使用低軌道衛(wèi)星進行連接和傳輸數(shù)據(jù)，以服務(wù)于民用、國防和安全等目的，已成為許多國家優(yōu)先選擇和投資研發(fā)的重要方向。其中，以美國和中國最為突出。那么，什么是低軌衛(wèi)星？其優(yōu)勢何在？中美在該領(lǐng)域的競爭潛力如何？對地區(qū)又將產(chǎn)生哪些影響？這些問題正受到輿論廣泛關(guān)注。

低軌衛(wèi)星及其優(yōu)勢

低軌衛(wèi)星（Low Earth Orbit Satellite，簡稱LEO）是指一組被發(fā)射至距地面約180-2000公里之間軌道的人造衛(wèi)星（遠低于地球靜止軌道衛(wèi)星GEO，距地面約30000公里）。根據(jù)《麻省理工科技評論》（MIT Technology Review）-美國具有全球影響力的科技雜志，低軌衛(wèi)星被列為2020年世界十大突破性技術(shù)之一。這項技術(shù)在軍事、安全及民用等領(lǐng)域具有巨大潛力。

在軍事領(lǐng)域，低軌衛(wèi)星可用于偵察、監(jiān)視、定位、預(yù)警、通信、導(dǎo)航、云計算及在地面互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)缺失地區(qū)執(zhí)行其他任務(wù)。在安全領(lǐng)域，低軌衛(wèi)星能提供高速互聯(lián)網(wǎng)工具，使一國可以滲透另一國的安全系統(tǒng)，反之亦然。在民用方面，其可用于通信、交通、應(yīng)急響應(yīng)、公共安全、氣象水文監(jiān)測、科學(xué)探索、經(jīng)濟發(fā)展等多個社會服務(wù)領(lǐng)域。

近年來，世界多國紛紛加大對此項技術(shù)的投資與發(fā)展，尤其是美國、中國、俄羅斯、歐盟、印度、加拿大、日本和韓國。但實際上，至今只有十余家大國企業(yè)涉足該領(lǐng)域，包括美國的Starlink、Project Kuiper；中國的中星集團、Spacesale；英國與印度的Eutelsat OneWeb；歐盟的IRIS；加拿大的Telesat等。目前，全球在軌衛(wèi)星近7000顆，其中約6000顆為低軌衛(wèi)星，美國擁有約5000顆，中國約為600顆。

研究人員指出，相較于其他傳輸技術(shù)，低軌衛(wèi)星具有以下顯著優(yōu)勢：（1）可在地球任意位置提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，特別是偏遠、山區(qū)、海底等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無法覆蓋的區(qū)域；（2）具備高精度定位功能，能增強傳輸穩(wěn)定性并獲取高質(zhì)量圖像；（3）服務(wù)成本相對傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)更低。當(dāng)然，低軌衛(wèi)星也存在一些不足，如：傳輸速度可能中斷并受地磁風(fēng)暴影響；衛(wèi)星壽命較短（5至7年）；若無妥善回收處理，或?qū)⒓觿√绽鴨栴}；信息安全性低于光纖網(wǎng)絡(luò)。為應(yīng)對這些問題，相關(guān)服務(wù)商正在推進穩(wěn)定傳輸升級、提高衛(wèi)星“云”密度、加強信息安全保障以及制定衛(wèi)星回收計劃。

實踐表明，低軌衛(wèi)星不僅在應(yīng)對非傳統(tǒng)安全挑戰(zhàn)方面發(fā)揮重要作用并挑戰(zhàn)光纖互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)地位，還被廣泛用于軍事領(lǐng)域。比如，美國在颶風(fēng)期間借助低軌衛(wèi)星，氣象部門能收集風(fēng)速及全球大氣數(shù)據(jù)、識別風(fēng)暴結(jié)構(gòu)和動態(tài)，并服務(wù)于救援與災(zāi)害恢復(fù)工作。

2020年，埃隆·馬斯克旗下的SpaceX與美國空軍簽署合同，試驗加密低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，合同金額約2800萬美元；五角大樓與SpaceX還啟動“黑杰克”項目，投資近1.5億美元，用于導(dǎo)航、集成、通信和信息傳輸?shù)热蝿?wù)，從而助力美國軍隊掌握全球態(tài)勢，開展靈活作戰(zhàn)并高效運用無人機。中國方面，華為公司已成功試驗發(fā)射低軌衛(wèi)星并取得積極成果，當(dāng)前正加快構(gòu)建低軌衛(wèi)星系統(tǒng)，力圖在多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

中美在低軌衛(wèi)星發(fā)展方面的實力與競爭

數(shù)據(jù)顯示，美國在衛(wèi)星研發(fā)領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位，尤其在低軌衛(wèi)星方面優(yōu)勢明顯。其全球互聯(lián)網(wǎng)項目旨在打造超高速衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，趕超4G、5G和ADSL/光纖地面通信基礎(chǔ)設(shè)施。美國政府正在完善法律框架和技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，并出臺吸引科學(xué)家參與，鼓勵私人資本投資低軌衛(wèi)星的計劃。此外，美國還積極支持盟友發(fā)展低軌衛(wèi)星，例如：與菲律賓合作開展“網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星激勵計劃”；與歐洲航天局（ESA）及日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)（JAXA）共同開發(fā)人類觀測數(shù)據(jù)；支持韓國部署低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；為烏克蘭軍隊提供Starlink服務(wù)等。研究認為，這將進一步鞏固美國在經(jīng)濟與軍事領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)地位。

中國近年來也加快了對衛(wèi)星，尤其是低軌衛(wèi)星的投入，包括：出臺系列政策優(yōu)先發(fā)展空間基礎(chǔ)設(shè)施；設(shè)立專門機構(gòu)管理衛(wèi)星集群（如中國航天科技集團、中航科工集團、三線衛(wèi)星技術(shù)公司等）；加大研發(fā)投入，開發(fā)新產(chǎn)品，改進現(xiàn)有技術(shù)、流程與服務(wù)；擴展高容量衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)；推動政府與私營企業(yè)之間協(xié)作無縫化。

針對中國的投資動向，美國電氣電子工程師學(xué)會（IEEE）指出，中國在未來可能趕超美國的衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展速度，成為全球連接競爭中的主要對手。有研究指出，中國部分衛(wèi)星項目的投資和研發(fā)進展已超越美國。盡管具備發(fā)展?jié)摿Γ诿媾R美國技術(shù)禁運的背景下，中國需與俄羅斯、法國等國家開展合作，方可在該領(lǐng)域?qū)γ佬纬捎辛Ω偁帯?/p>

對地區(qū)的影響

專家指出，誰能率先掌握低軌衛(wèi)星技術(shù)，誰就將在科技競爭，尤其軍事領(lǐng)域占上風(fēng)。因此，未來中美在該領(lǐng)域的競爭將日趨激烈，并對本地區(qū)諸多國家產(chǎn)生影響。

中美兩國加大投資、增強低軌衛(wèi)星能力，將促進科技創(chuàng)新、通信技術(shù)發(fā)展及科學(xué)技術(shù)在生活中的應(yīng)用；在自然災(zāi)害中，可為邊遠地區(qū)提供光纖網(wǎng)絡(luò)的重要補充；也將激勵區(qū)域國家參與該領(lǐng)域發(fā)展，因為其會帶來潛力巨大。

首先，這將幫助發(fā)展中國家有機會選擇、吸收、應(yīng)用并推進空間技術(shù)和低軌衛(wèi)星技術(shù)；其次，有助于各國參與國際安全、邊境安全、海洋安全等議題的規(guī)則談判與制定，維護國家利益；第三，為人工智能、STEM、衛(wèi)星、航天等高素質(zhì)人才培養(yǎng)提供契機，并提升國際合作能力，強化信息安全保障等方面的協(xié)同能力。

從另一個角度看，科學(xué)家們認為，美國憑借先發(fā)優(yōu)勢，可能通過該領(lǐng)域吸引盟友、加強合作，從而在亞太地區(qū)擴展影響力，趕在中國商業(yè)化及擴大市場之前完成布局。這可能迫使區(qū)域國家在美中兩種“生態(tài)系統(tǒng)”之間做出抉擇；面臨信息安全控制、技術(shù)投入、系統(tǒng)測試運行安全等挑戰(zhàn)；并要應(yīng)對工業(yè)垃圾和環(huán)境保護等問題。

專家認為，低軌衛(wèi)星的快速發(fā)展，已在一定程度上形成由大國和科技巨頭主導(dǎo)的“壟斷”局面。雖然其具備突破性和創(chuàng)新性，但也是大國間戰(zhàn)略競爭的焦點，對軍事行為及社會發(fā)展具有重大影響。因此，國際社會希望大國和企業(yè)應(yīng)加強合作，向區(qū)域及世界其他國家轉(zhuǎn)移技術(shù)，特別是在全球局勢復(fù)雜演變、太空和低軌衛(wèi)星軍事化趨勢加劇的當(dāng)下。

與此同時，各國也需未雨綢繆，做好技術(shù)迎接準(zhǔn)備工作，包括人才培養(yǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、政策法規(guī)制定等方面，并加強國際協(xié)作，共同應(yīng)對低軌衛(wèi)星發(fā)展過程中面臨的種種挑戰(zhàn)。