信,以當時全球人口為40億計算,如果想要實現全球通信的目標,那麼至少需要數千萬個基站,如果考慮到地廣人稀的因素,那麼起碼需要上億個基站。

這是一個巨大的工作量,不是有錢就可以完成的。

所以當時移動通信的老大哥摩托羅拉就放棄研究2G,而是全面押注衛星通信。

相比2G技術,衛星通信的優勢就比較大了,它的覆蓋面積廣,只要需要數十顆通信衛星就可以實現全球覆蓋,難度反而更低。

所以摩托羅拉,微軟等科技企業就瘋狂投入衛星通信,希望用它來取代第一代通信技術。

摩托羅拉的銥星計劃,大家肯定都知道,有人用“超前20年”,來形容這個衛星星座的瘋狂,但是很少有人知道,微軟創始人比爾蓋茨比摩托羅拉還要瘋狂。

在銥星計劃發布後,比爾蓋茨就找到麥克維,兩人聊着摩托羅拉的銥星計劃,覺得大有可為,於是決定跟風搞衛星網絡,而且要一次性搞個大的。

麥克維

於是他們在1987年組建了一家名叫:Teledesic衛星公司,並且提出雄心勃勃的計劃,要在地軌道組建一個由840顆衛星組成的星座,有了這個星座,就可以實現全球衛星電話通信了。

Teledesic公司的成立震驚了全球,要知道麥克維可是“蜂窩電話之父”,而摩托羅拉更是第一代蜂窩網絡技術發明者,現在兩者同時放棄蜂窩技術,轉頭支持衛星通信,再加上如日中天的比爾蓋茨親自站台,就足以說明衛星通信的前景。

其次就是規模了 ,銥星計劃也不過才77顆,而Teledesic系統卻是它的十倍大小,按照實力越大,發展越牛逼的慣例(口誤),Teledesic公司的潛力起碼是摩托羅拉的數倍。

所以在Teledesic成立的初期,就拿到無數的投資,連沙特王子都慕名而來,而在它後面還有銥星、全球星等企業,都在布局衛星通信,陣容十分強大。

在當時,衛星通信的前景甚至要蓋過現在使用的蜂窩網絡,然而就是這麼強大的陣容卻依舊失敗了,很多人都說是衛星成本太大,導致它的失敗,其實這只是表面。

以銥星計劃為例,摩托羅拉在建設銥星系統之前,就做過估算,只要第一年的用戶數量達到55萬,就可以保本,接下來只要用戶積累得多了,衛星的費用就可以分攤出去。

當時的摩托羅拉是通信領域的巨頭,掌握第一代通信技術的標準專利,技術和資金非常充足,如果按照他們劇本發展,衛星通信替代地面網絡,並非遙不可及的夢想,我們現在用的可能就是衛星電話了。

但是他們錯誤的估算了其他國家爭奪2G通信標準的決心。

歐洲的通信技術其實挺強悍的,尤其是在1G時代,德國、英國和瑞典等國家就建立了自己的通信網絡,但是誰也不服誰,結果就在各自為戰的時候,反而被老美的摩托羅拉迅速崛起。

在2G時代,他們下決定不再內訌,而聯合起來搞了個“移動專家組”專門研究蜂窩技術,並在1990年,正式推出GSM網絡和標準,並且將它開放出來,任何國家和企業都可以參與。

瑞典愛立信

相比之下,想要用衛星網絡,就必須向摩托羅拉購買銥星電話,摩托羅拉一家公司幾乎承包了通信和手機製造等所有角色

一邊是開放共贏思維的技術,一家是封閉獨家的技術,連傻子都知道該選誰,於是GSM很快就受到多數國家的歡迎。

中國當時航天技術也不強,自然也是大搞GSM,結果就是銥星計劃還沒正式開展,市場就已經被GSM佔領得差不多了,相比之下,衛星通信就慘了,市場越小,每個消費者需要承擔的成本就越高,衛星通信就越難推廣。

加上2002年互聯網泡沫,衛星手機太大等原因遲遲得不到解決於是Teledesic、銥星計劃、全球星等衛星公司就這樣慢慢的淡出了視野,

銥星計劃

第一次通信技術的標準之爭就以2G蜂窩網絡的大勝而 告終,但是屬於衛星通信的時代並沒有就此謝幕。

雖然它在民用市場落敗,但是它不用依靠基站,就可以全球通信的功能,在軍用市場非常吃香,尤其是老美的國防部,他們在執行任務的時候,幾乎是人手一部。

所以當他們得知銥星要破產時,堅決不同意,反而給了銥星非常大的合同,以非常高的溢價訂購了上千部衛星電話,就這樣銥星神奇般的轉戰軍用市場,並且在911恐怖襲擊、伊拉克戰場乃至中國的汶川地震中,都驚艷了全球。

以911為例,在爆炸的影響下,曼哈頓區很多地區網絡遭到破壞,蜂窩電話根本無法通信,而衛星電話反而承擔了很多緊急的聯繫作用,銥星電話在此後的銷量反而開始暴漲。

世界各國也認識到在特殊的情況下,衛星電話的作用,於是都把它當作備用的通信方式,也包括中國。

2008年汶川地震時,汶川地面網絡癱瘓上萬里,中國衛通接到命令,將首批10部衛星電話緊急送入地震震中:映秀鎮,這才藉助衛星通信恢復了內外的聯繫。

在這一次地震救援期間,中國衛通總共投入了上千部衛星電話,撐起災後前期的通信作用,其中銥星電話的通話最穩定,而且功能最好,是執行任務的“尖兵”。

自此中國也開始重視衛星通信的建設,同中國一樣,幾乎所有國家都開始挖掘出衛星電話的優勢,並且將它作為備份通信工具,或者應用在特殊的領域。

於是衛星電話也出現在各個災難現場,以及特殊的地方,比如沙漠、大海、深山中,甚至一些企業、政府為了防止突發事件發生,也會給員工配備大量的衛星電話。

衛星通信公司也開始慢慢站穩了腳跟。

2004年,銥星公司甚至扭虧為盈,在此基礎上,銥星又在2007年,提出建設第二代“銥星系統”,計劃花費30億美元,再發射75顆通信衛星上天。

此時的全球通信市場也形成“以蜂窩通信為主,衛星通信為輔”的局面,這種局面一直持續了十多年。

在這十幾年裡,老美商業航天的發展非常迅速,

尤其是馬斯克的SpaceX,創新性的以火箭回收技術為基礎,並且利用堆疊的方式,將衛星做的是又小又扁平,直接把單顆衛星的發射成本干到了數十萬美元,降了100倍。

商業航天就這樣迎來一次超級大爆發,尤其是2020年,中國將衛星互聯網納入新基建名單中,宣告了我們也將迎來商業航天發展的高速期,因此2020年也被業內稱為“衛星互聯網元年”。

加上5G依舊解決不了基站問題,所以科學家將6G定位在空天地一體化上,意思就是衛星互聯網將承擔6G的重任。

所以衛星通信與地面網絡不再是單純的競爭關係,它既可以單獨發展,也可以與5G技術相互配合,共同搭建6G技術。

這樣一來衛星的市場就不再是電話,而是變成兩個大生態,一個是地面上的萬物互聯,一個是面向外太空的星辰大海,而且這兩塊的市場價值非常大。

以萬物互聯為例,它又可以根據場景分為:工業互聯網、車聯網和物聯網等等,這些都是萬億以上的市場價值,未來在6G時代,它們都將與衛星融合,也就是說衛星相當於地面的基站、高鐵、電網等,成為一種航天基礎設施。

現在的高鐵和電網能翹動多少GDP,衛星在未來就能撬動更大的價值。

除此之外,衛星通信在外太空的作用更大,它可以為航天器提供定位導航,也可以作為航天器與人類溝通的中繼橋樑,誰擁有更多的衛星,誰就能在外太空佔據更大的主動權。

尤其是美國和中國,美國本身就是航海時代發展起來的國家,紅利吃的是盆滿缽滿,當然更清楚地知道這種擴張帶來的好處,而我們則被閉關鎖國坑了上百年,也吃很多航海時代落後的苦,自然更不想在下個時代重蹈覆轍。

於是一場關於衛星軌道資源和技術標準之爭,甚至是中美模式之爭就爆發了。

標準技術之爭是指通信標準,目前衛星與手機通信的NTN標準正在制定當中,它是由3GPP組織統一管理,3GPP是由中美日韓印歐等7個標準組織組成的,涉及全球40個國家,300多個組織。

同時它也是5G標準組織的制定者,所以衛星通信的標準重要性,大家可以對比一下前面說的5G標準爭奪戰,華為第一次站穩5G標準的龍頭老大時,就被老美針對,可以想象衛星通信標準的爭奪同樣非常激烈

至於衛星軌道資源和無線頻譜的爭奪則更加激烈,以軌道資源為例,它由國際電聯負責,基本上是按照先到先得的原則管理。

實際上這是嚴重不公平的,以衛星資源為例,目前航天技術上,中美在第一檔位,而且老美具有先發優勢,搶了很多資源,而中國緊跟在後面,至於其他落後國家基本上已經沒有太多的機會了。

至於無線頻譜資源的情況也是如此。

中國在今年也提議儘快出台相關國際規定,應該給後來者一點機會,當然老美肯定不答應,所以效果也並不好,在可以預見的未來,這兩者的爭奪戰會相當的激烈。

尤其是這些年,人類向外太空探索的腳步不斷加快,就像大航海時代的初期,雖然大家都不確定太空探索能給人類來帶來多大的好處,但是誰也不想錯過下一個航海時代,所以中美兩國都在大力發展航天技術

而中美的模式也不相同,美國是以商業航天為準,中國是以央企為主,商業航天為輔,這兩種模式很難說哪個更好。

美國商業航天更加發達,他們在1984年發布了《空間商業發射法案》,法案允許商業公司承建NASA的火箭發射業務,自動開啟了商業航天的發展,此後又經過數次的法案和合作,逐漸將技術過度給商業航天公司。

而商業航天公司掛着為NASA製造設備的名頭,在資本市場吸納大量的資金,這些資金一部分用來支持NASA的項目,一部分用來支持公司的技術發展。

這種推動作用其實和航海時代有點相似,航海時代的初期是以國家和宗教為首,中後期民間資本在看到了利益後,也參與進來,共同完成地理大發現

所以商業航天的好處就是可以撬動更多的資金,開展更多的項目。

舉個例子:SpaceX的回收技術,有很大一部分就是來源於NASA,而NASA還給他們提供資金支持,向他們訂購商業合同,而SpaceX可以一邊發展技術,一邊向社會融資,再反過來利用技術和資金為NASA提供服務。

除此之外商業航天數量越多,他們搶佔的衛星資源也就越多。

我們來看下下面這張表格,這是一張美國商業航天公司向FCC申請衛星星座的表格,其中SpaceX/OneWeb/波音/亞馬遜等企業都規划了大型的星座計劃,實際上這張圖已經是舊版的了,數量統計嚴重缺少。

比如亞馬遜旗下的柯伊伯計劃,他們的確在2019年向FCC申請了3236顆衛星軌道,但在2021年時,又申請了4538顆衛星資源,美名其曰為了對抗星鏈,因為星鏈的規模更大,達到了4萬多顆。

還有OneWeb,他們一開始的計劃確實是2468顆,但在2020年時,他們已經向FCC申請了47844顆低軌道衛星的資源。

同樣的還有其他公司也是,也就是說,僅美國一家就申請了海量的資源,所以商業航天的好處就是利用更多的資金,推動更強的技術,同時還能開展更多的項目。

美國的商業航天公司就相當於NASA的小弟一樣,他們對內宣稱,是為了相互競爭,所以要不斷擴大規模,但是對外,其實就是為美國在外太空領域開疆拓土。

亞馬遜科依伯計劃

相比之下,我們在商業航天的發展上就落後很多了,2014年時,國務院出台了《關於創新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》,首次提出鼓勵民間資本參與空間基礎設施建設。

於是在2015年初,我國才開始正式進入商業航天的時代,發展到現在,我們的航天模式已經形成以央企為主,民企為輔的態勢,而且發展的速度也非常快。

比如我們的行雲工程、鴻雁星座等,都是以中國航天集團下屬單位為主,但是在AI星座,吉林一號星座、天基物聯網等都是以民企為主。

當然整體上,和美國商業航天規模相差還比較大,撬動的民間資本也更少。

那麼是不是我們的模式落後了呢?當然不是了,商業航天也有缺點。

美國NASA下放航天技術很早,而且下放得非常徹底,它本身沒有研發和製造的能力,每項重大計劃,都要依賴眾多的商業航天公司,或者其他國家。

而商業航天首先考慮的是自己的利益,而且各個企業之間競爭很激烈,技術很難共享,所以效率並不高,說白了就是錢花了,但是效率不高。

非常典型的例子就是美國重返月球。

阿爾忒彌斯計劃

他們的阿爾忒彌斯計劃很宏偉,但是他們的投入經費也高得嚇人,宇航服研發需要數十億美元,着陸系統研發也需要數十億美元,然後空間站的艙段項目同樣需要數十億美元。

可以說是用錢砸出來的模式,但是他們連最簡單的阿爾忒彌斯1號火箭都數次延遲,宇航服研發也一拖再拖,費用一次比一次高,而且有些技術還需要其他國家的支持。

可以說單靠美國NASA根本無力完成類似的項目。

但是中國卻可以,我們以央企為主,民企為輔,在重大任務中,我們央企可以承擔起責任,獨立完成項目的研發和製造,還可以向社會吸納資金。

而且還可以選擇下放技術,選擇靠譜的航天企業作為合作夥伴,共同開發技術,既掌控產業鏈,又可以靈活使用資本,保證了執行的效率。

與美國的財大氣粗相比,我們顯然更適合後面一種模式、

航天探索看的不僅僅是開頭,更是看重過程和結果,就像大航海時代的早期,我們的造船技術也曾達到過世界巔峰,可惜後來固步自封,錯過了整整一個時代。

現在我們可以大聲的說:太空時代,我們來了~