新疆籍女演员小王晶2021年6月30日，美国SpaceX公司使用猎鹰9号火箭成功发射88颗卫星。截至目前，SpaceX的星链（StarLink）计划累计在轨卫星已超3000多颗。SpaceX的创始人埃隆·马斯克在2021年6月末的世界移动通信大会的主题演讲中表示，到当年8月份，StarLink将实现除极地以外所有地方的全球互联互通。

　　2021年7月1日，英国OneWeb公司的第8批，36颗通信卫星搭乘火箭成功发射。截至目前，OneWeb在轨卫星320多颗。发射成功后，OneWeb发布声明表示，其已准备好为英国、加拿大、阿拉斯加、北欧、格陵兰和北极地区提供连接，并计划于2022年向全球提供服务。

　　2021年以来，商业航天公司以人类历史从未有过的速度在太空快速部署星座，也将“低轨卫星通信”这一原本远离大众视野的领域推到了台前。

　　令人眼花缭乱的卫星发射速度，不仅让世人开始憧憬卫星通信带来的便利，也将诸如SpaceX、OneWeb的商业航天公司推上“神坛”，使其成为大众眼中凭一己之力打败各国政府的商业典范。

　　然而这些成就是否真的如世人想象的那样是“一家之功”？这些公司在卫星通信领域又有什么影响深远的突破？笔者将从这两个问题展开，帮助读者进一步了解低轨卫星。

　　如果仔细回顾SpaceX、OneWeb等商业航天公司的发展历程，我们便很难断言它们是“白手起家”的。不论是政府，还是现有的整个航天工业，都在很大程度上推动了它们的成功。

　　以SpaceX为例，美国政府和其发达的航天工业对SpaceX的支持几乎是全方面的。

　　早在二十一世纪初，美国政府便相继颁布了《国家航天运输政策》、《美国国家航空政策》要求美国国家航空航天局（NASA）转变发展核心到科学研究和深空探测领域，让出近地空间业务给私营航天公司，其中就包含刚成立不久的SpaceX。

　　2015年，美国政府通过《关于促进私营航天竞争力、推进创业的法案》和《商业航天发射竞争法案》，为商业航天发展彻底扫清障碍。

　　2017年，美国政府成立美国国家太空委员会，目的在于从政策、经济、技术上全面扶植商业航天发展。

　　SpaceX在成立之初并没有研制大型火箭发动机的能力，正是NASA向SpaceX开放了“阿波罗”登月和航天飞机研发的大量技术报告，转移了大量成熟技术。其中包括用于载人登月的梅林发动机的全套技术。SpaceX才得以在此基础上进行改造升级，研制出了“猎鹰”9号火箭。

　　NASA还利用自身技术优势加强对SpaceX的技术指导，通过直接派驻技术人员和专利转让等方式帮助其发展和验证关键技术。例如，NASA帮助SpaceX公司开发了新的粘接材料，解决了“猎鹰”9一级火箭外壳上防热层因低温而脱落的难题，为其实现火箭重复使用目标提供了关键的技术支持。

　　NASA、国防部等机构多次和SpaceX签订了价值不菲的合同，保障了SpaceX的收入来源。

　　2008年NASA与SpaceX签订了价值16亿美元的商业补给服务合同，拯救了濒临破产的SpaceX；

　　2016年4月至2020年8月美国国防部与SpaceX签订了多个发射合同，总价值超过10亿美元；

　　2020年10月，美国国防部太空发展署（SDA）向SpaceX授予了1.491亿美元的合同，为国防部生产导弹跟踪卫星等。

　　得益于美国航天工业的繁荣，SpaceX能够招募到众多曾在大型航天企业任职的人才。

　　包括：美国最大发动机制造商汤普森·拉莫·伍尔德里奇公司的液体推进专家汤姆·穆勒（Tom Mueller）他设计制造过世界最大的火箭发动机“灰背隼”1

　　波音公司的蒂姆·布萨（Tim Buzza），他曾担任2015年“德尔他4”（Delta4）火箭的测试主管；麦道飞机公司的克里斯·汤普森（Chris Thompson），他曾担任“大力神”（Titan）火箭的首席设计师等。

　　这些人才的引进为SpaceX公司带来了成熟的技术和先进的管理经验，更节约了人力培训的费用和时间成本。

　　英国国家航天中心（BNSC）自1991年起至二十一世纪初，不断出台航天政策和发展战略，努力促进航天商业化和航天工业界的兼并重组，推动英国航天工业在通信卫星，对地观测卫星，小卫星和卫星软件等领域的发展。

　　同时突出航天合作，通过对欧洲乃至更大范围的合作活动进行密切协调，来满足国家对实用空间系统的需求。

　　2014年，英国政府发布了《航天创新与发展战略（IGS）行动计划2014-2030》和《国家空间安全政策（NSSP）》，旨在挖掘英国的航天产业潜力，进一步扩大政府部门间、国家和国际合作伙伴间的合作，使英国航天产业在2030年前达到400亿英镑，把英国的全球航天市场份额从6.5%提高到10%。

　　正是因为英国政府对航天工业的大力支持和长期坚持开展国际合作的策略，OneWeb才得以建立了来自英国、法国、美国、俄罗斯等国的全球航天产业的配套体系。

　　具体而言，OneWeb在卫星制造、发射和营销环节联合了全球各领域中的龙头企业。

　　OneWeb与全球主要商业雷达遥感卫星数据供应商之一的加拿大MDA公司合作。

　　OneWeb与英国防务集团TeledyneDefence合作；卫星平台的电池板由美国的SolAeroTechnologies公司提供，星敏感器和星上电缆则分别由法国的Sodern公司和Axon公司提供。

　　OneWeb也分别与俄罗斯航天公司Ariane Group和英国私人太空飞行公司VirginGalactic开展合作；分销服务方面，OneWeb则分别与美国的可口可乐公司等公司合作。

　　此外，在OneWeb因新冠疫情与最大投资者软银谈判破裂而申请破产之际。英国政府联合印度电信巨头Bharti，各出资5亿美元，和OneWeb最终签署了收购协议。也正是这10亿美元，帮助OneWeb度过了危机，其卫星发射计划才得以顺利进行。

　　事实上，除了上述两家，加拿大的Telesat、印度的Astrome、德国的KLEO Connect以及中国的银河航天等商业航天公司也都在很大程度上得到各自政府和航天工业的支持。

　　因此，低轨卫星通信虽然在表面上脱离了以政府为绝对主导的格局，增加了各类新玩家，但究其本质，仍然是以国家为单位的、比拼综合科技实力的领域。

　　虽然SpaceX、OneWeb并不是完全靠自身的技术发展获得现在的成就，但它们的参与的的确确给卫星通信领域带来了前所未有的改变，其中影响最深远的改变莫过于卫星的研发制造开始从“定制化”时代迈入“工业化”时代。传统的中高轨通信系统部署的特点是以国家任务为主，卫星数量少，体积大，在轨寿命长，对部署的成功率要求非常高。因而这些卫星多是定制化生产，配套都需要达到宇航级，并且需要通过严格的总装、测试和试验（AIT）流程。其研发生产周期往往要达到数年时间。

　　而SpaceX和OneWeb计划部署的低轨通信系统的特点是主要以商业组网为主，卫星的数量多，体积小，在轨寿命短，相比于高轨，低轨卫星通信系统更加注重成本管控和部署效率。因而企业级配套就能满足卫星生产标准，并且其AIT流程也非常快速。部分企业已经实现卫星的工业化生产，研发生产周期可大幅缩短为周甚至天。

　　以OneWeb为例，为了满足第一代通信系统600余颗卫星的快速部署需要，OneWeb采取了多种措施提升卫星研发和生产的效率：

　　OneWeb基于模块化设计理念，将卫星分为若干块可独立组装测试的模块，实现快速集成，并将功能相似设备进行整合设计，以降低部件数量。

　　OneWeb通过与空客公司（Airbus）合作并借鉴现代汽车制造业经验，创新地采用世界首条卫星生产流水线，实现了一体化的设计、生产、总装与测试流程。这使得OneWeb卫星的制造速度能够实现每月40颗，单星制造成本为120万美元。

　　SpaceX选择购买标准产品而非定制产品。以星载计算机和控制器为例，SpaceX没有选择价格昂贵的宇航级器件，而是创造性地选择了Intel的X86双核处理器，大大降低了采购成本。

　　SpaceX选择用大量自研代替外包，降低成本。另外，SpaceX也会对技术进行必要性和可行性研判，以确定技术的优先级，针对不同级别的技术实施差异性研发策略。

　　对非关键技术不追求先进，而是大量采用低成本高可靠性的老旧成熟适用技术，对关键技术则高度重视和坚持自主创新，掌握核心竞争力。

　　SpaceX引进了3D打印技术，通过3D模型进行产品的预测试，在极大程度上降低了测试的成本。

　　SpaceX采用了扁平化、集约化的组织管理模式，让每个岗位都高效工作，并可及时进行信息共享、技术共享、人员协同，最大程度地简化决策制定和传递流程，提高了运作效率。

　　这些举措使SpaceX拥有每月出厂120颗卫星的能力，单星制造成本可以控制在50万美元左右。SpaceX和OneWeb显著的效率和成本优势，不仅让它们跃升成为低轨卫星通信的头部企业，也在全球范围内掀起了卫星研制“工业化”的浪潮。以国内航天工业为例，近年卫星研制工业化的步伐明显加快，各类卫星工厂纷纷落地。

　　汽车巨头吉利在台州的卫星项目开工。该项目将借鉴汽车行业的总装工艺，打造模块化、柔性化、智能化制造工厂，可灵活满足不同型号规格的卫星总装与测试，计划到2025年，工厂实现年产卫星500颗的产能。

　　国星宇航透露，其商业AI卫星工厂一期有望2021年建成投用，届时将拥有年产200颗AI卫星的产能。

　　银河航天的卫星工厂正式落户在江苏南通，工厂建成后可年产卫星300-500颗；同月，九天微星的智能卫星工厂在唐山开工，建成后可实现年产100颗以上百公斤级卫星的产能。

　　同年，东方红卫星与埃华路机器人合作，计划通过智能机器人实现商业微小卫星局部生产线的装配自动化；此外，上海微小卫星工程中心多年前就开始在上海规划建设卫星研制基地。

　　基地一期建成后，可同时承担100颗以上微纳卫星的研制。二期计划建设一座卫星创新工厂，计划2021年底竣工投产，投产后具备600颗商业微纳卫星的研制生产能力。航天科技集团八院科技委秘书长潘军在2020年中国航天大会上表示，国内商业小卫星发射需求在未来5-10年内将呈指数级增长，有望超过4000颗。爆炸式增长的卫星部署需求，无疑将倒闭国内卫星产业提升产能，加速商业航天的工业化时代到来。

　　移动通信系统从第一代（1G）发展到第四代（4G），每一代都曾给大众生活、经济、乃至国家带来了巨大改变。如今第五代移动通信系统（5G）还在如火如荼地建设中，低轨卫星通信便已经带着6G的光环进入我们的视野。

　　而随着各国政府和全球航天工业的合力推动，低轨卫星通信系统的部署成本将继续降低，部署效率将继续提升，更多低轨通信卫星将被送入太空，组成众多覆盖全球的通信系统。

　　届时，人们将正真摆脱地域、空间的限制，无时无处都能够享受高速、低延时且经济的通信服务，人类社会的方方面面也将迎来巨大的变化。

　　和所有热爱和敬仰中国航天工业的人一样，笔者希望且坚定地相信，未来那些日夜不息飞行在近地轨道的通信卫星中，一定少不了那道红色的身影。