近地轨道空间资源为何如此宝贵

  2025年1月1日，我国成功应用“千帆星座”的低轨卫星进行宽带接入；3月12日，我国以长征八号遥六运载火箭以“一箭十八星”方式将“千帆星座”第五批组网卫星送入预定轨道；目前，“千帆星座”已全面进入常态化发射组网状态。“千帆星座”是中国首个正式组网的低轨巨型星座系统，不仅实现了中国商业航天从“单星定制”向“批量化星座生产”的历史性跨越，更标志着中国低轨巨型星座快速建设时代的到来。

  近年来，随着太空拥堵、高轨维持难度增加等问题出现，美国、欧洲、俄罗斯等国家和地区纷纷布局建设低轨卫星星座。低轨航天器具备发射成本低、星座系统覆盖范围广、低时延等优势，近地轨道作为低轨飞行器的有效载体，也越来越受到各航天大国的重视。那么，近地轨道空间资源为何如此宝贵？

  ——距离地面更近，缩减发射成本。

  近地轨道具有距离地面更近的先天优势，仅需要小推力火箭就能满足发射要求，将卫星送入轨道，这将大幅缩减发射成本。同时，相对于地球静止轨道，地面站与卫星之间的距离大幅缩短，大幅缩小了时间延迟；在覆盖范围上，完善的低轨星座可以实现全球无死角覆盖，将不受地形限制，有效覆盖海洋、极地、沙漠等地面网络盲区。

  此外，近地轨道的优质轨位资源有限，仅能容纳6~8万颗卫星。根据国际电信联盟规定，地球低轨道资源的获取遵循“先登先占、先占永得”的原则。因此，美国SpaceX、英国OneWeb等公司竞相申请大规模低轨星座，试图通过快速占轨方式，保持长期垄断优势。

  ——为深空探索提供跳板，助力验证深空技术。

  作为空间站、载人飞船、在轨服务平台等的驻留地域，近地轨道是深空探测任务的中转调试区，将助力验证深空技术。超低轨卫星以其便利的试验条件，有助于率先进行电推进试验、高精度姿控等前沿技术验证，服务于更深层次的深空任务。

  以解决飞行器高速运动带来的通信问题为例。低轨卫星接近地球，绕行速度快，其高速移动影响数据传输的稳定性和可靠性，对地面接收设备提出更高要求。这个问题既是现实挑战，也是研发低轨卫星关键技术的突破口。同样，这对深空探测任务中，需要在天地、天天接力通信方面的技术研究也具有借鉴意义。

  ——广泛应用于灾害监测、紧急救援、智能交通、智慧城市建设等领域。

  传统高轨卫星数量少，一旦受损将对通信服务造成重大影响，此外，传统高轨卫星地面通信基站管理维护复杂，一旦出现故障难以及时修复。相比之下，低轨卫星数量多、分布广，可以互为备份、及时调整递补，利用这一优点进行科学设计布局，实现覆盖全球、实时通信的目标，能够增强抗毁弹性，可广泛应用于航天、航海、地面通信领域。

  低轨轨道资源因通信质量、导航精度等方面的优势成为航天竞争新赛道，不过想要在这一赛道中取得优异成绩，仍然要攻克许多关键技术。例如，在低轨卫星的管理和维护方面，众多的卫星数量为精确跟踪和管理其位置和高度提出了新要求。一旦卫星接近地球表面，如果不能及时矫正和规范其轨道，可能导致卫星无法正常工作。此外，还需要充分考虑空间碎片对卫星影响，及时规避近地轨道空间碎片。这都对精确操控卫星、精准判断轨道环境变化，提出了新挑战。