SpaceX提速星链计划,上万个卫星“磨刀霍霍”互联网

文丨紫金山科技

SpaceX的龙飞船载着两位宇航员成功进入太空时,这个人类航天史上首次实现的商业载人发射,像是马斯克提前送给自己的一份“六一节”厚礼:现场视频里,手舞足蹈跳着转圈圈的他,高兴得像一个孩子。

网友打趣说,这个来自火星的男人,终于有机会实现回家的梦想了。

在多个国家掀起种族歧视抗议活动之际,航空史上的这次突破重新点燃了人们的希望和激情。龙飞船进入太空后即有消息传来,SpaceX和太空旅游公司Space Adventures签下合约,双方计划在2021年年底至2022年年初启动商业太空游项目。

届时,龙飞船上可搭载4名经过严格训练的游客,每次可以在轨道中停留5天。

当然费用也是不菲的,一张“船票”可能高达5200万美元。毕竟,从成立SpaceX到此次成功发射的六年时间里,巨大的技术和工程挑战已经让这一项目烧钱无数。

而在特斯拉汽车已经行驶在全球各地、龙飞船载人进入太空后,马斯克的第三个疯狂梦想也开始提速:

他计划用42000颗卫星,覆盖全球的各个角落和人群,打造一个无缝的太空互联网。

但这一个领域已经风生水起的玩家,并不是只有他的SpaceX。

用卫星,搞一个太空互联网?

无论是自动驾驶汽车,还是商业载人火箭,对一个创业公司来说,想做好任何一样都是巨大的挑战和投入。

显然,马斯克太另类了。除了率先把这2项巨大挑战变为了可能,他还实施着第三个疯狂的梦想——即他五年前宣布的卫星互联网服务计划。

一开始,被命名为“星链”(Starlink)的这个项目的计划是将约1.2万颗通信卫星发射到轨道,其中1584颗将部署在地球上空550千米处的近地轨道,让这种新一代卫星网在全球范围内提供更好、更快、更低成本的互联网服务,特别是为那些无法连接到互联网的人们提供可靠而低价的服务。

一个月之前的4月23日,SpaceX成功地用一枚火箭就送了60星上太空,迅速使其在太空的卫星累计达到了422 颗,超越了任何国家和卫星公司,成为世界上拥有卫星最多的组织。

按照SpaceX最新披露的计划,最终目标是在十年内发射总数多达42000万颗的卫星,编织成一个无缝的太空互联网。

42000颗卫星什么概念?这是人类有史以来发射的卫星总和的10倍,在很多图片里,地球外围看起来将密密麻麻。

马斯克敢玩这么大,很多分析称,是因为卫星互联网的市场回报也很大。

一开始,他提出12000颗卫星环绕成地球外围互联网的计划很多人是相当质疑的,毕竟,即便有这样的建网能力,把这么多卫星送上太空成本也太贵了,这完全不同于地球上建基站,是!用!火!箭!的!

但2020年人们的质疑得到了答案,这个“疯狂”的马斯克,不仅让SpaceX解决了火箭打造、升空等巨大挑战,猎鹰9 号火箭更实现了可回收设计,利用可重复使用的火箭助推器等昂贵部件,极大降低了将卫星送入太空的成本,这也是历史上第一枚可多次重复使用一级助推器的液体燃料运载火箭,推翻了运载火箭只能一次性使用的思维定势。

一次送上太空几十颗卫星,火箭还能垂直回收多次利用,这一突破,除了带来卫星上天成本的极大改善,也彻底改变了国际商业航天的市场格局。

60颗卫星被送上太空那天,马斯克发了一条推特,公布了卫星互联网计划的最新目标:三个月后开始Starlink内测,六个月后开始公测。

据悉,在高纬度地区,星链服务将在今年提供给加拿大和北美客户,并在2021 年进一步扩大服务范围至世界其他地区。

马斯克的野心其实有着巨大的市场缺口做背景。

根据世界银行发布的数据,截至2019年底,人群密度较低的农村、高原、海洋等偏远区域,全球还有约36亿人口无法接入互联网,再加上海洋、山区的作业和科考,全球实时金融服务等市场需求,卫星互联网能提供“高速率、低延迟”的互联网接入服务,单个卫星覆盖的面积更大,用户数量更多,实现起来要比传统光纤方式更容易,甚至人均费用更低。

现实的市场需求也有据可循:根据欧洲咨询公司预测,2019-2024年,全球固定卫星服务的航空宽带服务收入年复合增长率为28%;其中,使用固定卫星通信服务的航空终端年复合增长率为17%,海事终端数量年复合增长率为12%。

按照《华尔街日报》帮马斯克算的账:如果一切按照SpaceX计划,预计到2025年,其卫星互联网服务的用户将超过4000万,当年收入就会达到300亿美元。

纳入新基建,我国升级卫星互联网战略地位

就在4月23日马斯克发布那条卫星互联网内侧、公测的推特时,同一天,我国商业航天企业也首次实现了3分钟以上的卫星视频通话——中国商业公司自主研发的首颗低轨卫星验证了其通讯能力。据媒体介绍,这不仅是中国首颗通信能力达10Gbps的低轨宽带通信卫星,也是全球首颗低轨高频毫米波卫星。

这一标志性事件的3天前,4月20日,国家发改委首次将卫星互联网纳入我国“新基建”范畴,自此,卫星互联网在我国上升到国家战略高度,融入遥感工程、导航工程,成为我国天地一体化信息系统的主要一环。

在赛迪顾问物联网产业研究中心近期发布的“中国卫星互联网产业发展白皮书”中显示,截至目前我国星座计划中组网数量在30颗以上的低轨卫星项目已达10个,规划总卫星发射数量达到1900颗。

很多人会疑惑,卫星互联网投入如此巨大,会与当下的光线通讯、4G/5G重合竞争吗?事实上,并不会。

如白皮书中所说,地球上超过70%的地理空间、涉及30亿人口未能实现互联网覆盖,这才是卫星互联网瞄准的市场,除了偏远地区的网络覆盖,海洋作业及科考、灾备、航空等,都是卫星互联网的重点应用领域。

准确说,由于地面互联网依赖陆地基站以及海底光纤光缆,这些基础设施的铺设受限颇多且成本极高,导致某些地区的互联网接入率极低。

所以,卫星互联网的组网目的并不是要替代地面基站或光纤,甚至替代4G或5G,而是作为补充,为网络难以普及的用户尤其是行业用户提供一种可选的、低成本的、更灵活的无线接入手段。

如政府通信与应急响应体系、远程教育和远程医疗、地面车辆交通互联等领域,包括机载应用、船舶运输、农业、渔业、林业和水利等,都是卫星互联网可以聚焦的细分场景。

在被纳入新基建范畴后,商业领域的很多企业开始兴奋:卫星互联网与工业互联网的很多产业实现融合,而且巨大的太空空间中有几万颗卫星可以布局,而且有望能实现市场回报。

按照北京大数据研究院智慧城市实验室主任、教授级高级城市规划师王鹏的预测,仅为地广人稀的地区、航空器、远洋船只、科考探险等场景提供价格可负担的通话和宽带接入服务一项,每年的市场规模就在300亿美元以上,收益足以覆盖星链的成本。而且这种场景几乎不可能以常规的光纤接入解决。

“太空之战”一触即发

虽然马斯克野心巨大,但显然,Space X并不是卫星互联网领域的唯一玩家。在其2015年发布星链计划后,全球互联网巨头、初创公司等纷纷申请各自的卫星互联网星座,借机抢占轨位和频段。有机构统计,全球宣布部署卫星互联网星座的公司已近30家。

Outernet提出要发射700颗左右的卫星,OneWeb也提出要发射上千颗卫星。此外,还有波音、ViaSat、Telesat、Audacy、Karousel LLC、Space Norway、Theia Holdings和LeoSat等,也在这个领域蓄势待发。

位置有限,先到先得。

我国也早在2016年“十三五”规划中就提出了建设“陆海空天一体化信息网络工程”项目,2018年,鸿雁、虹云、行云工程相继亮相,标志着我国新型卫星互联网也全面启动。

虹云工程是中国航天科工五大商业航天工程之一。2018年12月22日首次成功发射,作为我国首颗低轨宽带通信技术试验卫星,有效验证了低轨卫星互联网的技术途径。

截至今年5月份,已在预定轨道上飞行近5000圈,稳定运行超过8800个小时,执行超过5000条指令,完成180余次通信试验,开展20余次光谱测温仪在轨观测试验,获取了超过70GB图像数据。

这一工程还创造了首颗低轨宽带通信技术验证卫星、首套低轨宽带通信试验系统、首次验证星载相控阵跳波束宽带通信技术、首套经在轨验证的低轨宽带通信协议、首个低轨宽带相控阵用户终端等五个国内首次,为我国卫星互联网建设奠定了基础。

另一个“鸿雁星座”,是我国投资规模最大的国家级商业航天项目,一期预计投资200亿元,在2022年建成由60颗卫星组成的通信网络;二期预计2025年完成建设,通过数百颗卫星构建“海、陆、空、天”一体的卫星移动通信与空间互联网接入系统,实现全球任意地点的互联网接入。

2018年底,“鸿雁星座”首颗试验卫星“重庆号”成功发射,并计划在2020年7月再发射两颗试验卫星,对空间互联网系统关键技术进行在轨验证,对移动通信、宽带互联网、物联网、导航增强等功能进行示范验证,对商业模式展开积极探索。

上述白皮书还给出预计,到2029年,地球近地轨道将部署总计约57000颗低轨卫星,而低轨道轨位可用空间将所剩无几。

也就是说,届时,地球外围真正成为一个密密麻麻的卫星网。

届时,我国在其中参与程度几何?

按照4月份资本机构的一份“卫星互联网投资全景解构”预测,我国2022 年共计在轨低轨卫星规模800余颗。随着产业链各环节技术成熟及成本下降,2027年我国低轨卫星网络总规模有望达到3950颗。

*部分数据参考:《中国卫星互联网产业发展研究白皮书》(2020年5月29日,赛迪顾问物联网产业研究中心与新浪5G联合发布)

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