要WiFi还是要星空?马斯克的“星链”计划惹争议(2)

光山新闻网 林晓舟 2020-05-16 14:15:26
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  青年航天学者毛新愿目前从事低轨卫星精密定轨和卫星导航系统等领域的博士后研究。他告诉《中国新闻周刊》,现在城市居民花费很少的钱就可享受便捷且快速的网络服务,所以这类通信卫星不会冲击现有光纤网络和4G/5G等基础通讯网络,而是弥补传统通信方式无法覆盖到的地方,比如大洋上的货运船、天空中的客机、南北极科考站等特殊位置。

  美国《麻省理工科技评论》近日发布的2020年十大突破性技术中,大型卫星网络占据了其中一席。这个领域的主要玩家包括SpaceX、OneWeb、亚马逊和Telesat等科技企业。该期刊认为,2020年大规模卫星网络的影响,将在今年凸显出来。与此同时,天文学家和关注太空交通管制的专家们对这些庞大的卫星网络负面影响的担忧和抱怨可能会越来越强烈。

  致力于“不破产”

  2015年初,两名太空企业家在同一周先后宣布了进军卫星互联网业务:一个是伊隆·马斯克,另一位是英国维珍集团董事长理查德·布兰森,他投资的项目便是后来成为星链劲敌的OneWeb。

  《麻省理工科技评论》认为,与过去以展示国家实力和声望为动机不同,如今,实用主义正在驱动太空领域的发展。据美国商务部估计,太空市场的价值已达3250亿美元,20年后可能会超过1.5万亿美元。以“星链”项目为标志的通讯基础设施、太空旅游、太空采矿等许多其他服务都有潜在的巨大利润。

  卫星产业赛道上,一个重要的应用场景是通信。传统卫星信号最大的问题是延迟,这是因为大部分通信卫星都在距离地球赤道35786公里的“地球静止轨道”上,这段距离足以造成超过半秒的延迟。

  “高轨道卫星离地球太远,因而到达地面时信号很弱,高带宽数据如上因特网或者看视频时,需要一个至少3米大的地面天线来接收信号。”哈佛大学天体物理学家乔纳森·麦克道尔告诉《中国新闻周刊》。

  毛新愿则解释说,高轨卫星、尤其是地球静止轨道通讯卫星,还存在诸多壁垒。一方面,这些卫星重达几吨,技术含量高而且非常昂贵,因此存在很高的技术门槛,另一方面,这些轨道是人类航天最宝贵的轨道,对于部署卫星数量会进行严格限制,分布过密的卫星也会干扰信号。

  在这种情况下,卫星数量多、信号强度高的低轨卫星互联网就成了近年航天领域的热门。毛新愿说,卫星互联网具有很高的商业价值,除了用于通信,还可以参与导航定位,通过辅助北斗系统这类高轨卫星来提高定位精度,同时,还可以在载人航天、各类勘探、气象研究、遥感等科学类项目中发挥作用。但因为一个近地轨道卫星只能负责地球一小部分的通信,所以要实现全球覆盖,需要很多卫星。

  早在1990年代,就有企业开始涉足太空互联网项目。美国曾经的通信巨头摩托罗拉公司于1987年提出了“铱星计划”,曾发射了66颗卫星。

  毛新愿说,1990年代,火箭发射一次大约是3000万美元,但发射卫星数量只有几颗,完全不同于现在一次搭载60颗卫星的做法。在这种高昂的成本下,为了维持运营,铱星收费远远高于预期,用户数量随之急剧下降,最后项目破产。同一时期,由比尔·盖茨支持的Teledesic项目也在成本飙升和投资者资金枯竭后,于2002年申请破产保护,当时Teledesic只发射了一颗卫星。

  而现在,卫星互联网项目的成本正在随着量产、可回收火箭等技术改进不断下降。毛新愿算了一笔账。按SpaceX此前说的每颗卫星100万美元的制造成本,随着量产,一颗卫星成本50万~100万美元;最昂贵的成本来自发射,但由于SpaceX使用自己制造的火箭,且可复用,因此一次发射60颗卫星的总费用约3000万美元,再加上发射场地、配套设施等等,他认为他们目前发射一颗卫星的平均成本在150万~200万美元之间。