星鏈很酷炫,但是既非民用,也不划算

2020-07-02 知道丶朝歌文化



2019年10月22日SpaceX 公司 執行長 埃隆·馬斯克在其推特上發布了一條特殊的推文,內容為「通過星鏈(starlink)衛星發送了這條推文。」隨後,他又發布了一條「哇,成功了!」這是通過星鏈衛星發布的首條消息。


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什麼是星鏈呢?


簡單來說就是希望通過超過 4 萬顆中低軌道的地球衛星,實現覆蓋全球的太空網際網路,可以在全球範圍內提供低成本的網際網路連接服務。


所謂字少事大,4萬顆中低軌道衛星意味著什麼呢?基本上咱們這個地球大概會成為下圖中這個樣子。


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事實上,目前繞地飛行的衛星大概有5000多個,這還不算其他超過15000個太空垃圾,這麼多東西在天上飛,會出亂子嗎?


首先我們把視角聚焦在近地軌道,這裡就是距離地面2000公裡以內的區域,也是衛星密集區。截止到今年3月份,我國在這裡有260顆衛星,俄羅斯有1066個,美國1449個。再往外走,距離地面2000——35000公裡範圍內的中地球軌道,我國有37顆衛星,俄羅斯有183顆衛星,美國有169顆衛星。


最後就是在距離地面35786公裡的位置,有一些衛星的軌道傾角為0,這裡也稱作地球靜止軌道,這裡的衛星處在赤道平面上,和地球同步轉動,這裡我國有33顆衛星,俄羅斯有26顆衛星,美國有67顆衛星。國際通訊聯盟ITU負責分配衛星在這裡的位置。


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這裡附上一張中美俄三國這些年發射衛星的數量情況,可以看到雖然總數上美俄仍然佔據優勢,但是俄羅斯基本在吃90年代的老本,相反中美的競爭可以說是愈演愈烈。


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目前,沒有哪個國家或者政治實體擁有太空管轄權,國家邊界和政治邊緣都未超出地球大氣層,太空可以說是一片真正的「狂野西部」。


就在星鏈第一批60顆衛星升空時,其中一顆「星鏈」衛星差點撞上了歐洲航天局的一顆地球觀測衛星。而在2009年2月10日上午11時55分,美國銥星33與俄羅斯已報廢的宇宙-2251衛星就在西伯利亞上空發生相撞,這是歷史上首次衛星相撞事故。


當然,衛星相撞都是小概率事件。


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目前來看發射的衛星數量遠沒有達到飽和點,人類從上世紀50年代開始發射衛星,到當前只發生了一次衛星相撞事件,但相撞的原因也不是因為太空衛星飽和,更不是因為軌道擁擠。


世界各國在發射衛星時,基本都會進行登記,且會進行相應的軌道計算,在各自固定的軌道上運行,各走各的路基本不會發生碰撞,除非軌道計算錯誤。


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雖然發生碰撞的概率似乎沒有那麼大,但這項計劃仍然是非常值得警惕的。近日,人民網報導稱,SpaceX宣布與美國軍方達成協議,使用SpaceX的星鏈衛星群為美國陸軍進行通信測試,美國空軍和陸軍已經在積極探索其應用,未來或有數萬顆衛星支持作戰。


很多人都以為馬斯克發射衛星是作為民用,這個就像當年的GPS,沒有排除民用,而且歡迎民用,但是他最重要的目標是做軍用。密集的衛星通信網絡將是指揮無人機最好的解決方案,也是導航的最佳備份系統。


而且,這看似臉上寫著無敵的星鏈計劃,實則在民用領域,也有致命缺陷。


首先,個人用戶的成本到底會有多高還是未知數,星鏈計劃的用戶要用網絡的時候,需要買一個像披薩餅盒子那麼大的一個像衛星天線一樣的東西,那麼這個東西性價比會好嗎?建議都去諮詢下特斯拉車主。


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第二,延遲。一萬兩千顆衛星2/3在離地面550公裡的低軌道上,剩下的在離地面1200公裡的軌道上。如果信號從地面發送到衛星,是基站轉發,再通過它轉到另外一個地方,這一上一下,550公裡的時延大概將近4毫秒,1200公裡的延遲大概8毫秒。這樣的延遲無論是遠程駕駛還是遠程手術,都是不能接受的。


第三,一次60顆,一年56周,截止到 6月4號放了第八批上去,才完成了3.5%的發射量。一萬兩千億美金的成本,要在2025年才能達到4000萬用戶。2019年三大運營商的年收入是1.31萬億人民幣。如果到了2025年,中國運營商裡邊的1/40的用戶也就是4000多萬的人用,那麼按中國現在的資費標準,一年中國市場1/40的人能產生46億美金的收益,12,000億的投資,46億年收入,請問各位老闆,這合適嗎?


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好了,我們再說點題外話。20世紀90年代中期,美國軍方在很長一段時間裡都在採用「反應性思維」應對蘇聯。基本就是根據蘇聯在各方面的投入,列個購物清單,你造10支槍,我就造15支,你造飛機我也造飛機,好似小孩在下五子棋的時不斷往裡投子,只為了能夠堵死對方。


直到一份據說是很樸素的文件改變了這個情況,名叫《在持久的政治軍事競爭中同蘇聯在軍事領域進行角逐的戰略》作者就是時任五角大樓淨評估辦公室的安迪·馬歇爾,他將美國與蘇聯的軍備競賽,轉變成了軍事技術、科研能力的競賽。得益於美國更好的工業基礎與科研能力,恰好打擊了當時蘇聯的弱項。


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結果相信大家都知道了,雖然上述的「戰略」也只是原因之一。本質上星鏈計劃中並沒有包含太多技術創新,但終歸天空天網際網路是美國在技術上有比較優勢的一個解決方案,雖然我們不跟著跑也不行,可這是囚徒困境,但如果被美國帶到這個囚徒困境,就會形成騎虎難下的「贏者的詛咒」。


所謂競爭不應該是以自己付出慘痛的代價來實現一個不划算的目標,而應該是利用自己的優勢在不斷把對方的問題複雜化的同時,讓對手付出無法承受的慘痛後果。比如我們可以用少量的衛星給自己提供更好服務,而不是拼了命的展開全球競爭,從而完成技術過渡。再用真正的新技術,比如6G,牽著別人的鼻子跑。


欄目簡介

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知·道SET(Science,Education,Time)是一檔綜合科普欄目,內容包含天文、數學、物理、化學、地球、生命等學科,提供多視角,跨學科的科普內容,讓更多人提升對科學的認知和興趣。發現新知的同時,以科學的態度看懂身邊事。


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