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SpaceX成功发射星链卫星:是什么让谷歌们纷纷想
发布时间:2019-06-14

  5月24日,马斯克掌舵的SpaceX发布消息称,“猎鹰-9”号运载火箭成功将“太空星链”首批60颗卫星送入轨道。太空星链是 SpaceX 正在筹划的卫星星座项目。根据美国联邦通信委员会的批准文件,SpaceX 计划在2020年代中期之前在三个不同高度的轨道上部署近12000颗卫星,通过低地轨道卫星群,提供覆盖全球的高速互联网接入服务。

  当下,大部分网络的连接来自陆地和海底光纤电缆。但在一些光纤无法覆盖的地方,比如雪山、海洋等地方,则只能采用卫星,比如海事卫星通信,但这种方式成本过于高昂,无法提供大面积传输服务。

  在空中布设卫星,是一种新的网络搭建方式。但卫星互联网服务是一场考验资金实力的跑。即便是SpaceX的星链网络,也需要10多年才能构建完成,预估耗资100亿美元。SpaceX也在声明中写道,“尝试星际飞船和星链星座这两个项目中的任何一个都会使其他公司破产。”

  因此,马斯克投入如此多的时间和金钱,如果只是为了让没有网络覆盖的人上网,那成本和代价都过于高昂了,因为卫星互联网并不是所有方案里最可行和成本最低的。那么,马斯克布局星链的真实意图是什么?我们不得而知。

  但瞄准这块领域的不只SpaceX。Google 计划用热气球搭建一个无线网络,为全球提供互联网连接。Facebook 也在 2015 年推出了 Aquila 计划,利用无人机提供网络覆盖。但在卫星星座的布局上,SpaceX 目前的主要竞争对手是 OneWeb。亚马逊也加入了这场竞争,推出了卫星星座计划 Project Kuiper。

  在这次SpaceX的发射中,我们注意到一个小细节——“猎鹰-9”号运载火箭起飞9分01秒后,一级火箭成功降落于大西洋“Of Course I Still Love You(我当然还爱着你)”号回收船。这个名字源自Iain Banks的科幻小说《The Player of Games(游戏玩家)》,他也是马斯克最喜欢的科幻作家之一。

  马斯克曾表示,希望自己在火星上寿终正寝。从重型猎鹰火箭的成功飞行到“星舰”飞船的研发,再到现在的太空星链,他正在一步步接近这个梦想。他的存在,让更多人看到了商业航天的希望,4887铁算盘,也鼓励了更多人加入到了对这个领域的探索之中。对太空的探索,不应该只是由国家发起,越多人加入,我们对世界的了解也就越多。以下,Enjoy:

  此前,因风向不利和软件更新的原因,SpaceX 星链发射任务两度延迟,美东时间 5 月 23 日下午 10:30,在佛罗里达州卡纳维拉尔角 Complex 40 发射台,整装待发的 60 颗星链终于随猎鹰 9 号火箭成功发射。

  猎鹰 9 号发射约 9 分钟后,一级火箭成功降落在 Of Course I Still Love You 海上驳船。这是猎鹰 9 号 B5 型火箭的第三次发射和第三次回收。

  猎鹰 9 号升空后,会在距地 440km 星箭分离。接着,卫星再用霍尔推进器爬升到 550km 轨道。最终,卫星会展开折叠起来的一整块太阳能板。

  直播画面没有展示卫星的部署过程,但埃隆·马斯克在美东时间 5 月 15 日的媒体电话会议里描述道,精确布置的星链卫星随着火箭的旋转,以不同的时间和速度飘出存放槽,这个过程「看起来就像是在桌子上铺开一副牌」。

  星链是 SpaceX 正在筹划的卫星星座(Satellite Constellation)项目。根据美国联邦通信委员会(FCC)的批准文件,SpaceX 计划在 2020 年代中期之前在三个不同高度的轨道上部署近 12000 颗卫星,通过低地轨道卫星群(相比国际空间站,这些卫星离地球更近),提供覆盖全球的高速互联网接入服务。整个计划预计需要约 100 亿美元的支出。

  两周前,马斯克就在 Twitter 上曝光了这些卫星的细节。60 颗卫星堆叠在一起,封装在整流罩内,每颗星链卫星重约 500 磅(227 公斤),整重将达到 18.5 吨,是迄今为止 SpaceX 发射的最重载荷。

  另外,SpaceX 总裁兼 CEO Gwynne Shotwell 月初表示,这批卫星并没有搭载星间通讯载荷。也就是说,这 60 颗 Starlink 卫星配置不全,和去年 2 月发射的 Tintin A \/ B 两颗卫星一样,属于试验卫星。

  但这批卫星的发射和运行结果,却将影响 SpaceX 对于星链计划的推进。Shotwell 表示,除了这次发射,SpaceX 今年还将为星链计划发射 2-6 次,发射次数根据首批 60 颗卫星的情况而定。

  马斯克还指出,至少需要再发射 6 次(每次发射 60 颗卫星)才能提供「较小规模」的互联网覆盖服务,再发射 12 次才能提供「中等规模」的互联网覆盖。

  按照 FCC 的文件,SpaceX 在部署 800 颗卫星后将开展商业服务。马斯克在上周的媒体电话会议中表示,每颗卫星的功能性带宽为 1 Tbps(Terabit per second),Business Insider 指出,这足以同时为 40000 人提供 4K 级别的流媒体视频服务。

  早在 2015 年,马斯克就提出了建设全球卫星互联网的计划。到了去年 3 月,SpaceX 获得了 FCC 对星链项目的批准。具体来说,SpaceX 将首先在距地 1150km 的轨道部署 1600 颗卫星(后修改在 550km 部署 1584 颗),和在 1110-1325km 部署 2825 颗卫星。以上属于 SpaceX 的 LEO 星座部署,选择的是 Ku \/ Ka 频段。将这部分卫星部署在较高轨道上,可以更好地实现信号的覆盖。

  去年 11 月,SpaceX 追加部署 7518 颗卫星,选择的是更低的 340km 轨道,使用 V 频段。在较低轨道上部署卫星,可以实现信号的增强和更有针对性的服务。

  但 FCC 也有条件。FCC 要求 SpaceX 在 6 年内发射至少一半的第一期卫星(从现在到 2024 年 4 月,SpaceX 将需要平均每月发射 37 颗卫星)。如果未能按时完成部署,运营商所获授权将冻结在届时投入使用的卫星数量上。以及,SpaceX 必须在 2027 年 11 月之前完成 12000 颗卫星的组网工作。

  SpaceX 表示,初期部署 800 颗卫星上轨后,就能提供覆盖全球的宽带服务。为服务星链,SpaceX 在今年 2 月还宣布计划建立 100 万个地面站。地面站的作用是向卫星发射信号,同时接收由终端用户或其他地面站转发来的信号,以供终端用户联入星链。一旦获批,公司将从 2020 年开始部署地面站。

  按照 SpaceX 的规划,一远一近的星座布局能让通讯信号实现全覆盖、易接入的效果。马斯克在媒体电话会议中表示,未来每个星链卫星都会通过激光束连接到其他 4 颗卫星,这使网络能够以接近光速的方式在真空中传输互联网流量,比光纤电缆在地面上传输数据快近 50%。

  据 The Verge 报道,目前轨道上有近 2000 颗正在运行的卫星,但 SpaceX、OneWeb 等卫星互联网项目可能会使这一数字增加 4 倍。因为这个原因,FCC 也要求 SpaceX 解决环保问题。SpaceX 表示每颗卫星使用寿命 5 年,到时候可自行拆解,坠入大气层烧毁,不会变成危险的太空垃圾。

  SpaceX 除了能发射火箭,也能制造火箭,这降低了星链计划的发射成本。火箭的回收和复用也达到了这个目的。但要实现整个星链项目,预计支出可是 100 亿美元,SpaceX 仍面临着成本控制上的挑战。

  今年 1 月,SpaceX 表示将做出裁员 10% 的「战略调整」(公司有 6000 名员工),公司在声明中表示,「为了继续为我们的客户提供服务,并成功开发星际飞船(Starship)和星链星座,SpaceX 必须成为一个更精简的公司……尝试星际飞船和星链星座这两个项目中的任何一个都会使其他公司破产。」

  据 Ars Technica 报道,SpaceX 此前申请 7.5 亿美元贷款,但由于没有得到预期优惠锐减至 2.5 亿美元。

  但上周,马斯克在媒体电话会议告诉 CNBC 记者 Michael Sheetz,SpaceX 最近的筹款活动「已被超额认购」,他表示,SpaceX 拥有生产和发射足够的星链卫星以建立星链网络所需的资金。

  让还没有接入互联网的人成为互联网用户,这是 SpaceX 的机遇,同时也是星链计划的「入场券」。在 SpaceX 为星链申请时,FCC 主席 Ajit Pai 曾敦促其他几位委员支持太空探索公司的申请,声称这有助于让美国乡村和欠服务地区也能用上互联网。

  据在线统计数据门户 Statista 提供的数据,全球 75 亿人口中,大约只有 45% 可以接入互联网。大部分网络的连接来自陆地和海底光纤电缆,但这些基础设施的铺设又受限颇多,这导致有些地区的互联网接入率非常低。

  比如,2016 年非洲东北部的厄立特里亚国只有 1.2%,作为对比,冰岛是 98.2%。而在空中布设卫星,就能覆盖全球每一个角落。让未接入互联网的人也卷入互联网浪潮,背后将是不可估量的商业价值。

  为全球提供互联网连接,Google 和 Facebook 也早有所行动。

  2013 年 6 月份,Google就推出过一个「用气球上网」的项目——Project Loon,计划用热气球搭建一个无线网络,为全球提供互联网连接。

  Facebook也在 2015 年推出了Aquila计划,利用无人机提供网络覆盖。值得一提的是,Facebook 有了更快的进展。上个月的 FCC 文件披露了 Facebook 的子公司 PointView Tech LLC 将要开展的卫星星座计划。这个公司的试验卫星 Athena(雅典娜)甚至比星链试验星数据传输速度还要快 10 倍。

  但在卫星星座的布局上,SpaceX 目前的主要竞争对手是 OneWeb。

  OneWeb 计划在 2019 年底前发射约 150 颗卫星,2020 年部署 300 颗后开始提供商业服务,2021 年完成前期 648 颗卫星的部署。它的星座规模至少有 2560 颗卫星。软银、维珍、空客、高通等已为 OneWeb 卫星星座项目投入 20 亿美元。

  今年 2 月,OneWeb 已经成功发射首批 6 颗卫星,卫星搭载的火箭从属于法国阿丽亚娜航天公司(Arianespace)。「我们预计,随着首次成功发射,我们的第二轮卫星发射将在今年第四季度启动。」OneWeb CEO Adrian Steckel 表示,「在接下来的两年内,我们将每月发射一次卫星。」

  至于 OneWeb 的商业化,在今年 2 月底举办的 MWC 大会上,这家公司宣布了首批客户合同。OneWeb 将为主要在非洲和中东运营的网络运营商 Talia 提供跨越多个地区的消费者宽带和社区 Wi-Fi 服务。OneWeb 的目标是到 2023 年为 Talia 的所有市场提供卫星互联网接入服务。

  在与意大利电信服务供应商 Intermatica 签订的另一份合同中,OneWeb 将协助其进行互联网连接。但 OneWeb 不愿透露这些交易涉及的具体金额。显然,SpaceX 也可以通过这种服务模式获得收入。

  还有一个刚入局的玩家值得注意。《MIT 科技评论》在上个月初介绍了亚马逊的卫星星座计划 Project Kuiper。据亚马逊提交给 FCC 的申请文件,这个电商巨头想要在三个不同的轨道高度上部署 3000 多颗卫星,并表示「这些卫星将为超过 95% 的全球人口提供互联网接入」。

  这则报道发布后,马斯克在 Twitter 上 @ 了贝佐斯,戏称对方是 copycat(跟风者)。更有意思的是,为了这个项目,亚马逊聘用了去年 6 月因进展不达预期被马斯克解雇的卫星部门副总裁 Rajeev Badyal 和几位核心成员。

  亚马逊驶入卫星互联网赛道,背后的动机耐人寻味。ARK Invest 分析师 Sam Korus 告诉 CNBC,「如果全球人都能上网,那么电商、云端、互联网服务和亚马逊的其他业务的市场至少要翻倍。」风险投资公司 Space Angels 的 CEO Chad Anderson 则表示,「亚马逊的利润动机非常明确,就是 40 亿新用户。」

  去年 11 月,它宣布成立 AWS Ground Station 业务部门。这个部门将在全球建立 12 个地面站,这些基础设施将为在轨卫星之间的数据传输提供连接点,还可从卫星直接下载数据到 AWS 全球基础设施区域,为客户提供数据存储、分析等服务。

  而星链也同样具备这种将互联网接入和公司其他业务的捆绑起来的能力。如果星链成功,也将增强特斯拉的竞争力。覆盖到位的卫星网将为车主打造一个更强大的车联网。

  据摩根士丹利称,卫星宽带行业(satellite-based broadband industry)2018 年的营收只有 40 亿美元,但随着网络规划的落实和消费者上网习惯的改变,该行业的营收到 2024 年该行业的营收预计将增至 220 亿美元,到 2029 年将增至 410 亿美元。而《华尔街日报》认为,到 2025 年星链用户将超过 4000 万,带来的收入可达 300 亿美元。

  按照马斯克的最新说法:「全球互联网连接收入总额(每年)约为 1 万亿美元,我们认为 SpaceX 可以获得其中的 3%(300 亿美元),或者 5%。」他同时还透露,未来 SpaceX 的商业发射收入将达到 30 亿美元,作为对比,全球著名投行 Jefferies 的最新报告显示,SpaceX 在 2018 财年的总业务收入为 20 亿美元。

  在上周的媒体电话会议上,马斯克除了表明星链项目所需资金充足,还表示,「我们相信可以利用星链获得的收入为星际飞船项目提供资金。今晚开码结果,」同时,SpaceX 正在快速推进星链,将卫星的生产和发射速度提升到每年 1000-2000 颗。

  马斯克还表示,他不认为星链「将会取代」传统的地基(ground-based)电信网络,他认为天基网络「将与电信公司达成良好合作」,因为它覆盖到了人口稀少的地区。虽然星链「尚未与任何客户签约」,但马斯克表示,SpaceX 正在与「可能的战略合作伙伴」进行谈判,例如电信公司。

  关于轨道安全,马斯克则表示卫星上有很多新技术,它们可以「自动绕任何轨道碎片移动」避免在太空中发生碰撞。

  而关于消费者最关心的问题——星链卫星如何提供服务,马斯克表示星链终端看起来就像一片「薄披萨」,「它指向天空就能良好运作」,通过电子控制波束来「找到卫星」。你「甚至不会注意到它在不同卫星之间切换的活动」,「这些都是最前沿的。」马斯克说。

  如果在火箭不存在重大问题,发射没有较大程度的延误,用户终端的量产也顺利的线 个月内,第一批客户就能接入星链服务。马斯克还在电话会议里透露,上轨的星链卫星达到 400 颗时,公司将会考虑在今年底或者明年初提前开始销售「初始」(initial)服务。


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