2030年，300顆星組網(wǎng)運行——解碼超低軌通遙一體衛(wèi)星星座

低軌星座建設(shè)是國家戰(zhàn)略科技的重要組成部分，對于促進經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。隨著社會發(fā)展和人民生活水平的提高，對衛(wèi)星通信、導(dǎo)航、遙感等功能的需求不斷增加。低軌星座建設(shè)可以提供更加精準(zhǔn)、實時、高效的服務(wù)，滿足各方需求。

7月12日，在湖北武漢開幕的第九屆中國（國際）商業(yè)航天高峰論壇上，中國航天科工集團宣布正式啟動超低軌通遙一體衛(wèi)星星座建設(shè)，首發(fā)星計劃12月發(fā)射。這一衛(wèi)星星座的建設(shè)背景是什么？主要特征有哪些？

開辟航天科技進步新賽道

超低軌道是指軌道高度低于300公里的軌道，將衛(wèi)星從傳統(tǒng)的近地軌道降低到300公里以下，使其對地“遙感”變?yōu)?ldquo;近端”，使其具備有效載荷成本低、通信時延小、用戶終端小型化等優(yōu)勢。

中國航天科工集團空間工程總體部副總經(jīng)理李艷彬表示，構(gòu)筑一個開放的分布式智能型網(wǎng)絡(luò)化超低軌空間基礎(chǔ)底座，通過搭載不同載荷，輔以先進星載智能處理、星端直連、星間通信技術(shù)，實現(xiàn)空間信息快速、精準(zhǔn)獲取，服務(wù)于政府、企業(yè)甚至個人對于更高精度、高時效、高可靠空間決策信息方面的迫切需求，可激發(fā)商業(yè)遙感市場巨大潛能，開辟航天科技進步新賽道，塑造空間信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動能。

不同于傳統(tǒng)軌道，超低軌道動力學(xué)環(huán)境復(fù)雜，稀薄大氣阻力、原子氧通量隨軌道降低以近對數(shù)規(guī)律增長，維持衛(wèi)星長期穩(wěn)定可靠運行，需要抵消衛(wèi)星軌道由于更高的大氣阻力而快速衰減的影響。盡管在超低軌道長期運行需要面對諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，但投資價值巨大，美日歐等均已啟動相關(guān)商業(yè)或科學(xué)探空活動。

看得更清、更快、更懂

超低軌通遙一體衛(wèi)星星座，旨在超低軌道發(fā)展規(guī)?；募磿r智能遙感服務(wù)系統(tǒng)，充分發(fā)揮距離近、延時低和路損小等天然優(yōu)勢，打造以“小而精”“快而智”“多而廉”為差異化特征的超低軌通遙一體衛(wèi)星星座及其應(yīng)用系統(tǒng)，孵化直連用戶感、傳、算一站式服務(wù)的新域新質(zhì)空間基礎(chǔ)設(shè)施，建立面向衛(wèi)星直連大眾用戶的數(shù)字經(jīng)濟新業(yè)態(tài)。

超低軌通遙一體衛(wèi)星星座總設(shè)計師張楠介紹，超低軌通遙一體衛(wèi)星星座主要有以下幾方面特點：一是看得更清，空間分辨率將達(dá)到0.5米；二是看得更快，空間信息15分鐘內(nèi)直達(dá)用戶；三是看得更懂，通過星上智能處理、星端直連、星間通信等，省去了地面集中處理數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)空間信息直達(dá)用戶終端，孵化衛(wèi)星直接服務(wù)于大眾的新型產(chǎn)業(yè)生態(tài)。同時，超低軌通遙一體衛(wèi)星星座單顆衛(wèi)星的成本將更低，實現(xiàn)同等分辨率下光學(xué)載荷重量、成本降低50%。

面向未來，超低軌通遙一體衛(wèi)星星座建設(shè)將分步驟實施，共包括三個階段：

在技術(shù)與業(yè)務(wù)驗證階段，完成超低軌衛(wèi)星關(guān)鍵技術(shù)驗證，開展在軌技術(shù)試驗與業(yè)務(wù)驗證；2024年，完成9星組成的業(yè)務(wù)驗證星簇發(fā)射；2025年，構(gòu)建即時遙感業(yè)務(wù)應(yīng)用示范系統(tǒng)，提供1天級服務(wù)響應(yīng)能力。

在規(guī)模組網(wǎng)階段，完成行業(yè)廣泛應(yīng)用，形成規(guī)?；M網(wǎng)，實現(xiàn)半小時級響應(yīng)能力。計劃2030年，完成300顆星組網(wǎng)運行，提供可見光、合成孔徑雷達(dá)、高光譜、紅外多類型全時向遙感服務(wù)體系，形成全球15分鐘響應(yīng)能力。

在融合發(fā)展階段，完成業(yè)務(wù)系統(tǒng)全面建設(shè)，達(dá)到全球范圍10分鐘以內(nèi)的即時業(yè)務(wù)響應(yīng)能力，提供完整的即時感知服務(wù)。

衛(wèi)星變得更加“智能”

超低軌通遙一體衛(wèi)星星座的建設(shè)不僅展示了中國在航天領(lǐng)域的最新實力，也將突破多項關(guān)鍵技術(shù)，提供更多機遇和挑戰(zhàn)。據(jù)介紹，衛(wèi)星將通過星間鏈路實現(xiàn)多星協(xié)同，如第一顆衛(wèi)星接收用戶需求，第二顆衛(wèi)星拍攝所需信息，第三顆衛(wèi)星完成智能處理。同時，衛(wèi)星還將變得更加“智能”，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像數(shù)據(jù)在軌實時處理與智能識別，并將結(jié)果通過星間鏈路快速分發(fā)。

面對應(yīng)急救援領(lǐng)域的需求，超低軌通遙一體衛(wèi)星星座可提供高時效災(zāi)情信息，可為應(yīng)急救援、火情監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域提供有效的數(shù)據(jù)和能力支撐，衛(wèi)星應(yīng)用服務(wù)平臺為用戶提供常態(tài)化的災(zāi)情監(jiān)測預(yù)警，應(yīng)急事件發(fā)生后，星間傳輸和星上智能處理可高效拍攝和提取關(guān)鍵信息，依托網(wǎng)絡(luò)直傳至車載或便攜終端，在15分鐘內(nèi)為一線處置單元和前線指揮機構(gòu)提供高時效的災(zāi)區(qū)現(xiàn)場影像，高效支撐應(yīng)急救援和輔助決策。

這么龐大的星座建設(shè)，如何盈利也是大家關(guān)心的話題。李艷彬介紹，一方面可以通過銷售衛(wèi)星及用戶終端產(chǎn)品（含軟件）、空間數(shù)據(jù)產(chǎn)品及增值服務(wù)來獲取商業(yè)利潤；另一方面，通過構(gòu)建超低軌空間基礎(chǔ)底座打造新質(zhì)新域產(chǎn)業(yè)生態(tài)，面向社會征集有效搭載載荷，實現(xiàn)互利共贏。（胡喆、譚元斌、宋晨）