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"超級星座衛星的意義在於能讓高速網際網路,也可以讓地球的衛星軌道變成一個充滿垃圾的雷區。"
SpaceX"星鏈"計劃
面對全球一半的人口未接入網際網路這個缺口,知名"狂人"埃隆·馬斯克向全世界宣布,用1.2萬顆低軌衛星滿足這部分人群的連網需求,並為地球提供全天候、高速、低成本的高速網際網路。這一項目被命名為"星鏈"計劃,亦稱為Starkline,即一個最終計劃超過一萬顆通信衛星的衛星星座,通過KA和KU波段為地面提供網際網路服務預計在2019年至2024年間落實。一旦成功,將為SpaceX帶來每年至少300億美元的收益。
2018年3月,SpaceX獵鷹九號火箭發出"星鏈"計劃的試驗星,本次任務搭載了2顆小衛星,為"星鏈"計劃拉開了帷幕。
今年6月13日,SpaceX獵鷹9號火箭成功發射第九批"星鏈"衛星,本次共搭載58顆小衛星,"星鏈"衛星在近地軌道上的總數超過了500顆。
一箭搭載60個衛星的進度將超過SpaceX部署衛星進程的預期。這對於其他國家來說只是其中一個夢魘,更為刺激的是,2019年10月,SpaceX的"星鏈"計劃將衛星發射總數量從1.2萬顆更新到了令人咋舌的4.2萬顆,按照計劃日程,2020年底前共有800顆衛星為北美地區提供網際網路骨幹網服務。
4.2萬顆是個什麼概念呢?目前,人類發射的仍然在軌的衛星數量僅為2000顆左右,若4.2萬顆衛星飛天成功,分布在離地表500多公裡的近地軌道,使得太空的衛星密度提高20倍,衛星間的平均距離在240公裡左右,將近地外太空分割成北京城大小的區域,實現全球範圍內的無死角精準定位。
精準定位將利好馬斯克的電動汽車業務,低軌衛星網絡將為自動駕駛的特斯拉提供高精定位服務,實現導航增強功能,滿足自動駕駛對於複雜路況的及時反饋需求。
最難開發的市場也是潛力最大的市場
全球96%的人口生活在擁有移動蜂窩網絡覆蓋的地區,其中有 90%的人使用3G及以上的網際網路。但是全球有半數人口未接入網際網路,原因之一在於現有網絡資費昂貴,貧困地區人口難以負擔。
數據顯示,截止2018年年底,全球39億人接入了網際網路,接網率為51.2%。在所有國際電聯區域中,非洲報告的增長率最為強勁,其中使用網際網路的人口比例從2005年的2.1%增加到2018年的24.4%,儘管增長速度肉眼可見,但網際網路在非洲的覆蓋集中,大部分非洲人口依然沒有接入網際網路,可謂前路漫漫。
航空、航海等領域有望成為最早的一批用戶
萬物聯網的時代,網絡服務成為反映企業綜合服務能力的指標之一,尤其對於民航企業。未來低軌網際網路星座有望成為航空公司提供Wi-Fi服務的另一選擇。2018年,全球航空公司運送旅客44億人次,部分航空公司藉助高軌通信衛星提供機載Wi-Fi,表現出速度慢和流量限制等問題,而多數航班在提供機載Wi-Fi上有心無力。低軌網際網路星座建成後,預計將和高軌通信衛星產生競爭,低軌網際網路星座有望憑藉更優異的網絡表現爭奪市場。
2019年初全球總共有95402條航運船,航運船上的海員上網主要通過海事衛星,而上網普及率較低。2019年全球郵輪乘客人數達到3000萬,比上一年增加近200萬,郵輪乘客對網絡需求較為旺盛。航運船與郵輪對網際網路接入需求較為強烈。
政府、國防訂單將是星座運營的重要基石,軌道資源的爭奪成為各國焦點
低軌網際網路星座可提供全球性不間斷連續通信服務,可作為政府應急以及國防通信的重要補充手段,政府、國防訂單將是星座運營的重要基石。
傳統衛星體積大,覆蓋面廣,但距地表遠、高延遲、連接不穩定。低軌衛星距地表近,覆蓋範圍有限,但由多個衛星連接而成的星座可以兼顧到低延時和廣覆蓋的要求。近地軌道資源基本是"誰先佔誰所有",目前國際衛星通信界和聯合國也奉行這一原則。對於近地軌道優質頻段的爭奪成為大國間的戰略性布局,各國都顯得劍弩拔張。
國內低軌網際網路星座建設迫在眉睫,重點關註上遊製造業
衛星發射的後發劣勢十分明顯,當前,以SpaceX和OneWeb公司為代表的低軌網際網路衛星星座企業已經進入了衛星大批量部署階段,其衛星星座規模龐大,將佔據寶貴的空間軌道頻率資源。我國亟需加快低軌網際網路衛星星座的建設,推動衛星產業鏈的發展。
國內的國營企業和民營資本在低軌網際網路星座建設上表現積極。2017年,中國推出了自己的"星鏈"計劃——虹雲工程,該工程由中國航天科工執行;中國航天科技集團推出鴻雁星座計劃,在2022年建成由60顆衛星組成的通信網絡;二期計劃到2025年部署320顆衛星,構建"海、陸、空、天"一體的衛星通信與空間網際網路接入系統,實現全球任意地點的網際網路接入;民營商業航天公司中,九天微星的物聯網星座則包含72顆衛星。
低軌網際網路星座產業鏈上遊為衛星及地面系統製造、運載火箭製造、用戶站製造,衛星運營為中遊,電信運營等衛星應用為下遊。
低軌網際網路星座首先要建設的是衛星,因此衛星製造產業鏈和運載火箭產業鏈將率先受益;地面系統與衛星同步建設或緊隨其後,包括信關站、測控站等。衛星星座和地面站建設完成系統可以提供服務後,用戶站製造將開始放量。最後是衛星運營商的客戶規模逐漸擴大。
然而,在建成全球網絡無死角覆蓋的同時又衍生出許多問題。數量龐大的衛星在有限的空間資源上運動,一旦發生一起碰撞事故,就會導致多米諾骨牌效應,最終形成無數空間碎片。這種災難所帶來的危害是及時性的也是延時性的,使得當前人類無法再使用衛星服務,更會阻礙未來人們對太空的探索。2019年9月,Starlink的一顆衛星與歐洲航天局的一顆氣象衛星擦邊而過,為此人們都捏了一把冷汗,這使得我們意識到還完全沒有做好準備,維持如此大量的衛星在軌運行,一套完善的衛星管理系統是衛星發射和運行的重要保障,顯然,我們還未曾擁有這樣的系統。另外,一些來自學界的研究者對這項計劃非常不滿,原因在於大量衛星會對天文學的研究造成幹擾。
外界對"星鏈"計劃的異議,是為各學科的共同繁榮發展發聲、也是人們心系未來發展的表現。但我們無法否認,"未來十年內,這些巨形衛星網際網路星座的命運將決定地球軌道空間的未來。"
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