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中國(guó)如何應(yīng)對(duì)馬斯克星鏈的4.2萬(wàn)顆衛(wèi)星?業(yè)內(nèi)專家:增加中低軌中國(guó)衛(wèi)星容量|獨(dú)家專訪

發(fā)布人:深科技 時(shí)間:2021-03-02 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章

1980 年,哈佛大學(xué)哲學(xué)系博士、芝加哥大學(xué)教授艾愷來(lái)到中國(guó),對(duì)中國(guó)儒學(xué)家、文學(xué)家和思想家梁漱溟先生做了一次采訪。 


艾愷問(wèn):“美國(guó)技術(shù)先進(jìn),中國(guó)也在學(xué)習(xí),但您覺(jué)得中國(guó)應(yīng)該向?qū)W習(xí)美國(guó)文化嗎?”


梁漱溟回答:“文化包含技術(shù),美國(guó)文化先進(jìn),全世界都在學(xué)習(xí)美國(guó)?!?nbsp;


所以當(dāng)馬斯克星鏈計(jì)劃通過(guò) FCC(美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì))審批后,人們不禁要問(wèn):中國(guó)該如何應(yīng)對(duì)馬斯克星鏈計(jì)劃?


何為星鏈計(jì)劃?即馬斯克的 SpaceX 公司,在 2024 年之前要完成 12000 顆衛(wèi)星的****,在更長(zhǎng)遠(yuǎn)的計(jì)劃中,SpaceX 將**** 42000 顆衛(wèi)星。這些衛(wèi)星將在近地空間連點(diǎn)成線、織線成網(wǎng)。如果把地球比作籃球,那么星鏈就像是裝籃球的網(wǎng)兜。


馬斯克星鏈計(jì)劃的目的是為全球偏遠(yuǎn)地區(qū)提供快速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。SpaceX 星鏈用于商用沒(méi)問(wèn)題,但是有人擔(dān)心星鏈如果用于軍事,可以干擾地面接收器,也可以對(duì)其他國(guó)家實(shí)施監(jiān)控,還可以增加美國(guó)遠(yuǎn)程軍事控制力 —— 這將加強(qiáng)美國(guó)軍事控制力量,對(duì)他國(guó)造成威脅。



中、美一個(gè)是發(fā)展中國(guó)家,一個(gè)是發(fā)達(dá)國(guó)家,無(wú)論在經(jīng)濟(jì)實(shí)力上還是在科學(xué)技術(shù)上,仍有一定差距。中國(guó)在載人航天、中大型火箭技術(shù)的發(fā)展上取得了一系列矚目成就,但在火箭與運(yùn)載器的回收復(fù)用等前沿技術(shù)上,與國(guó)際先進(jìn)水平還存在著 “代差”。馬斯克星鏈計(jì)劃代表著以 SpaceX 為代表的美國(guó)商業(yè)航天企業(yè),在低成本進(jìn)入太空的道路上,走在了包括中國(guó)在內(nèi)的世界各國(guó)前面。


如何看待星鏈計(jì)劃:民航企業(yè)的目的、影響和意義


二戰(zhàn)期間,德國(guó)于 1942 年成功****了世界上第一枚火箭,航天先驅(qū)們探索宇宙的理論第一次變成現(xiàn)實(shí)。人類探索太空的序幕,在二戰(zhàn)之后正式拉開(kāi),隨著美蘇爭(zhēng)霸,航空航天技術(shù)的發(fā)展速度像是坐上了火箭,衛(wèi)星通訊技術(shù)也因此得以飛速發(fā)展并造福人類。


最初國(guó)家層面出錢(qián)出力組隊(duì)研發(fā)衛(wèi)星和火箭,是個(gè)人或民企,不具備發(fā)展航空航天的實(shí)力,舉個(gè)例子,一次登月所耗資金,相當(dāng)于兩艘航母的花費(fèi)。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展,加大加深對(duì)太空的探索勢(shì)在必行,民營(yíng)企業(yè)的加入也是大勢(shì)所趨,那么該如何看到太空探索這件事呢?又該如何看待民航企業(yè)的發(fā)展呢?



九州云箭創(chuàng)始合伙人劉洋說(shuō):“整個(gè)人類的發(fā)展離不開(kāi)資源,而任何一個(gè)星球的資源都是有限的,通過(guò)開(kāi)展深空探測(cè)活動(dòng)來(lái)探索拓展空間資源的可能性和可行性,是人類生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段后必然會(huì)去做的事情?!?/span>


不過(guò),不同文化語(yǔ)境下的人們對(duì)探索太空的認(rèn)識(shí)不一樣,比如在美國(guó),大多數(shù)人覺(jué)得對(duì)星空的仰望和探索是再正常不過(guò)的事;有的人就認(rèn)為,馬斯克就是個(gè)瘋子,SpaceX 的星鏈計(jì)劃如果成功,可能會(huì)增加更多太空垃圾,影響以后的衛(wèi)星****。在中國(guó),有人覺(jué)得踏上星辰大海的征途是時(shí)代所驅(qū),有人則認(rèn)為航天技術(shù)耗資巨大,不如把錢(qián)用于發(fā)展實(shí)業(yè)。


對(duì)星鏈這樣一個(gè)民企的技術(shù)發(fā)展計(jì)劃來(lái)說(shuō),不同的人有不同的看法。藍(lán)天翼說(shuō):“與其說(shuō)中國(guó)如何應(yīng)對(duì)馬斯克星鏈計(jì)劃,不如說(shuō)在中國(guó)文化土壤下,能否出現(xiàn)一家像 SpaceX 這樣具有競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)?這才是我們?cè)摽紤]的問(wèn)題?!?/span>


關(guān)于星鏈計(jì)劃可能帶來(lái)的變革和影響,藍(lán)天翼表示:“大家擔(dān)心星鏈計(jì)劃成功后,美國(guó)在通訊技術(shù)方面遠(yuǎn)超他國(guó),在軍事上對(duì)其他國(guó)家造成威脅,這樣的擔(dān)心為時(shí)過(guò)早。星鏈計(jì)劃是否能夠如期完成尚未可知,就算成功了,也并不意味著就會(huì)造成軍事威脅,畢竟星鏈計(jì)劃不是為軍事而生的,如何星鏈通訊效果好,美國(guó)軍方可能會(huì)找 SpaceX 合作?!?/span>


藍(lán)天翼還表示:“另外一個(gè)擔(dān)心是,太空垃圾增多,這是有可能的,衛(wèi)星越多太空垃圾可能也越多,但是不能因?yàn)樘绽筒蝗?***衛(wèi)星,就像不能因?yàn)檐?chē)禍的存在就禁止車(chē)輛上路,因噎廢食是不對(duì)的?!?/span>


針對(duì)如何解決過(guò)多數(shù)量的衛(wèi)星可能導(dǎo)致太空垃圾增多這一問(wèn)題,藍(lán)天翼也發(fā)表了自己的看法:“就像車(chē)輛有必須遵守的交通規(guī)則,天上的衛(wèi)星只要按照一定規(guī)則運(yùn)行,既要能夠保證安全,又不影響其他衛(wèi)星的情況下運(yùn)行,多發(fā)衛(wèi)星不是不可以。但現(xiàn)在還沒(méi)有國(guó)際化的太空規(guī)則。星鏈計(jì)劃如果完成,意味著將來(lái) SpaceX 所在的美國(guó)在太空管制規(guī)則的制定上有更多的話語(yǔ)權(quán),畢竟他們****的衛(wèi)星多、經(jīng)驗(yàn)也多。這也并不意味著近地太空和深空將會(huì)處于美國(guó)的控制下,只能說(shuō)在將來(lái)制定太空管制規(guī)則時(shí),美國(guó)作為話語(yǔ)權(quán)最大的一方,可能有一定傾向性,傾向于利美國(guó)發(fā)展的太空規(guī)則?!?/span>


所以,藍(lán)天翼的看法大致如下:“如果星鏈計(jì)劃實(shí)施完成,SpaceX 可能為全球提供衛(wèi)星通訊,本質(zhì)上講這是一件好事。馬斯克星鏈計(jì)劃的目的之一是為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供網(wǎng)絡(luò)通訊,不必?fù)?dān)心星鏈計(jì)劃對(duì)我們通信造成影響。如何定位偏遠(yuǎn)地區(qū)是個(gè)問(wèn)題,美國(guó)的偏遠(yuǎn)地區(qū)跟我們對(duì)的偏遠(yuǎn)地區(qū)的理解不同,美國(guó)基建通信站大約有 30 萬(wàn)個(gè),而中國(guó)的通訊信號(hào)站的數(shù)量是美國(guó)的幾倍,我們 5G 技術(shù)更為先進(jìn)。”

劉洋則認(rèn)為:“馬斯克的星鏈衛(wèi)星****效率較高,得益于其獵鷹火箭較強(qiáng)的運(yùn)載能力和較高的****性價(jià)比。美國(guó)的 SpaceX 的獵鷹系列運(yùn)載火箭就是通過(guò)格柵舵控制 + 發(fā)動(dòng)機(jī)多次啟動(dòng)深度變推力技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了一子級(jí)的回收和復(fù)用?!?/span>


美國(guó)在航天技術(shù)上遠(yuǎn)超他國(guó),SpaceX 的星鏈計(jì)劃衛(wèi)星數(shù)目眾多、覆蓋全球,代表著美國(guó)民航企業(yè)的實(shí)力也不容小覷。SpaceX 星鏈計(jì)劃的開(kāi)展,客觀上必然會(huì)刺激世界各國(guó)共同加速對(duì)近地資源、太空資源的開(kāi)發(fā)以及對(duì)深空資源更大力的探索。這才是星鏈計(jì)劃的真正深遠(yuǎn)影響。


中國(guó)應(yīng)做的不是擔(dān)心星鏈計(jì)劃的影響,而是除了發(fā)展 “國(guó)家隊(duì)” 航天技術(shù),還應(yīng)立足本土,發(fā)展民航企業(yè)。即便先進(jìn)中國(guó)航天技術(shù)跟美國(guó)存在 “代差,” 中國(guó)民航的技術(shù)還追不上不上 SpaceX 的步伐,千里之行始于足下,航天技術(shù)發(fā)展和太空探索本就是一場(chǎng)長(zhǎng)期賽跑,但只要中國(guó)能夠立足當(dāng)下,找準(zhǔn)定位。


正如藍(lán)天翼所言:“我們應(yīng)正視和美國(guó)在技術(shù)上、內(nèi)容上及資本上的差距,‘國(guó)家隊(duì)’應(yīng)發(fā)揮優(yōu)勢(shì),繼續(xù)保持精進(jìn);民航企業(yè)應(yīng)該找準(zhǔn)定位,與‘國(guó)家隊(duì)’差異化發(fā)展,發(fā)揮優(yōu)勢(shì),專注自我發(fā)展。相信航天技術(shù)的進(jìn)步,最終會(huì)造福全人類。”


中國(guó)太空探索之路:學(xué)習(xí)、取勢(shì)、合作


人類賴以生存的地球現(xiàn)在面臨許多極端環(huán)境和挑戰(zhàn),資源也總有枯竭的一天,航空航天探索技術(shù)的發(fā)展是人類必然的選擇。 


這一天對(duì)于人類來(lái)說(shuō)可能還很遙遠(yuǎn),但對(duì)于整個(gè)宇宙來(lái)說(shuō)卻很短暫。正如許多航空航天科學(xué)家所認(rèn)為的那樣:人類不可能永遠(yuǎn)生活在地球上。發(fā)展航空航天技術(shù)長(zhǎng)期來(lái)說(shuō),就是為人類的未來(lái)考慮。今天的發(fā)展決定明天的模樣。美國(guó)技術(shù)先進(jìn),我們應(yīng)該學(xué)習(xí),但是我們不能 “依葫蘆畫(huà)瓢”,而是應(yīng)該創(chuàng)造性地學(xué)習(xí) SpaceX。


學(xué)習(xí):增加中低軌中國(guó)衛(wèi)星容量,做好航天航空技術(shù)儲(chǔ)備


談及中國(guó)航空航天技術(shù)的發(fā)展,九州云箭劉洋說(shuō):“中國(guó)航天長(zhǎng)期自力更生,自主創(chuàng)新的發(fā)展模式,民航也是在這樣的土壤下成長(zhǎng)起來(lái)的?!?/span>


藍(lán)天翼說(shuō):“我們首先應(yīng)確立發(fā)展的理念和價(jià)值。SpaceX 作為美國(guó)航空航天企業(yè),是在美國(guó)這片文化土壤上發(fā)展起來(lái)的。而美國(guó)有美國(guó)的文化土壤,中國(guó)有中國(guó)的文化土壤?!?/span>


面對(duì)美國(guó)在航空航天行業(yè)超前的發(fā)展,中國(guó)既要腳踏實(shí)地,又要仰望星空,‘國(guó)家隊(duì)’的發(fā)展循序漸進(jìn)、步步向前;同時(shí)中國(guó)民航企業(yè)也要抓住時(shí)機(jī),立足當(dāng)下,努力發(fā)展。


中國(guó)正在大力引導(dǎo)尖端技術(shù)、基礎(chǔ)科技、細(xì)分產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,這其中包括以 5G 星座互聯(lián)網(wǎng)為初期目標(biāo)的政策引導(dǎo),在這一方向上,低成本高效****產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步是必備基礎(chǔ)。目前中國(guó)國(guó)在可重復(fù)使用運(yùn)載火箭的研制工作中已取得了一些進(jìn)展,2019 年長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭成功進(jìn)行了 "格柵舵分離體落區(qū)安全控制技術(shù)" 試驗(yàn),使中國(guó)成為繼美國(guó)之后第二個(gè)掌握柵格舵控制技術(shù)的國(guó)家。


但除了控制技術(shù)外,目前真正制約中國(guó)可回收運(yùn)載火箭發(fā)展的瓶頸是液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。從眼下來(lái)看,液體火箭的回收嚴(yán)重依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù),實(shí)現(xiàn)垂直回收需要火箭發(fā)動(dòng)機(jī)具備三次以上的啟動(dòng)能力和大范圍連續(xù)變推力的技術(shù)。


“而放眼深空,在對(duì)其他星球探測(cè)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中,更離不開(kāi)運(yùn)載器多次點(diǎn)火、更大范圍的推力調(diào)節(jié)、長(zhǎng)期在軌、推進(jìn)劑補(bǔ)充等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,如果中大型運(yùn)載器的主動(dòng)力能夠滿足這些要求,將大幅提升我國(guó)可重復(fù)使用運(yùn)載火箭技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,從而支撐我國(guó)更高效地和平利用太空資源?!?劉洋如是說(shuō)。


“國(guó)家隊(duì)” 也好,航天民企也好,明確航空航天技術(shù)的發(fā)展是一條長(zhǎng)遠(yuǎn)道路,只有突破瓶頸,才能獲得長(zhǎng)足發(fā)展。中國(guó)應(yīng)盡快研發(fā)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī),以滿足一次多量的衛(wèi)星****需求,以掌握廢棄衛(wèi)星的回收技術(shù)。爭(zhēng)取多發(fā)近地衛(wèi)星,以掌握更多太空探測(cè)主動(dòng)權(quán)。


針對(duì)如何學(xué)習(xí),劉洋也給出了自己的建議:“中國(guó)商業(yè)航天領(lǐng)域目前所有嘗試****的入軌級(jí)運(yùn)載火箭均為固體火箭,而商業(yè)固體火箭的運(yùn)載能力不足以支持星座衛(wèi)星批量化入軌****的需求,因此對(duì)于中國(guó)商業(yè)航天的發(fā)展而言,要想抓住各國(guó)星座衛(wèi)星的這波發(fā)展機(jī)遇,應(yīng)當(dāng)加速低成本中型可回收液體運(yùn)載火箭的研發(fā)和試驗(yàn),爭(zhēng)取早日形成有效競(jìng)爭(zhēng)力,與體制內(nèi)商業(yè)****一起,助推中國(guó)近地資源的大力開(kāi)發(fā)?!?/span>


取勢(shì):發(fā)展深空及外星殖民航天器技術(shù),建立包圍優(yōu)勢(shì)


當(dāng)人們擔(dān)心星鏈計(jì)劃成功后用于軍事,將對(duì)別國(guó)造成威脅。對(duì)此,藍(lán)天翼說(shuō):“萬(wàn)物皆相圍而生,地球被宇宙圍,宇宙被造物圍,最終造物又被蕓蕓眾生圍。馬斯克星鏈計(jì)劃所****的衛(wèi)星,皆在近地軌道,對(duì)此中國(guó)可以發(fā)展高軌衛(wèi)星和深空探測(cè)器,取得 ‘勢(shì)’上的優(yōu)勢(shì)?!?/span>

以探索距離為標(biāo)準(zhǔn),太空探索分近地太空探索。馬斯克星鏈計(jì)劃所****的衛(wèi)星,大部分在距離地面 550 公里的低軌道上運(yùn)行,有 4000 個(gè)在離地 1200 公里的高軌道上運(yùn)行。對(duì)此,除了多發(fā)近地衛(wèi)星之外。更好的做法是發(fā)展深空及外星殖民航天器技術(shù),建立包圍優(yōu)勢(shì)。

人類對(duì)太空的探索以地球?yàn)榛c(diǎn),由近到遠(yuǎn),先是月球,以月球?yàn)橹修D(zhuǎn)站,再到近地行星,再到更深遠(yuǎn)的太空。目前人類探索最多的近地行星是火星。馬斯克的移民計(jì)劃也以火星為目標(biāo),這也是馬斯克星鏈計(jì)劃的目的之一,不僅用星鏈為地球提供通信網(wǎng)絡(luò),也可能利用星鏈計(jì)劃為火星移民提供服務(wù)。

對(duì)此,中國(guó)可以大力發(fā)展深空探測(cè),在 “勢(shì)” 上取得優(yōu)勢(shì)。在高軌衛(wèi)星****和深空探測(cè)上,中國(guó)也取得了很大進(jìn)步。比如后者:中國(guó)****的火星探測(cè)器天問(wèn)一號(hào),在北京時(shí)間 2 月 24 日 6 時(shí) 29 分,成功進(jìn)入火星停泊軌道。這是一個(gè)良好的開(kāi)始。在深空探測(cè)上,中國(guó)民營(yíng)企業(yè)也取得了一些列階段性的成果,例如固體火箭入軌、液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制成功、發(fā)動(dòng)機(jī)批產(chǎn)能力等方面。

關(guān)于民航深空探測(cè)技術(shù)的發(fā)展,劉洋說(shuō):“深空探測(cè)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)有幾項(xiàng)關(guān)鍵需求:具備長(zhǎng)期在軌能力、更多次啟動(dòng)、更大的啟動(dòng)間隔、更深度的推力調(diào)節(jié)能力(低至 10% 以下)、更好地與人員生命維持系統(tǒng)及太空設(shè)施結(jié)合,在這些方面都獲得了初步解決方案。相信在未來(lái)我國(guó)深空探測(cè)的腳印中,會(huì)看到民營(yíng)航天創(chuàng)業(yè)者灑下的汗水?!?/span>

合作:“國(guó)家隊(duì)” 和民營(yíng)航天多樣化發(fā)展、多方位合作

整體來(lái)說(shuō),中國(guó)民營(yíng)航天還處于初步發(fā)展階段,距離真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還有較遠(yuǎn)距離。

談及原因,劉洋說(shuō):“一方面因?yàn)閲?guó)內(nèi)民航企業(yè)自身的產(chǎn)品還沒(méi)有達(dá)到較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力(性能、價(jià)格、可靠性等),另一方面因?yàn)槭袌?chǎng)化的載荷需求也還沒(méi)有真正爆發(fā)出來(lái)?!?/span>

對(duì)此,藍(lán)天翼表示:“目前,民營(yíng)航企還處于初期發(fā)展階段,國(guó)內(nèi)大部分民營(yíng)航天企業(yè)都是壓力重重的狀態(tài)。民營(yíng)航企若想成功走下去,甚至中國(guó)想出一家像 SpaceX 一樣的企業(yè),除了技術(shù)的發(fā)展,還必須考慮商業(yè)化問(wèn)題。希望民營(yíng)航天的發(fā)展不僅能夠探測(cè)星空,還能夠真正造福人類,為人們現(xiàn)實(shí)的生活提供便利,這方面,可能需要國(guó)家在這一方面做一些政策引導(dǎo)和支持?!?/span>

對(duì)于國(guó)家隊(duì)和民營(yíng)航天如何合作,劉洋也給出了自己的意見(jiàn),“ 鼓勵(lì)發(fā)展深耕細(xì)分關(guān)鍵領(lǐng)域的民營(yíng)航天企業(yè),將技術(shù)與創(chuàng)新做扎實(shí),并加強(qiáng)引導(dǎo)國(guó)家隊(duì)與民營(yíng)航天企業(yè)的全面合作,在關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速追趕和彎道超車(chē)的有效方式。而民航企業(yè)的創(chuàng)新成果將提升中國(guó)航天在世界的整體競(jìng)爭(zhēng)力。”

到底,太空探索和星際移民是需要全人類共同面臨的問(wèn)題,也許有一天,地球人類會(huì)像科幻小說(shuō)中所描述的那樣,在地球上建立起核電站和地下城,人類帶著地球去流浪;或者人類移民到火星、深太空某星球以謀求人類文明繼續(xù)發(fā)展。

航天航空的發(fā)展停留在國(guó)家的層面,并且將長(zhǎng)期停留在國(guó)家層面。中美存在文化差異,但并不妨礙兩國(guó)發(fā)展各自航天技術(shù)為人類做貢獻(xiàn)。正如梁漱溟對(duì)艾愷說(shuō):“宇宙是個(gè)變化流行,一點(diǎn)也不能停住,我們置身其中,要了解要探尋。” 面對(duì)星鏈計(jì)劃,中國(guó)應(yīng)當(dāng)敬重也應(yīng)當(dāng)發(fā)奮,秉持為人類造福,秉持對(duì)宇宙的敬畏,扎實(shí)做好航空航天技術(shù),走好探索宇宙的每一步,才能獲得長(zhǎng)足發(fā)展。

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