2014年国外民商用通信卫星现状分析

2015-07-08 00:41刘悦北京空间科技信息研究所
国际太空 2015年5期
关键词:通信卫星中继轨道

刘悦(北京空间科技信息研究所)

2014年国外民商用通信卫星现状分析

刘悦(北京空间科技信息研究所)

2014年国外民商用通信卫星成功发射数量(按国家统计)

2014年国外民商用通信卫星成功发射数量(按轨道统计)

2014年国外民商用通信卫星在轨数量(按国家统计)

2014年国外民商用通信卫星在轨数量(按轨道统计)

1 概述

2014年,全球共进行了23次民商用通信卫星的发射,共计将42颗卫星送入轨道,其中有1颗发射失败。在所有成功发射的卫星中,地球静止轨道(GEO)卫星23颗、低地球轨道(LEO)卫星9颗、中地球轨道(MEO)卫星10颗。共有14个国家、地区和组织发射了卫星,其中,美国11颗,欧洲12颗,俄罗斯8颗,其他国家共计发射11颗。

商业化程度高是通信卫星的突出特点。截至2014年底,国外共有528颗通信卫星在轨,其中商用卫星483颗,约占91.5%;民用卫星45颗,约占8.5%。在轨的民商用卫星中,美国数量最多,共计253颗,欧洲116颗,俄罗斯29颗,日本13颗、印度12颗、其他国家共计105颗。总体来看,GEO卫星占大多数,达到331颗;LEO卫星180颗;倾斜地球同步卫星轨道(IGSO)卫星3颗,属于美国所有;MEO卫星12颗,属于英国所有;太阳同步轨道(SSO)卫星2颗,属于美国所有。

2014年,通信卫星领域发展平稳,但同时也蕴含着未来发展变化。在民商用通信卫星方面,宽带、移动互联网趋势更加明显。由于小卫星门槛的降低,使得卫星通信领域涌现出多个创新的计划,面向个人的宽带卫星星座兴起。同时,在卫星制造领域,激烈的市场竞争迫使主流制造商开始各种积极尝试,包括增材制造、“一箭双星”、全电推进平台技术不断涌现,中小型平台纷纷推出,着力提升制造业产品的费效比(ROI),增加商业市场的份额。

等待发射的跟踪与数据中继通信卫星-L

2 美国

2014年,美国共进行5次民商用通信卫星发射,成功发射11颗卫星。其中,民用卫星1颗、商业卫星10颗。美国共计在轨253颗民商用通信卫星。如果按用途划分,民用卫星9颗、商业卫星244颗。如果按照轨道划分,GEO轨道97颗,LEO轨道151颗,SSO轨道2颗,另有3颗分布在高地球轨道(HEO)。

美国是世界上通信卫星发展最为全面、技术水平最高、产业基础最强大、市场最为成熟、应用最为广泛的国家。通信卫星是美国全球战略的重要保障,在商业、民用等国民经济的诸多领域都发挥着重要作用。美国在政府的引导下,充分依靠商业市场来发展通信卫星,目前已形成了全面的卫星通信应用体系:业务上涵盖固定通信、电视广播、音频广播、移动通信、宽带多媒体和数据中继等类别;频段上覆盖甚高频(VHF)、L、S、C、Ku、Ka等全谱段;覆盖上已扩展至全球,并且是全球唯一可以实现地理意义上全球覆盖的卫星系统。

在产业基础方面,美国主要有四大卫星制造商,卫星研制能力全球领先,且占据全球GEO通信卫星制造的大部分市场份额,这四家公司包括波音公司(Boeing)、劳拉空间系统公司[SS/L,现已被加拿大麦德公司(MDA)收购]、洛马公司(LM)和轨道-阿连特技术系统公司[Orbital ATK,原轨道科学公司(OSC)与阿连特公司(ATK)合并而成]。从体系建设和发展情况来看,在民商用通信卫星领域,主要是以市场需求为驱动。由于美国具有较长的通信卫星发展史,国内政策较为宽松,在固定(宽带多媒体)、广播、移动、数据中继等各个领域都已经形成了先进的通信卫星系列。

美国成功发射新一代数据中继卫星,进一步提高空间系统信息中继能力

2014年1月24日,美国民用的跟踪与数据中继通信卫星-L(TDRS-L)成功发射,波音公司已于当日接收到首个来自该卫星的在轨信号,该卫星将有效支撑美国航空航天局(NASA)以及其他用户使用的通信中继网络。该卫星是波音公司制造的第5颗NASA通信中继网络的卫星,通过该网络,NASA有效支持“国际空间站”、地球气候变化研究以及利用“哈勃空间望远镜”(HST)进行深空探测等关键任务的开展。该卫星可在地球、“国际空间站”以及其他空间资产之间来回转播信号。这颗先进的卫星是NASA关键通信中继网络的重要组成部分,它将以最低的成本提升网络能力、增强带宽。

2 0 1 4年1 0月,波音公司空间与情报系统部已经将第12颗“跟踪与数据中继通信卫星”交付NASA。NASA与波音公司在2007年签订了“跟踪与数据中继通信卫星”第三代卫星的研制合同,其中的保障部分包括跟踪与数据中继通信卫星-K和L两颗卫星,此外还包括采购跟踪与数据中继通信卫星-M和N的可选项。按当时价格计算,4颗卫星研制总价格约为12亿美元。2011年,NASA执行可选项,订购跟踪与数据中继通信卫星-M,价值2.89亿美元。目前,波音公司已经完成了跟踪与数据中继通信卫星-M卫星平台与载荷的总装,准备进行热真空试验。按计划,卫星研制工作于2015年第三季度完成,2016年发射。

波音公司全电推进平台再添新订单,“一箭双星”成为标准配置

继2012年3月获得4颗商业卫星订单之后,2014 年3月,波音公司表示,一家美国政府客户已经订购了3颗基于BSS-702SP全电推进平台建造的地球同步轨道卫星,但并没有透露采购的具体部门、卫星任务性质以及发射时间。在看到波音公司全电推进平台和“一箭双星”发射带来的巨大优势之后,美国各主流制造商纷纷将电推进和“一箭双星”发射纳入新平台设计。2014年,轨道-阿连特技术系统公司推出了新的地球静止星-3(GEOStar-3)卫星平台。该卫星平台是在地球静止星-2卫星平台的基础上进行了关键的技术升级,整星功率从5kW增加到8kW,承载的有效载荷增至800kg,可支持“一箭双星”发射,并同时开展全电推进平台的设计。

无独有偶,洛马公司也在2014年推出了新型的A2100卫星平台。该平台可使2颗卫星采用“肩并肩”构型发射,从而适应“一箭双星”发射,并且在轨期间也能够进行载荷的重新配置,允许用户在卫星寿命期间改变任务需求和运行环境。洛马公司表示,“肩并肩”双星发射选项通过灵活的太阳电池翼实现,可以节省卫星质量,并减小卫星宽度。

传统“一箭双星”构型(左) BSS-702平台(中) 新型A2100平台“肩并肩”构型(右)3种“一箭双星”发射构型

美国下一代低轨移动星座更新换代,“下一代铱星”有望2015年发射

2014年,美国低轨移动通信卫星星座继续推进更新换代的步伐。2014年7月,美国轨道通信公司(ORBCOMM)成功发射了6颗第二代低轨卫星。第二代低轨卫星在功率、质量和寿命方面均有提升,并且数传速率大幅提高。轨道通信公司宣布,2014年获得了本国大型零售商16000台终端订单,市场前景一片大好。随着“全球星”(Globalstar)二代的部署完成,2014年也获得了来自西班牙国防部的大批订单。

2014年,“下一代铱星”(Iridium NEXT)计划稳步推进。由于在轨备份星仅剩1颗,迫使铱卫星公司加紧下一代星座的部署。2014年3月,泰雷兹-阿莱尼亚航天公司(TAS)成功交付2颗高保真“模拟星”和多颗低保真“模拟星”。2014年3月,轨道-阿连特技术系统公司已开始81颗下一代卫星的总装、测试与试验,以及发射支持。81颗卫星包括:66颗低轨业务卫星、6颗在轨备份卫星和9颗地面备份卫星。此外,轨道-阿连特技术系统公司还负责地面支持设备的研制。8月,“下一代铱星”首批主任务天线完成研制。9月,地面发射初期卫星运行控制中心也已建设完成,为2015年星座发射奠定了坚实的基础。美国互联网企业纷纷涌入航天领域,

卫星WiFi服务迸发新的市场空间

随着美国太空探索技术公司(SpaceX)在商业航天发射市场大获成功,以谷歌公司为代表的非传统航天企业也把目光锁定在商业卫星服务领域。2014年,谷歌公司招募了卫星光纤网络提供商“另外三十亿人网络”公司(O3b Networks)前首席技术官布兰恩·霍兹(Brian Holz),研究如何将卫星作为未来交付互联网服务的方式。除此之外,美国还萌发出多个低轨宽带互联网星座计划。2014年,美国一个科技创业团体在种子基金的支持下正在实施一项名为外联网(Outernet)的计划,拟在2015年发射数百颗微卫星,向全球提供免费的无线网络连接服务。

目前,卫星移动通信运营商也在其传统业务的基础上,提出了卫星链路间接提供Wi Fi服务的产品和服务。阿联酋瑟拉亚公司(Thuraya)提出,通过Thuraya XT-Hotspot 产品实现地面有限数量终端的互联网接入;铱卫星公司在2014年推出了“Iridium Go!”产品,通过卫星连接提供地面热点,支持5个终端接入;全球星公司也适时推出了Sat -Fi产品,可同时支持8个终端接入。据国外权威咨询公司北方天空研究所(NSR)预测,到2020年,全球在用的便携式热点终端数量将增至15万部。

3 欧洲

2014年,欧洲共进行了5次民商用通信卫星发射,成功发射了12颗卫星,全部为商业卫星。目前,欧洲共计116颗民商用通信卫星在轨。如果按用途划分,民商用卫星1颗、商业卫星115颗。如果按照轨道用途划分,GEO轨道102颗,LEO轨道2颗,另有12颗分布在MEO轨道。

欧洲建立了相对完备的通信卫星系列,政府在通信卫星体系形成过程中发挥了重要作用。欧洲航天局(ESA)自1993年开始实施“通信系统预先研究”(ARTES)计划:一方面通过战略、技术、产品及综合应用等一般范围项目专题,整体促进产业发展;另一方面通过“欧洲数据中继卫星”(EDRS)、各类通信卫星平台、新兴卫星通信应用系统等项目专题,重点突破关键技术。

欧洲一方面努力建设高速信息干线,另一方面注重信息平等性,发展东欧等不发达国家和地区的通信设施。通信卫星作为欧洲电视广播市场的主导技术手段和航空航海移动通信的重要技术手段,发挥着重要的作用。欧洲通信卫星公司(EUTELSAT)、国际移动卫星公司(INMARSAT)发展了多颗民商用通信卫星。欧洲空客防务与航天公司(Airbus)与泰雷兹-阿莱尼亚航天公司是欧洲两大卫星制造商。近年来,在商用通信卫星方面,英国重视发展卫星宽带通信业务,阿万蒂通信公司(Avanti)发展了“高适应性卫星”(Hylas)系列,O3b公司正在发展O3b星座。

“高适应性卫星”在轨飞行示意图

法国调整研发预算重点发展通信卫星,欧洲重大专项保证中型平台的更新换代

2014年,法国国家空间研究中心(CNES)调整其预算方向,重点发展通信卫星,以期在2020年前将法国和欧洲主要的卫星制造商在全球商业卫星市场的份额从现在的30%提高到50%。欧洲将未来参与市场竞争的杀手锏定位为“新星”(NeoSat)卫星平台,该卫星平台是由20国组成的欧洲航天局共同合作研发,并且采用包括电推进技术在内的一系列新技术,降低卫星的质量和发射成本。法国国家空间研究中心为了“新星”项目,在2012年将其对欧洲“通信系统预先研究”项目的投入增大了1倍,并且在2012年之后的4年计划里(2012-2016),将跟通信卫星有关的研究项目预算增加30%。

欧洲原先的设想是由欧洲航天局和法国国家空间研究中心牵头开发出一款超大型卫星平台“阿尔法平台”(Alphabus),从而实现行业领先的目标。虽然“阿尔法平台”的首发星已经发射并运行良好,但对于目前的通信卫星市场来说,还是太大太重了。两大卫星制造商(欧洲空客防务与航天公司和泰雷兹-阿莱尼亚航天公司)计划通过“新星”技术,基于目前各自的产品线基础,开发出各自的卫星平台,用于替换当前的主力平台空间客车-4000 (Spacebus-4000)和欧洲星-3000(EurStar- 3000)。“新星”目前被设计为能够支持3~22kW功率的有效载荷。据消息透露,“新星”的首发星有可能是法国国家空间研究中心的一颗宽带卫星,能够支持5m口径的可展开天线。“新星”卫星平台的首飞日期预计在2019年。

欧洲大力发展电推进卫星,全电推进技术在欧洲进入商业化阶段

随着全电推进卫星在美国不断获得新的商业订单,欧洲也不甘落后,尽力反超。2014年7月,欧洲第一大型卫星运营商欧洲卫星公司(SES)选择欧洲空客防务与航天公司研制的一颗覆盖东亚的大型Ku/Ka频段宽带卫星SES-12,该卫星将使用电推进进行位置保持和轨道转移。与美国波音公司的全电推进平台卫星不同的是,该卫星除电推进系统外,还将携带传统的化学推进作为备份,但这颗卫星的电推进仍将发挥主要作用。

无独有偶,欧洲另一大型运营商欧洲通信卫星公司也在2014年7月宣布,与欧洲空客防务与航天公司和阿里安航天公司(Arianespace)签订了欧洲通信卫星-172B(Eutelsat-172B)的采购和发射协议。欧洲通信卫星公司作为世界第三大固定卫星服务运营商,未来将会继续限制转发器成本,全电推进卫星已经成为该目标的手段,同时利用太空探索技术公司来刺激与欧洲“阿里安”发射服务提供商降低发射成本。此前,该公司通过购买墨西哥卫星公司(MEXICO)已经继承了2颗由波音公司负责研制的全电推进卫星。此举标志着主流通信卫星运营商未来的发展趋势和态度。

GEO“欧洲数据中继卫星”工作示意图

英国航天政策吸引众多航天企业扎根英国,宽带、移动卫星蓬勃发展

近年来,英国非常重视利用航天业来刺激本国经济发展。英国政府承诺对商业航天企业更加友好,提议减免英国卫星运营商支付卫星发射和在轨运行保险的6%税收。英国政府在3月19日公布的2014年预算提案中提议,卫星运营商可能与商业飞机、商业海运以及其他保险购买企业一样,享受保险费豁免的待遇。英国首相戴维·卡梅伦认为,商业航天是英国众多发展不足的产业之一,未来有增长的潜力。英国增加了在欧洲航天局的航天支出,并积极寻找其他途径来提升英国对航天企业的吸引力。在此背景下,泰雷兹-阿莱尼亚航天公司、洛马公司等国际一流宇航制造企业纷纷在英国设立研发中心和工厂。

随着智能手机、平板电脑等移动电子设备和社交网络等互联网应用的普及,利用卫星向用户提供宽带网络接入和海事宽带业务正悄然兴起。2014年8月,英国宽带卫星运营商阿万蒂公司宣布建造一颗Ka频段卫星高适应性卫星-4。该卫星将会是轨道科学公司地球静止星-3平台的首发星,整星容量28Gbit/s,计划于2017年初搭乘“阿里安”火箭发射。与此同时,国际移动卫星公司第五代卫星系统“全球快讯”(Global Xpress)4个新的卫星地面接入站点(SAS)的建设已经完成。目前,“全球快讯”已经有2个地面站在运行当中,这6个地面站将会作为宽带卫星网络与地面网络的接口。这是一个里程碑的事件,表示全球首个Ka频段宽带移动网络预计将于2015年下半年提供全球服务。

O3b卫星分批发射,“欧洲数据中继卫星”稳步推进

欧洲的O3b是欧洲运行在MEO轨道的宽带通信卫星星座,主要致力于为亚洲、非洲、南美、澳大利亚和中东等地区近180个国家的企业用户提供低成本、高速、低延时的互联网接入和干线传输。2014 年7月,O3b卫星的第二批4颗卫星成功发射。O3b卫星由泰雷兹-阿莱尼亚航天公司研制,卫星主体为梯形,便于安装在“联盟”火箭的发射适配器上。卫星配备Ka频段转发器,发射后将部署在8062km的MEO轨道上。星座首批4颗卫星于2013年6月发射,也是采用“联盟”火箭发射,并于2014年3月开始提供商业服务。

在数据中继卫星方面,虽然进度十分缓慢,但仍在持续推进之中。2014年初,加拿大麦德公司与德国OHB系统公司签署合同,为后者提供欧洲数据中继卫星-C通信电子设备。“欧洲数据中继卫星”是欧洲的GEO数据中继卫星系统,主要用户包括欧洲的“哨兵”(Sentinel)卫星,为低轨对地观测卫星提供数据中继服务,可有效支持灾害救援等活动。“欧洲数据中继卫星”由欧洲航天局发展,整个项目的主承包商是欧洲空客防务与航天公司,并且负责卫星系统部署完毕后的运管,卫星研制合同由德国OHB系统公司承担。此外,首颗搭载载荷的发射合同也已签订。欧洲通信卫星-9 B由欧洲空客防务与航天公司研制,卫星采用欧洲星-3000 (Eurostar-3000)卫星平台,质量约5300kg,携带66台Ku频段转发器以及“欧洲数据中继卫星”的激光数据中继有效载荷。

激光通信试验取得重大进展,向业务系统迈进

欧洲以星间激光通信技术为主要方向,于2014年11月利用装载在“阿尔法卫星”(Alphasat)和哨兵-1 A卫星上的第二代“激光通信终端”(L C T)成功进行了首次宽带星间激光中继试验,数据率达0.6Gbit/s,未来还将进一步提升到1.8Gbit/s的标称数据率,大大高于目前采用的Ku 和Ka频段的传输速度。这次演示验证是该项技术从实验技术过渡到实用系统的里程碑,是将该项技术作为国际通信标准的关键,也是改变欧洲技术取得市场领导地位的机会。

2014年12月,欧洲空客防务与航天公司提出在2016年末发射欧洲航天局的“欧洲数据中继卫星”计划的第二颗地球静止轨道卫星,一旦卫星成功部署,将可实现商业化的全球激光通信链路。欧洲数据中继卫星-C将使用OHB系统公司的“小型地球同步轨道”(SmallGEO)平台。商业卫星运营商阿万蒂通信公司享有在该卫星上搭载商业通信卫星有效载荷的权利。

积极发展“柔性”有效载荷技术,提高通信保障的灵活性

美欧等发达国家针对实际应用需求,大力发展提高通信保障灵活性的相关技术。欧洲对这些技术综合后提出“灵活载荷”概念,包括轨道灵活性、覆盖灵活性、频率灵活性、功率灵活性、路由灵活性、波形灵活性、协议灵活性等。2014年,欧洲通信卫星公司重点围绕频率、功率和覆盖灵活灵活性开展研发工作。

欧洲通信卫星公司利用软件无线电技术定义上行波束、天线覆盖尺寸和形状,具有高度灵活性,称为“柔性”有效载荷。单个波束可以灵活拆分,即可区域覆盖又可形成多个地理上不相连的上行点波束,并对每个波束的G/T值进行独立优化,近实时地响应业务需求变化或抗干扰调零。欧洲空客防务与航天公司开发的全柔性载荷体系结构,可根据用户需求灵活支持透明、再生、基带处理等方案。康斯伯格挪威空间公司(Kongsberg Norspace)负责研制搭载在SES-10卫星上的2个星载灵活指令接收机,该卫星计划2016年发射。

测试中的欧洲哨兵-2A

4 俄罗斯

2014年,俄罗斯共进行了5次民商用通信卫星发射,成功发射8颗卫星,1颗卫星发射失败。其中包括3颗民用卫星,5颗商业卫星。目前,俄罗斯共计29颗民商用通信卫星在轨。如果按用途划分,民商用卫星12颗、商业卫星17颗。如果按照轨道用途划分,GEO轨道17颗,LEO轨道12颗。

俄罗斯通信卫星的发展相对滞后,主要以军事应用为主,近两年民商用通信卫星发展迅速。俄罗斯采取“以市场换技术”的发展策略,通过与欧洲开展国际合作,包括向欧洲先进卫星制造商购买卫星载荷和成立合作公司等举措,提高俄罗斯通信卫星的研制水平。俄罗斯在2012年发布的《2030年前及未来俄罗斯航天活动发展战略》中提出,将在2020年前发展39颗新一代固定、移动、广播通信卫星,覆盖俄罗斯全境。

在商业通信卫星领域,俄罗斯积极尝试市场化途径,将“快讯”(Express)卫星的运营权交予俄罗斯卫星通信公司(RSCC),天然气工业股份公司(Gazprom)发展“亚马尔”(Yamal)系列卫星。在民用通信卫星领域,俄罗斯发展了民商用存储转发卫星“信使”(Gonets)和数据中继卫星“射线”(Luch)。

俄罗斯即将发布未来10年航天发展规划,强调自主研制通信卫星

2014年,俄罗斯制定《2016-2026年航天中心发展规划》的建议已经得到总理梅德韦杰夫的批准。该计划强调俄罗斯应加强进入空间的能力,可能包含在东方港(Vostochny)建设第二个发射场,并且发展普列谢斯克(Plesetsk)的基础设施。在商业通信卫星领域,俄罗斯与来自欧洲和加拿大的制造商开展了紧密合作,共同竞标俄罗斯国内及其周边国家的订单,希望提升俄罗斯的卫星研制水平和向国外市场进军。欧洲两大卫星制造商,欧洲空客防务与航天公司和泰雷兹-阿莱尼亚航天公司,都已经在俄罗斯成立了联合公司,并且计划继续为这些俄境内的子公司增资。

然而,随着俄罗斯与乌克兰局势的进一步紧张,加拿大等西方国家在与俄罗斯的合作过程中出现了一些阻碍。同时,俄罗斯本国也出现了另一种反对合作的声音,开始强调通信卫星自主研制的重要性,并有可能对西方国家公司中标的通信卫星项目重新进行审查,包括快讯-AMU2卫星项目。俄方认为,如果俄罗斯可以制造出有竞争力的通信卫星,那么就没有必要从国外购买。俄方怀疑竞标组织者有意偏袒国外制造商。

俄罗斯快讯-AM6卫星与火箭对接

测试中的国际移动卫星-5

俄罗斯火箭连遭重大发射事故,失利影响波及他国卫星系统

2014年5月,搭乘“质子”发射的快讯-AM4R卫星发射失败,星箭未能成功分离,导致上面级与卫星再入大气坠毁,部分碎片坠落我国境内。2014 年10月,俄罗斯再次通过质子-M火箭发射了快讯-AM6通信卫星。这是自5月发射失败后,俄罗斯第二次发射“质子”系列火箭。尽管俄罗斯联邦航天局和信息卫星系统-列舍特涅夫公司(ISS Reshetnev)说快讯-AM6卫星被成功送入预定轨道,但有消息称是被送入了错误轨道。

连续的发射故障不仅对俄罗斯“质子”火箭的国际声誉产生了巨大影响,也会对已经与“质子”火箭签订合同的他国卫星产生影响,如英国的国际移动卫星-5(Inmarsat-5)。5月份的发射失利使得“国际移动卫星”3颗Ka频段卫星提供的“全球快讯”宽带服务最早会在2015年中期才能启动,这比原定计划晚了半年之久。随着近20年来俄罗斯航天产业已进入因人力财力不足、航天科研生产管理不善等原因造成的尴尬局面,再加上新技术研发投入不足,更多情况下是靠“吃老本”来维持现状,这些综合因素决定了俄罗斯在近年来频繁遭遇发射失败的困局。

5 日本

2014年,日本没有发射民商用通信卫星。目前,日本共计13颗民商用通信卫星在轨。如果按用途划分,民用卫星1颗、商业卫星12颗,并且全部运行在GEO轨道。

日本通信卫星早期受美国“研制卫星不如买卫星划算”舆论的影响,通信卫星研制起步较晚,随着日本航天政策的调整,修改“航天基本法”,制定“航天基本计划”,打破日本通信卫星的研制对美国的依赖,积极发展先进技术,提升日本通信卫星在国际市场的竞争力。2012年,日本赢得了土耳其2颗卫星的订单,实现了整星出口,并不断推动以“研究开发为主导”向“应用需要为主导”的转变。

在日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的支持下,日本通信卫星的研制主要依托三菱电机公司,该公司开发了DS-2000大型通信卫星平台,为结束日本大型通信广播卫星完全依赖美国的被动局面奠定了基础。日本东芝、NEC等公司在通信有效载荷方面具备雄厚实力。2013年1月,日本公布新的航天政策,计划未来5年把卫星研制作为首要的投资对象。

在系统建设方面,日本研制了“通信和广播工程试验卫星”(COMETS)、“数据中继试验卫星”(DRTS)、“轨道间光通信工程试验卫星”(OICETS)、工程试验卫星-8(ETS-8)、“超高速互联网卫星”(WINDS)等民商用通信卫星,并且持续开展通信卫星新技术的研发,获得了很多技术成果,在技术广度方面甚至超过了欧洲。

土耳其商业卫星成功发射,日本卫星制造能力获得国际市场肯定

日本三菱电机公司(Melco)尽管作为日本政府的卫星制造商已经很长时间,但参与国际市场竞争的经验还比较少。到目前为止,它赢得最大的一次订单是来自土耳其卫星运营商土耳其卫星公司(TURKSAT)的2颗卫星制造合同。这2颗卫星订单是日本击败包括美欧先进制造商在内的多家竞争对手,标志着日本DS-2000商业通信卫星平台出口取得了重大突破。2014年2月15日,这2颗卫星的第一发土耳其卫星-4A(Turksat-4A)搭乘“质子”火箭成功发射,卫星顺利入轨。该卫星是一颗Ku、C、Ka多频段卫星,寿命预计将超过30年。

日本通信卫星出口再获突破,击败美欧制造商获得卡塔尔卫星订单

2014年,日本三菱电机公司赢得了卡塔尔一家新的卫星运营商Es’hailSat公司Es’hail-2卫星的建造合同。在参与竞标的过程中,日本三菱电机公司成功击败了包括劳拉空间系统公司、泰雷兹-阿莱尼亚航天公司在内的美欧制造商,这也显示出了日本在参与国际竞争所付出的积极努力。卡塔尔运营商称,日本制造商递交了一份很好的技术标书,与其他标书品级相当,但价格却要比其他标书低10%~15%。卡塔尔将是2022年世界杯的东道主,一旦卡塔尔政府敲定2022世界杯的通信需求,Es’hailSat公司将有望招标Es’hail-3卫星的订单。

6 印度

2014年,印度共进行了2次民商用通信卫星发射,成功发射了2颗民用通信卫星。目前,印度共计12颗民商用通信卫星在轨。按用途划分,民用卫星11颗、商业卫星1颗,全部运行在GEO轨道。

印度长期重视航天工业和通信卫星的研发,在《航天十二五规划(2012-2017)》中提出,将航天作为提升印度国际地位和竞争力的重要战略领域,通信卫星作为发展重点,要继续保持世界先进水平。印度积极开展国际合作,采取“租卫星、买卫星、自行研制外国发射、自行研制自行发射”的发展道路,鼓励私营企业参与,形成独立自主的航天工业体系。

印度先后发展了“印度卫星”(INSAT)和“地球静止卫星”(GSAT)两大静止轨道通信卫星系列,共发射卫星25颗,其中“印度卫星”系列的前4颗是向美国购买的,后续卫星均由印度空间研究组织(ISRO)研制。在自行研制的21颗通信卫星中,有16颗发射成功,3颗发射失败,2颗发射部分失败。印度在“地球静止卫星”系列中专门发展了1颗教育卫星,用于视听多媒体教学,构建数字交互式远程教育系统。印度研制了I-1000、2000和3000系列通信卫星平台,目前正在研制I-4000卫星平台。

印度航天部、电信部将修订卫星通信政策,吸引外商投资印度卫星通信

2014年,在印度财政部的会议上,印度航天部正在与电信部门磋商,调整印度已执行了17年的陈旧的卫星通信政策。印度航天部将制定卫星转发器分配与定价的新规则,探索利用外国轨位处理应用的方式。修订后的卫星通信政策可能会调整外商直接投资(FDI)规则(目前印度卫星通信运营商的外商直接投资行业上限是74%,需经印度航天部和印度空间研究组织的批准)。印度迫切需要制定一个政策,帮助吸引外商投资,以建立和运行卫星通信网络。此外,新卫星通信政策还将加强安全规则,鼓励建立监测系统来跟踪卫星通信流量。这主要是指印度尚未准备就绪的自动化监测系统,其可以跟踪所有形式的通信,如无线、有线、卫星、互联网甚至语音IP电话。

印度计划通过南亚区域合作联盟,培育并占领区域内通信卫星市场

2014年,在本国市场有限、国际市场竞争乏力的情况下,印度通过区域合作联盟拉动周边国家卫星市场的发展和航天能力的建设。计划发展1颗南亚区域合作联盟(SAARC)卫星,推进国际化战略。印度空间研究组织作为一家新兴卫星制造商,正在积极开拓国际化市场。由于很难进入国际主流市场,印度计划将航天纳入到联盟的日常工作范畴,逐步发展包括通信卫星在内的各类卫星,扩大印度在区域内的影响力。目前,印度作为联盟内唯一的航天大国,正在逐步推进一个包含所有成员国的联合机制,来实现所提议的南亚区域合作联盟卫星。联盟成员国包括:阿富汗、孟加拉国、不丹、印度、马尔代夫、尼泊尔、巴基斯坦和斯里兰卡。

7 发展趋势

纵观2014年全球民商用通信卫星的发展,基本呈现出以下主要特点和趋势。

以修订卫星通信政策和加大投入力度为标志,俄罗斯、印度、英国等新兴国家发展势头迅猛

2014年,全球通信卫星的整体需求较为平稳。欧、美等传统航天国家受到财政预算的收紧和经济不景气的影响,通信卫星的需求呈平稳下降趋势。然而,以英国、澳大利亚、印度、俄罗斯为代表的新兴国家,将发展航天和卫星通信作为促进经济快速增长的方式,修订了卫星通信政策,开放本国市场,鼓励外资和先进技术的进入,不断深入国际合作,促进卫星研制能力不断提升,在轨卫星的数量也不断增加。未来,这些国家的卫星体系建设也将日趋完整,在远程教育、医疗、海事、民航等国计民生的各个领域发挥关键作用。

互联网卫星成为私营经济进入卫星通信领域的主阵地,传统航天技术迸发新的生机

作为新兴的发射服务提供商,非传统航天领域的私营企业美国太空探索技术公司截止到2014年底已经完成了4颗GEO商业卫星的发射,并以低廉的价格优势获得了市场的普遍认可。在美国太空探索技术公司成功的影响下,以谷歌公司为代表的非传统航天企业也把目光锁定在商业卫星通信领域。随着航天技术的发展和进步,使得产业进入门槛降低,卫星通信服务已不再是航天产业公司的专有领地,包括谷歌公司在内的互联网公司的进入,逐渐给传统航天产业带来冲击,人们对互联网和泛在通信的需求日益增长,也是卫星通信产业未来发展的重要机遇。

全电推进技术进入主流通信卫星市场,先进制造商纷纷发展全电推进平台

自2012年波音公司全电推进平台BSS-702SP面世以来,国际市场普遍存有疑虑。经过了2年的发展,首颗全电推进卫星研制顺利,计划按期发射。包括欧洲运营商欧洲卫星公司和欧洲通信卫星公司,以及美国政府在内的主流市场用户,对全电推进卫星的信心普遍增强。在认识到全电推进卫星能够大幅提高有效载荷比,适应“一箭双星”发射,以及由此带来一系列商业竞争的提升以后,欧洲在欧洲航天局的领导下,已经设置专项通过公私合营的方式开展全电推进通信卫星“伊莱克特拉”(Electra)项目的研制,欧洲制造商欧洲空客防务与航天公司也在2014年获得2颗全电推进通信卫星订单。世界各主要宇航企业也纷纷表示开始全电推进技术的研究,全电推进卫星已经成为未来通信卫星能力提升的重要技术路线图。

国外制造商更新通信卫星平台产品型谱,向“越做越大、越做越小”两极化方向发展

在通信卫星平台技术领域,国外先进制造商将未来发展的重点集中在超大型平台和小型平台两方面。以2013年“阿尔法平台”的首发星“阿尔法卫星”成功发射为标志,各家制造商均在加紧发展6t以上、平台设计功率为20~25kW、能够承载更多载荷的超大型平台,如:欧洲空客防务与航天公司和泰雷兹-阿莱尼亚航天公司共同研制“阿尔法平台”扩展型,劳拉公司也在LS-1300S平台基础上发展更大功率的平台。另一方面,小型化的通信卫星平台能够帮助中、小型运营商以较小的代价探索新兴市场,同时降低财政和运营风险,适应特殊业务需求,满足新兴航天国家需求。以2013年美国波音公司推出“幻影凤凰”(Phantom Phoenix)系列小型卫星平台为标志,2015年欧洲整星功率在3kW以下的小型静止轨道通信卫星平台“小型地球同步轨道”将会在2015年进行首飞验证。

通信卫星平台研制以缩短研制周期、降低成本、提高商业竞争力作为未来发展目标

欧洲在发展下一代大型通信卫星平台“新星”时,除了追求更高的技术能力,首次提出将缩短平台研制周期、降低平台成本30%作为其发展目标,这体现了一种新的发展思路。通信卫星平台作为商业化程度最高的宇航产品之一,市场竞争力成为各制造商追求的目标。此外,美国的洛马公司和轨道科学公司在其新的平台计划中也非常关注交付周期和成本。轨道科学公司新推出的中型GEO平台,交付给商业卫星运营商的时间为24~27个月,支持800kg有效载荷和10kW功率。洛马公司推出新的“一箭双星”并行发射的平台构型,在不降低卫星性能的前提下,大大降低了发射成本。

美欧发展柔性波束技术,商业卫星也将具备波束、功率可调,并具备调零抗干扰能力

2014年,欧洲开展了多项灵活有效载荷研究计划,美国卫星制造商也通过先进的数字化处理技术开展了灵活有效载荷的尝试。通过灵活有效载荷技术,未来通信卫星运营商可以根据需求提供多种服务,并且及时应对市场动态变化;制造商还将逐步提升有效载荷的“公用”程度,开发出“通用”的有效载荷,改变以往一颗卫星开展专用载荷设计的情况,缩短有效载荷的研制周期和成本,提升卫星制造商在国际市场的竞争力。

Analysis Of Foreign Civilian And Commercial Communications Satellites In 2014

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