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低轨道星座的摇滚时代

让世界另一半人口可以上网。

     很难想象,在互联网如此发达的中国,网络覆盖率在2015年才首次超过50%。而在世界范围内,这一比例在2018年仍未超过50%。

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     这意味着在2015年之前,我国有超过一半的人口不能使用互联网。

     虽然在光纤和移动互联网的帮助下,我国目前网络渗透率已经超过了50%。但在光纤难以架设的地区,例如空中、海上、牧区、沙漠,包括运行的高铁中,用户很难获得良好的信号。世界范围内的很多公司希望利用卫星作为通讯工具来解决这个问题。但利用距离地球超过35400km的高轨卫星进行通讯,不仅高延迟导致效果并不理想,其成本也让人咋舌。因此,它们将希望寄托在距离地面200~2000km的低轨卫星上,从而实现更全面的用户覆盖。

     脸书(Facebook)最近开始了尝试。7月23日,外媒《连线》(Wired)证实脸书决定在2019早些时候发射一颗低轨宽带卫星,项目代号为“雅典娜”。脸书发言人表示虽然尚无具体计划可透露,但他们相信,卫星技术将推动下一代宽带基础设施,并把互联网带入传统手段难以覆盖的区域。

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     根据脸书提交的文件,这是一颗测试卫星,将运行在距地500km-550km的低轨太阳同步轨道。

     在美国,宽带卫星的发射需要经过美国联邦通信委员会(FCC)的批准。在脸书的计划披露前,OneWeb和SpaceX的低轨宽带卫星发射计划已分别在2017年6月和2018年3月获得了批准。它们都计划提供全球卫星互联网服务。

     在我国也有类似的低轨宽带卫星计划。早在2014年10月,清华大学联合民营企业力量发射“灵巧”卫星就已完成了在轨测试。随后,中国航天科技和航天科工集团分别发起了“鸿雁星座”和“虹云工程”。前者由300颗低轨卫星构成,后者则由156颗低轨卫星组成,预计2022年前组网成功。民营企业银河航天也准备发射千百颗通信卫星,在500km-1200km的近地轨道组成一个名为“银河Galaxy”的星座。

     低轨道单颗卫星的成本已经得到了控制。通信领域专家王激扬和黄曜明认为,低轨道卫星的设计寿命远小于传统卫星,可采用更商业化的器件而非军工器件,并且可以全自动流水线生产。这使得单颗卫星成本降至50万美元/颗左右。

     但若要组成星座,需要数以千计的卫星。原则上,卫星轨道越低,覆盖全球所需数量就越多。例如,OneWeb除了FCC授权发射的720颗低轨卫星,还计划追加1260颗卫星。SpaceX的星链(Star )星座计划在距地1110km-1325km的轨道上,发射4425颗卫星。而如果脸书打算建设星座,同样需要巨大的成本投入。

     根据资料,Star 星座预计总耗资约100亿美元。OneWeb虽然未透露其项目成本,但二者均已受到了资本的强烈追逐。软银在OneWeb上的总投资已经超过了10亿美元,它也因此成了OneWeb的最大股东。而航天科工集团也透露,其对包括虹云工程在内的五大商业航天项目将投资超过千亿元。

     资本的投入意味着潜在价值。一位长期研究空中WiFi的业内人士分析,拿我国航空旅客运送的体量来分析,其带来的空中WiFi市场就是片蓝海。2016年我国全年旅客吞吐量达10.16亿人次,如果70%愿意付费算,也有7亿人次使用。在目前空中数据流量单价不低的情况下,空中WIFI有望创造一个百亿级市场。

     由卫星带来的互联网还有可能改变人们的生活方式。由于偏远地区也可被网络覆盖,甚至可能让一些家庭和中小型企业产生“远离城市”的想法。

     软银创始人孙正义也从不掩饰对这类项目的兴趣。孙正义形容 OneWeb 的技术是“一根从太空直接接入到地球的光纤”,通过卫星连接提供海量互联网服务。“想象一下,家里的光纤和太空信号相连,下载速度达到200兆,上传速度达到50兆。到时候,卫星信号将无所不在,当然也能帮助汽车联网。”

     除了软银外,活跃在国际商业航天领域的企业还有腾讯。2017年6月,腾讯以2700万美元领投太空科技公司“Satellogic”,此前其还投资了物流运输公司Moon Express、太空矿业公司Planetary Resources。

     在资本的帮助下,低轨宽带卫星的发展带动了上游经济。拿SpaceX举例,即使理论上每次发射可携带140个卫星,全部发射4425颗卫星预计将创造32次火箭发射机会。生产方面,OneWeb透露其建设的工厂需要全面提升产能,将雇佣250名生产人员,把生产速率提升至每天可组装2-3颗卫星。

     对比而言,在“鸿雁”和“虹云”和“银河Galaxy”项目中,真正独立的商业化力量只有“银河Galaxy”,航天商业化程度仍有很大提升空间。对此,“虹云工程”总设计师向开恒透露,已经陆续有民营企业和“虹云工程”建立合作关系,“我们的操作会灵活很多,我们可以提供一些技术支持,甚至一些专利,都是有可能的。” 

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