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SpaceX提速星鏈計劃,上萬個衛星“磨刀霍霍”互聯網

文丨紫金山科技

SpaceX的龍飛船載著兩位宇航員成功進入太空時,這個人類航天史上首次實現的商業載人發射,像是馬斯克提前送給自己的一份“六一節”厚禮:現場視頻裡,手舞足蹈跳著轉圈圈的他,高興得像一個孩子。

網友打趣說,這個來自火星的男人,終於有機會實現回家的夢想了。

在多個國家掀起種族歧視抗議活動之際,航空史上的這次突破重新點燃了人們的希望和激情。龍飛船進入太空後即有消息傳來,SpaceX和太空旅遊公司Space Adventures簽下合約,雙方計劃在2021年年底至2022年年初啟動商業太空遊項目。

屆時,龍飛船上可搭載4名經過嚴格訓練的遊客,每次可以在軌道中停留5天。

當然費用也是不菲的,一張“船票”可能高達5200萬美元。畢竟,從成立SpaceX到此次成功發射的六年時間裡,巨大的技術和工程挑戰已經讓這一項目燒錢無數。

而在特斯拉汽車已經行駛在全球各地、龍飛船載人進入太空後,馬斯克的第三個瘋狂夢想也開始提速:

他計劃用42000顆衛星,覆蓋全球的各個角落和人群,打造一個無縫的太空互聯網。

但這一個領域已經風生水起的玩家,並不是只有他的SpaceX。

用衛星,搞一個太空互聯網?

無論是自動駕駛汽車,還是商業載人火箭,對一個創業公司來說,想做好任何一樣都是巨大的挑戰和投入。

顯然,馬斯克太另類了。除了率先把這2項巨大挑戰變為了可能,他還實施著第三個瘋狂的夢想——即他五年前宣布的衛星互聯網服務計劃。

一開始,被命名為“星鏈”(Starlink)的這個項目的計劃是將約1.2萬顆通信衛星發射到軌道,其中1584顆將部署在地球上空550千米處的近地軌道,讓這種新一代衛星網在全球範圍內提供更好、更快、更低成本的互聯網服務,特別是為那些無法連接到互聯網的人們提供可靠而低價的服務。

一個月之前的4月23日,SpaceX成功地用一枚火箭就送了60星上太空,迅速使其在太空的衛星累計達到了422 顆,超越了任何國家和衛星公司,成為世界上擁有衛星最多的組織。

按照SpaceX最新披露的計劃,最終目標是在十年內發射總數多達42000萬顆的衛星,編織成一個無縫的太空互聯網。

42000顆衛星什麽概念?這是人類有史以來發射的衛星總和的10倍,在很多圖片裡,地球外圍看起來將密密麻麻。

馬斯克敢玩這麽大,很多分析稱,是因為衛星互聯網的市場回報也很大。

一開始,他提出12000顆衛星環繞成地球外圍互聯網的計劃很多人是相當質疑的,畢竟,即便有這樣的建網能力,把這麽多衛星送上太空成本也太貴了,這完全不同於地球上建基地台,是!用!火!箭!的!

但2020年人們的質疑得到了答案,這個“瘋狂”的馬斯克,不僅讓SpaceX解決了火箭打造、升空等巨大挑戰,獵鷹9 號火箭更實現了可回收設計,利用可重複使用的火箭助推器等昂貴部件,極大降低了將衛星送入太空的成本,這也是歷史上第一枚可多次重複使用一級助推器的液體燃料運載火箭,推翻了運載火箭只能一次性使用的思維定勢。

一次送上太空幾十顆衛星,火箭還能垂直回收多次利用,這一突破,除了帶來衛星上天成本的極大改善,也徹底改變了國際商業航天的市場格局。

60顆衛星被送上太空那天,馬斯克發了一條推特,公布了衛星互聯網計劃的最新目標:三個月後開始Starlink內測,六個月後開始公測。

據悉,在高緯度地區,星鏈服務將在今年提供給加拿大和北美客戶,並在2021 年進一步擴大服務範圍至世界其他地區。

馬斯克的野心其實有著巨大的市場缺口做背景。

根據世界銀行發布的數據,截至2019年底,人群密度較低的農村、高原、海洋等偏遠區域,全球還有約36億人口無法接入互聯網,再加上海洋、山區的作業和科考,全球實時金融服務等市場需求,衛星互聯網能提供“高速率、低延遲”的互聯網接入服務,單個衛星覆蓋的面積更大,用戶數量更多,實現起來要比傳統光纖方式更容易,甚至人均費用更低。

現實的市場需求也有據可循:根據歐洲谘詢公司預測,2019-2024年,全球固定衛星服務的航空寬頻服務收入年複合增長率為28%;其中,使用固定衛星通信服務的航空終端年複合增長率為17%,海事終端數量年複合增長率為12%。

按照《華爾街日報》幫馬斯克算的账:如果一切按照SpaceX計劃,預計到2025年,其衛星互聯網服務的用戶將超過4000萬,當年收入就會達到300億美元。

納入新基建,我國升級衛星互聯網戰略地位

就在4月23日馬斯克發布那條衛星互聯網內側、公測的推特時,同一天,我國商業航天企業也首次實現了3分鐘以上的衛星視頻通話——中國商業公司自主研發的首顆低軌衛星驗證了其通訊能力。據媒體介紹,這不僅是中國首顆通信能力達10Gbps的低軌寬頻通信衛星,也是全球首顆低軌高頻毫米波衛星。

這一標誌性事件的3天前,4月20日,國家發改委首次將衛星互聯網納入我國“新基建”範疇,自此,衛星互聯網在我國上升到國家戰略高度,融入遙感工程、導航工程,成為我國天地一體化信息系統的主要一環。

在賽迪顧問物聯網產業研究中心近期發布的“中國衛星互聯網產業發展白皮書”中顯示,截至目前我國星座計劃中組網數量在30顆以上的低軌衛星項目已達10個,規劃總衛星發射數量達到1900顆。

很多人會疑惑,衛星互聯網投入如此巨大,會與當下的光線通訊、4G/5G重合競爭嗎?事實上,並不會。

如白皮書中所說,地球上超過70%的地理空間、涉及30億人口未能實現互聯網覆蓋,這才是衛星互聯網瞄準的市場,除了偏遠地區的網絡覆蓋,海洋作業及科考、災備、航空等,都是衛星互聯網的重點應用領域。

準確說,由於地面互聯網依賴陸地基地台以及海底光纖光纜,這些基礎設施的鋪設受限頗多且成本極高,導致某些地區的互聯網接入率極低。

所以,衛星互聯網的組網目的並不是要替代地面基地台或光纖,甚至替代4G或5G,而是作為補充,為網絡難以普及的用戶尤其是行業用戶提供一種可選的、低成本的、更靈活的無線接入手段。

如政府通信與應急響應體系、遠程教育和遠程醫療、地面車輛交通互聯等領域,包括機載應用、船舶運輸、農業、漁業、林業和水利等,都是衛星互聯網可以聚焦的細分場景。

在被納入新基建範疇後,商業領域的很多企業開始興奮:衛星互聯網與工業互聯網的很多產業實現融合,而且巨大的太空空間中有幾萬顆衛星可以布局,而且有望能實現市場回報。

按照北京大數據研究院智慧城市實驗室主任、教授級高級城市規劃師王鵬的預測,僅為地廣人稀的地區、航空器、遠洋船隻、科考探險等場景提供價格可負擔的通話和寬頻接入服務一項,每年的市場規模就在300億美元以上,收益足以覆蓋星鏈的成本。而且這種場景幾乎不可能以常規的光纖接入解決。

“太空之戰”一觸即發

雖然馬斯克野心巨大,但顯然,Space X並不是衛星互聯網領域的唯一玩家。在其2015年發布星鏈計劃後,全球互聯網巨頭、初創公司等紛紛申請各自的衛星互聯網星座,借機搶佔軌位和頻段。有機構統計,全球宣布部署衛星互聯網星座的公司已近30家。

Outernet提出要發射700顆左右的衛星,OneWeb也提出要發射上千顆衛星。此外,還有波音、ViaSat、Telesat、Audacy、Karousel LLC、Space Norway、Theia Holdings和LeoSat等,也在這個領域蓄勢待發。

位置有限,先到先得。

我國也早在2016年“十三五”規劃中就提出了建設“陸海空天一體化信息網絡工程”項目,2018年,鴻雁、虹雲、行雲工程相繼亮相,標誌著我國新型衛星互聯網也全面啟動。

虹雲工程是中國航天科工五大商業航天工程之一。2018年12月22日首次成功發射,作為我國首顆低軌寬頻通信技術試驗衛星,有效驗證了低軌衛星互聯網的技術途徑。

截至今年5月份,已在預定軌道上飛行近5000圈,穩定運行超過8800個小時,執行超過5000條指令,完成180余次通信試驗,開展20余次光譜測溫儀在軌觀測試驗,獲取了超過70GB圖像數據。

這一工程還創造了首顆低軌寬頻通信技術驗證衛星、首套低軌寬頻通信試驗系統、首次驗證星載相控陣跳波束寬頻通信技術、首套經在軌驗證的低軌寬頻通信協議、首個低軌寬頻相控陣用戶終端等五個國內首次,為我國衛星互聯網建設奠定了基礎。

另一個“鴻雁星座”,是我國投資規模最大的國家級商業航天項目,一期預計投資200億元,在2022年建成由60顆衛星組成的通信網絡;二期預計2025年完成建設,通過數百顆衛星構建“海、陸、空、天”一體的衛星移動通信與空間互聯網接入系統,實現全球任意地點的互聯網接入。

2018年底,“鴻雁星座”首顆試驗衛星“重慶號”成功發射,並計劃在2020年7月再發射兩顆試驗衛星,對空間互聯網系統關鍵技術進行在軌驗證,對移動通信、寬頻互聯網、物聯網、導航增強等功能進行示範驗證,對商業模式展開積極探索。

上述白皮書還給出預計,到2029年,地球近地軌道將部署總計約57000顆低軌衛星,而低軌道軌位可用空間將所剩無幾。

也就是說,屆時,地球外圍真正成為一個密密麻麻的衛星網。

屆時,我國在其中參與程度幾何?

按照4月份資本機構的一份“衛星互聯網投資全景解構”預測,我國2022 年共計在軌低軌衛星規模800余顆。隨著產業鏈各環節技術成熟及成本下降,2027年我國低軌衛星網絡總規模有望達到3950顆。

*部分數據參考:《中國衛星互聯網產業發展研究白皮書》(2020年5月29日,賽迪顧問物聯網產業研究中心與新浪5G聯合發布)

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