软件定义卫星：“互联网思维”将如何重塑商业航天？
“软件定义” 是指通过软件技术对传统硬件功能进行虚拟化、抽象化和集中化控制，实现系统功能的动态配置与管理，从而提升灵活性、可扩展性和资源利用效率的技术范式。在互联网的发展过程中，软件定义网络（SDN）、网络虚拟化（NFV）技术，就深刻重塑了互联网的底层架构和功能实现方式。“软件定义”也是推动网络技术进入云计算时代的关键基础。总的来说，“软件定义”是一种架构级的技术范式，与传统的硬件定义相对：在硬件定义的系统中，硬件和软件的关系是紧密耦合的，硬件的功能和性能决定系统的整体表现；一旦硬件设计完成，功能就相对固定，难以灵活调整，资源利用率低，升级维护和扩展成本高。“软件定义”系统中，硬件和软件的关系是解耦的，软件通过灵活的配置和管理实现系统的功能和性能。也因此要求硬件通用化，使得软件开发不依赖特定硬件平台，可以通过软件更新替代硬件迭代。从而系统更灵活，资源利用率和可扩展性更好，相应的，成本更低且更高效。所以，如果真的想要降低行业成本，不可能不考虑软件定义。但推动软件定义不是个一蹴而就的事情，需要全产业生态联动，其实施的关键点主要是三个方面：就像智能手机的硬件（如芯片、摄像头、屏幕等）只提供基础功能，而具体的功能（如拍照、录像、导航、游戏等）则通过软件（如各种应用程序）来实现。你可以通过安装不同的应用程序来扩展手机的功能，而不需要更换硬件。卫星硬件（平台部分、载荷部分）的基础功能将如何抽象？智能手机提供USB、蓝牙、Wi-Fi等接口，允许你通过不同的设备（如电脑、耳机、智能手表）与手机进行交互，比如通过USB线将手机连接到电脑上进行文件传输，或者通过蓝牙连接无线耳机听音乐等。标准化的TCP/IP协议是互联网得以蓬勃发展的基石，无论你使用的是Windows电脑、Mac电脑、Linux服务器还是安卓/IOS/鸿蒙手机，只要它们支持TCP/IP协议，就可以在互联网上进行数据交换。卫星有哪些接口？卫星通信有关的协议主要需要解决什么问题？比如一个数据中心里面有多个服务器，每个服务器都有一定的内存和存储空间。通过资源池化技术，你可以将这些服务器的资源集中管理，形成一个资源池。当某个任务需要更多的内存或存储空间时，你可以从资源池中动态分配资源，任务完成后，这些资源可以释放回资源池，供其他任务使用。卫星硬件（平台部分，载荷部分）资源的池化可能带来哪些新的商业机会？卫星平台、星箭接口等标准化，进一步推动载荷、运载火箭研制以及发射场任务对接的标准化。安全条件下的开源协作与生态共建，开放操作系统与驱动程序，通过接口实现跨厂商卫星的互操作。由此，通过标准化推动产业链垂直一体化，目前阻碍商业航天发展的产能、成本、效率三大难题有望迎刃而解（商业航天弯道超车：破解成本困局的四大关键战役）；应用门槛的降低，将催生更多创新应用场景，“建”与“用”也能更快贯通起来，推动整个产业生态的繁荣。所以说，不瞄准软件定义卫星这个“法眼”，只遍地开花做些皮毛文章，那不是真的在解决问题。在软件定义卫星的落地上，互联网的经验显然是有重要的借鉴意义的。关键在于如何将这些经验抽象化，并适当地运用到商业航天领域。如果我们把互联网理解成另一种形态的工业（利用硬件和软件的“机器”生产软件产品和服务），因为互联网同时也是距离工业4.0最近的、充分市场化的行业，所以互联网“软件定义”的技术范式与其生产管理、商业模式、产业生态，就有了一定的通用含义。互联网对传统工业行业的“颠覆”，往往建立在互联网技术的普及（以软件化、网络化为特征）和互联网行业范式（一般指消费互联网）的一般应用，产业互联网的兴起正是源于此。那么传统的航天工业，当然也免不了逐渐被这样的范式所渗透，这是工业化随时代发展而向前推进的客观规律（从工业化历史全局，看商业航天未来战略）。找到并利用这一规律，使其快速发挥作用，是行业研究工作的核心价值所在。美国人总结SpaceX的成功提到了一个很重要的点：垂直一体化供应链的极致高效率促进了可复用火箭研制的成功，大幅节约成本，改变了航天经济模式，商业航天由此进入飞速发展阶段。可复用火箭研制成功靠的是快速迭代，快速迭代和低成本是SpaceX生产模式的一体两面。前面我们曾经花费大量篇幅尝试分析能不能用开发软件的方式造火箭，也就是敏捷迭代的生产方式能否普遍适用于商业航天，最后只是从这个问题出发对“工业化”进行了系统解析。现在我们其实可以直接给出肯定的答案，原因是：第一、SpaceX的成功其实就是软件定义的工业化路线的成功，其“快速失败快速迭代”不是美国航天“体制”的特殊产物（毕竟还有个同样体制下、同属民营航天加军工巨头的波音），而是马斯克将互联网行业的经验在汽车工业成功复制形成“特斯拉模式”后，进一步在航天工业的延伸。所以，这是一种企业层面就可以主导并推动的通用范式。当然国内企业如果要复制这条路线，前期成本可能会很高，zc如果不支持的话风险也不小；过程中免不了各种声音的干扰，即使做成功了，也很可能会被我们呛口向内的舆论环境恶意针对（参考国家队高铁、5G发展初期的遭遇，民营阵营华为、比亚迪、宁德时代等科技类企业，以及经典共富分配模式的商超企业胖东来时不时面对的风暴）。第二、敏捷迭代的生产方式，其前提正是软件定义的实施。而“软件定义一切”已经成为现实，卫星、火箭的制造自然也不例外。我们进一步考虑下，在“软件定义卫星”硬件标准化、功能软件化的情况下，应用任务与卫星硬件设计解耦，通过软件实施在轨重构、在轨维护升级，将省去卫星制造、发射的时间周期和巨大成本损耗，同时减轻火箭产能、运力及发射场容量的压力，这才是真正的降本增效！这才是从全局层面解决产能、成本、效率的关键所在！而且，以可复用的软件升级代替硬件迭代，这难道不是终极的可复用吗？当然这需要高端软件人才队伍的支撑，对网络安全能力的要求也很高。我国长期以来忽视基础软件能力的积淀，国产操作系统鸿蒙将将起步，工业软件仍高度依赖进口。真正实现终极可复用也不是一件容易的事情，毕竟互联网技术圈里，尤其做架构的看到下面这张图往往会会心一笑。但就像你只要不考虑国产化，信息主权就永远不可能掌握到自己手里，一旦开始考虑国产化了，即便遭遇重重困难，慢慢也有了鸿蒙、有了DeepSeek。先得有这个意愿。与开源相对的是封闭的生态。比如微软的Windows操作系统，用户不能做任何“改装”，只能使用微软提供的功能和更新。而开源操作系统Linux允许用户根据自己的需求进行修改和优化，同时将自己的改进分享给他人，使其他人也能从中受益，这就形成了一个共建共享、开放协作的生态。Linux（操作系统）和DeepSeek（人工智能）开源都形成了世界级的生态。其中Linux是开源文化的推动者之一，目前被应用在全球超过68%的服务器上，也是云计算平台的核心操作系统，在路由器、智能电视、物联网设备等嵌入式设备中应用广泛，手机端第一大操作系统安卓也是基于Linux内核……这些应用塑造了一个庞大而繁荣的Linux社区。随着人工智能训练模型的开源，围绕DeepSeek的产业生态也正在形成。但也不是所有产品开源都能形成这样规模的生态。了解这些的意义，主要是对照看卫星互联网建设和全球市场竞争中，在产业生态上我们可以做些什么，应该做什么，哪些产品具备开源潜力，或者哪些环节可以开放共建。2024年在美国成立的WAVE联盟，成员包括微软、SES、Intelsat、AWS等在内的云服务商、卫星网络运营商、调制解调器供应商和最终用户等多家企业和机构，目标推进卫星网关和终端的波形虚拟化，通过智能、开放和虚拟化的网络，提供标准化的架构和规范，将卫星通信行业转变为一个完全可互操作的生态系统。目前还没看到SpaceX加入该联盟的消息，SpaceX在软件定义卫星领域技术成熟度处于领先地位，2020年曾公布Starlink每颗卫星搭载约4000台精简版Linux 计算机，构成分布式计算系统，支持在轨软件更新和功能调整。国内2017年成立的软件定义卫星技术联盟（SPUTNIX）涵盖了科研机构、航天企业、高校、商业航天公司以及技术与服务提供商等160多家成员单位。联盟目标通过技术共享、资源复用和系统软件平台化等方式推动全球共享星座建设，2022年发布了64800颗虚拟卫星的共享星座共建计划，计划用100次技术迭代将软件定义卫星均价降至百万元以下。从国内卫星领域标准化建设的现状看，联盟在全行业的推进效果尚不十分理想。第一层：企业A的卫星和企业B的卫星之间可以互操作，共同完成一项任务；第二层：企业C自家没有卫星，但可以用A家卫星和B家卫星共同形成的资源池开发卫星服务；第三层：开发者d，通过企业C的卫星资源服务面板，让星上某个空间为自己所用。第四层：开发者e，利用星载操作系统支持的编程语言开发应用程序，发布到“航天应用商店”中，用户可以下载使用，以满足自己的卫星应用需求。到这里，卫星应用就真的大众化了。以上四层层层递进，没有前面一层，后面的就是空中楼阁。这里的生态角色：卫星资源服务商，将卫星资源集中起来提供标准化服务，降低广大开发者使用门槛；开发者，将航天应用产品化，降低用户使用门槛，使得人人“手可摘星辰”。目前市场上可见的主要还是处于仓促追赶阶段的几家卫星运营商，卫星资源服务和开发者的生存空间就更为有限了。所以当前要解决的问题还在第一层，有赖硬件和架构的标准化，以及相关协议的完善，为未来的大生态系统提供支撑。在软件定义的前提下，卫星资源可以像类似云计算一样按需获取服务，而不需要使用者自建。只不过云计算平台的资源池里，是计算、网络、存储能力；卫星资源池里，可能是通信、遥感、导航服务能力。将卫星资源虚拟化、建立共享平台、开发卫星应用进入用户手机端……这个生态里面蕴含的商业机会可能才是真正的蓝海，相比拥挤的硬件制造环节而言，门槛可能相对没那么高，但也非常考验产业级战略视野、软件技术和架构能力，需要跨界人才的融入，以及有盈利点的适当场景快速切入。当然这部分也会受到标准化工作缺失以及星载AI芯片、量子加密等核心部件国产化技术突破的制约。尤其标准化工作长期处于缺失状态，有赖更多企业从市场末端向上推动问题的解决。另外，我们在前面《卫星互联网，未来会诞生太空版“中国铁塔”吗？》一文中，通过网络架构和“基站”资产构成的星地对照，分析过在卫星平台这部分，可能诞生一个类似中国铁塔这样的基础资源服务商的角色，在统筹和高效利用轨道资源、标准化卫星平台建设上提供整体性支撑。这部分也是行业发展的一块压舱石。上述“颠覆”范式对于国内商业航天来说或许还太超前，笔者前几年在风口浪尖的数字金融平台，也曾经历生产、业务模式遭遇互联网“风暴”冲击的情况。虽然多年来网上经常被“互联网思维”如何颠覆传统行业的故事轰炸，但如果不追究其本质是什么，任何行业都可能面临被动被“颠覆”的情况。我们的核心观点包括：软件定义是基本趋势，传统行业从实施软件定义开始，就必然会被互联网一般范式重塑产业格局，商业航天也不例外。这个一般范式的核心，主要在于敏捷迭代的生产模式、开放共建的产业生态、基于平台化运营的共享经济商业模式。深入把握这个基本范式的应用，既需要结合行业具体情况，也需要相关跨界人才的培养和积累。本文将互联网行业流传深广的创新范式结合到卫星互联网行业的研究中，旨在提供一种更通俗的思考方式，以寻求主动创新的路径、方法。当然最重要的，是打破在国家队占主导的领域比较容易出现的，自我PUA、玄而又玄的“定体问”式思维惯性。往往言必称“体/制/问/题”，其实只是xx行业必须走syh道路的另一种说法。体制是一个系统命题，你不能不管哪疼都用心脏手术来治，“一放了之”这个syh的万能药方对住房、教育、医疗的解决情况如何，有目共睹。我们之前的系列分析，其实已经充分暴露了，产业层面存在的共性问题：一是市场化概念的理解偏差，导致产业发展的动力机制失灵，“建”与“用”脱节；二是产业数字化范式沉淀不足，对新技术、新模式的创新应用反应迟钝，难以充分发掘在产能、成本、效率上的潜能。三是产业战略协调角色缺位，标准化与法律法规建设往往滞后于发展需要，生态协同缺乏关键支撑，竞争性的内卷成为主旋律。这在当前的商业航天领域表现得尤为突出，关键问题还没解决，新问题倒是层出不穷（那些航天圈的“套路”）。所以，聚焦到影响全局的具体问题上，探讨可能的解决办法，尽力推动这些问题被关注、被解决，可能更有实际意义。
