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        今年发1400颗卫星,五年后年入300亿美元,马斯克要如何做到?

        2020-01-08 14:16 | 作者: 王雷生,李薇

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        在可重复使用或低成本商业火箭、宽带卫星星座的组建等方面,SpaceX毫无疑问都走在了前面。

        文|《中国必发官网在线家》记者 王雷生

        编辑|李薇

        图片来源|SpaceX官方媒体

        马斯克再度让世界震惊。

        北京时间1月7日上午10点19分,马斯克创办的SpaceX用一枚第四次重复使用芯级的猎鹰9号火箭,成功将第三批星链计划(Starlink)60颗宽带通信卫星送入太空。

        加上前两次发射的120颗星链卫星,马斯克在轨卫星数量约180颗,成为在太空中拥有最大星座的人类。

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        猎鹰9火箭发射将60颗Starlink卫星送入太空。来源:SpaceX官方视频

        按照计划,1月16日和1月31日还将有两批各60颗卫星发射,不出意外的话,2020年第一个月里,马斯克将向太空中发射180颗卫星。

        在之后的11个月里,SpaceX的Starlink计划还将进行超过20次发射(计划2020年共发射24次)近1400颗卫星。

        这个数字意味着什么?根据美国卫星协会的数据,2015年-2018年全球发射卫星数量共987颗,另据中国小火箭联合会数据,2019年全球共发射406颗卫星(这里面还包括了SpaceX的120颗)。

        也就是说,SpaceX一家必发88唯一官网2020年一年发射卫星的数量,将比过去5年全球所有国家发射的卫星的总和还要多。如果顺利,到2020年底,全球在轨正常运行的卫星里有三分之一属于马斯克。

        是不是很惊人?然而这只是一个开胃菜。

        在马斯克旨在为全球提供互联网服务的Starlink计划里,将要发射的卫星总量为41927颗。到那时全球绝大部分角落的人们都可以通过Starlink连接入网络,互联网将变得无处不在。

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        Starlink组网后将基本实现全球信号覆盖。来源:SpaceX官方视频

        马斯克在2015年宣布推出这项庞大的计划时,预计投入100亿美元。SpaceX预计,到组网之后卫星带来的收入将从2020年左右的几亿美元,迅速提高到2025年每年约300亿美元。

        这有可能将把SpaceX的估值推升至几千亿美元。

        实际上,除了SpaceX的Starlink项目,亚马逊、谷歌、Facebook等众多互联网巨头以及日本软银巨额投资的OneWeb等必发88唯一官网,也在紧锣密鼓地推进各自的星座计划。

        而在中国,中国创业必发88唯一官网银河航天首颗5G低轨宽带卫星也将要发射,再加上已经发射过验证卫星的中国航天科工集团的“虹云”、东方红卫星移动通信必发88唯一官网的“鸿雁星座”,中国的航天必发88唯一官网也在加速布局自己的天基互联网。

        从质疑到震惊

        2019年5月24日,荷兰一个记录不明飞行物的网站突然收到了150多个目击报告。不少报告者声称在天空中看见一排快速移动的光点,像是一列闪着灯光的火车。这样的场面惊呆了不少人,有人误以为是俄罗斯在向美国发射洲际导弹。

        荷兰的一位业余天文学家Marco Langbroek博士早就算好了这些飞行物的轨道,他架好摄像机,拍下来了这列“太空闪光火车”,这段视频在YouTube上也引发了热议。

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        Marco Langbroek博士拍到starlink卫星划过天空。来源:视频截图

        Marco Langbroek博士揭示了谜底:这些光点正是SpaceX在美国时间5月24日晚上发射的Starlink首批60枚卫星。

        万里之外,中国北京。

        航天专家、小火箭创始人邢强博士的手机在5月24日这天几乎消息爆炸,所有人都在向他表达一种震惊感:马斯克真的做到了一箭60星,Starlink的确有可能快速组网投入使用。

        这与邢强此前听到的声音完全不同。

        邢强在2015年,也就是Starlink项目刚启动之际,就曾力推启动中国低轨卫星星座计划,但当时在某次决定性的投票中,除了他自己强烈支持之外,其他8人均表示反对或者弃权。

        在当时及之后的很长一段时间,马斯克的这一计划看起来很难实现一箭60星,其必要性也存疑,毕竟在地面建设基站是过去几十年更成熟的方案。

        “在首批60颗卫星发射前,听到的基本都是消极的言论,但2019年5月SpaceX 那次发射之后,言论差不多都变成了积极的声音。”航天咨询必发88唯一官网千域空天CEO蓝天翼直观描述出自己的感受。

        2019年11月11日,马斯克再次发射了60颗Starlink卫星。

        1月7日的第三次发射有不少亮点,比如每颗卫星增加到了260㎏,60颗星总重量达到15.6吨。尽管这是第三次发射,但由于2019年5月首批发射的60颗卫星为V0.9版本测试星,所以2019年11月那次才被称为Starlink-1,而此次发射任务编号顺延成为Starlink-2。

        更有趣的是,如果你想拍下来60个光点小火车在空中划过的样子,这一次恐怕很难如愿,因为在60颗卫星中,有一颗卫星采用了减少反光的涂层。这样做是因为前两次发射后,天文学家们发现这些“讨厌的东西”严重干扰了太空观测而发起声讨。

        为什么是SpaceX?

        美国当地时间2019年10月22日,马斯克发布了一条推特。

        “Sending this tweet through space via Starlink satellite(这条推特从太空通过星链卫星发布)”。随后他紧接着又发了一条像是喊出来的推文,“Whoa it worked(哇,它成功了)!!”

        实际上感到惊奇的不止是马斯克。很多人惊讶的不是人们通过卫星连接互联网,而是第一个把低轨宽带通信星座这件事做成的竟然是SpaceX。

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        Starlink卫星发射成功后准备分离。来源:SpaceX官方媒体

        为什么是它?毕竟这件事SpaceX投入的并不早。

        1998年,摩托罗拉主导的铱星星座就曾组网成功,但不到两年该计划就因为价格高昂、用户太少等原因陷入破产。

        2012年左右,OneWeb必发88唯一官网成立,该必发88唯一官网计划发射超过600个小卫星建立互联网络,覆盖贫穷落后偏远地区的人们,将这几十亿人接入网络。在2013年、2014年左右,这家卫星必发88唯一官网与当时只在造火箭的SpaceX联系密切,外界甚至一度盛传马斯克将会投资OneWeb。

        但到2015年1月,马斯克突然推出了Starlink计划,2016年当他向美国联邦通信委员会(FCC)提交申请的时候,人们发现这一星座设想包含了惊人的4425颗卫星。

        2018年11月,FCC再次批准了马斯克额外部署7518颗卫星的计划,使这一计划的总数达到11943颗。

        这还没完。2019年10月,SpaceX再次递交申请希望增加3万颗卫星,这一申请在当年12月获得批准。Starlink计划中的卫星由此变成了41943颗。

        根据小火箭的分析,Starlink将分为几步进行搭建:

        第一步用1600颗卫星完成北美等地区覆盖。其中前800颗将满足美国、加拿大、波多黎各等国天基高速互联网的需求。而根据蓝天翼的分析,当首批卫星数量达到400多颗时,北纬55度附近的美国阿拉斯加州就可以获得连续上网服务。根据Starlink今年将发射24次的激进计划,这个星座甚至有可能在今年年底就会展现雏形。

        第二步是用2825颗卫星完成全球组网。SpaceX计划在2024年实现这一计划。到那时全球绝大部分地方将获得连接天基互联网的能力。前两步共4425颗卫星轨道1110公里-1325公里左右,使用Ku+Ka波段。

        第三步是用7518颗卫星组成更为庞大的低轨星座,轨道高度仅340公里,使用V波段。而在不远的未来,还将有一个由3万颗卫星组成的星座升入太空。

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        猎鹰9火箭静待发射。来源:SpaceX官方媒体

        扼住关键的马斯克

        研制发射如此多的卫星,成本控制就变得极为重要,而这恰恰是马斯克甩开竞争对手的最大优势。

        因为马斯克拥有自己的火箭。

        自2002年成立SpaceX之后,其猎鹰系列火箭技术已经趋于成熟,可重复使用的特性更使得其成本大大下降。

        根据邢强的测算,此次60颗卫星的发射总成本约为3500多万美元,也就是说每个重达260公斤的卫星发射成本还不到60万美元,平均一公斤发射成本2300美元。要知道,除了猎鹰火箭之外,世界上被认为最便宜的商用火箭发射费用也在10000美元/公斤左右。

        蓝天翼曾判断SpaceX做星座这件事成功的概率。在他看来马斯克扼住了一个非常关键的环节——发射:“在这个阶段上,它已经在一个领域上超越了其他人很远,这可以保马斯克未来10年都具有优势。”

        拥有火箭的另一个好处是可以自主把控发射频率和时间。正是在这样的情况下,SpaceX才敢于把Starlink今年的发射目标定为24次,这基本等于美国去年一年火箭发射的次数。

        “组网速度要快,一颗卫星寿命五年,第一颗星上去之后它的寿命就开始减少。但星座是最后一颗星上去才具备全网服务能力。如果用一年时间打上去最后一颗,第一颗星的寿命20%的生命已经没了。”蓝天翼分析。

        拥有火箭的第三大好处是,星箭可以总体优化。为了装进去足够多的卫星,卫星被设计成了单面太阳帆的扁平形状,在太空展开时如同航行在大海中的帆船。整流罩中的隔音瓦甚至因此被优化掉以装载卫星。

        尤为值得惊叹的是,以往卫星发射时会设计有适配器和分离器,SpaceX直接放弃了原有设计思路,而是把卫星在整流罩中像薯片一样被层层摞起,发射时像扑克牌一样一个个甩出去。

        这些绝招使得Starlink的卫星成本远远低于OneWeb等竞争对手。

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        层层叠起放置在整流罩中的60颗Starlink卫星。来源:SpaceX官方媒体

        成本控制同样被用在了卫星设计当中。

        比如在电推进发动机上,Starlink用氪离子替代了氙离子霍尔推力器。虽然从效率上氪不如氙,但前者的成本仅仅是后者的十八分之一。

        星座与野心

        O3b,这是一个通信星座的名字,它的全称是Other 3 billion,即另外30亿人。

        30亿人,这个数字代表着全球尚未连接入互联网的人数,他们要么生活在发展中国家的贫困地区,要么地处偏远没有网络信号覆盖。在全球互联网网民总量增速放缓的情况下,他们被视为巨大的增量。

        还有一个数字,40亿人次。这是全世界每年搭乘飞机的人次。另外每年还有2800万人乘坐邮轮在海上度假,以及不计其数的探险者走入深山、荒漠等等地方探险。甚至是美国、澳大利亚、加拿大等这些发达国家的乡村,这些通信基站不曾覆盖,或者建设基站不够划算的地方都被认为是宽带通信星座最能发挥作用的地方。

        卫星必发88唯一官网天仪研究院创始人兼CEO杨峰曾对《中国必发官网在线家》表示,未来可能将会有20%或30%的地面通信基站被卫星取代。

        邢强的预测则更为“激进”,他预测在远期甚至有可能卫星与地面基站的比例为80%和20%。

        之所以这样预测,是邢强认为很多人关于卫星星座的覆盖范围和容量还停留在以往的知识,未来一个可见区域内有几颗甚至几十颗卫星在盘旋,卫星的容量计算就不能再按照诸如一颗星容量10GB,它最多可以支持多少万人上网这样的算法。网络的架构等许多方面都将与现有架构不同,并且有不同的计算星,每个计算星上有多个转发器,同时还有多个波段,这样一来对于容量的计算方法就完全不同。

        这就意味着宽带通信星座的用户不再只是此前无法连入网络的群体。

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        SpaceX的火箭留下的轨迹。图:SpaceX官方媒体

        另一个非常值得注意的是网络延迟的速度。

        Starlink的卫星运行轨道1000多公里,天然的要比在地球同步轨道(36000公里)的大卫星延迟少许多,仅为三十六分之一。马斯克也曾表示,SpaceX的宽带网络在每颗卫星距离内的延迟时间只有25毫秒。

        有媒体报道,伦敦大学学院的马克·汉德利教授制作的一段视频显示,在伦敦、巴黎、纽约和法兰克福等纬度在47到52度之间,有卫星的密度将会很高,他的模拟结果显示,Starlink的网络相比较海底光缆可以显著减少长距离通信的延迟,“这对视频会议和游戏来说很好,对金融业来说至关重要,因为在这个必发88手机版里,如果你比别人早知道几毫秒,你就能赚钱。”

        邢强给出了自己的判断,当在“局部的短距离传输大通量的内容时,光缆占优,而要在全球范围内低延迟的传输,天基的优势就远远大于光缆”。

        谁需要全球范围内低延迟的传输?

        很显然马斯克的另一个业务电动汽车将因此大大受益,当未来实现了L4级自动驾驶的特斯拉走遍全球时,实时在线、低延迟的网络将成为自己独特的优势。

        在这些商业应用之外,Starlink也逐渐显示出它在军事方面的潜力,美国空军因此向SpaceX赞助了2870万美元,扶持其把应用拓展到军用。

        邢强指出一个不可忽视的威胁是,如果Starlink星座完全建成,弹道最高点高达1500公里的洲际弹道导弹一上一下要六次穿越Starlink的星座。

        不过暂时还不需要太过担心,需要担忧的是在这场新一轮的“太空竞赛”里,中国的必发88唯一官网们能否跟上脚步?毕竟在可重复使用或低成本商业火箭、宽带卫星星座的组建等方面,SpaceX毫无疑问都走在了前面。

        中国的必发88唯一官网们,能追赶上SpaceX吗?

        。END 。

        制作:任颖文  校对:张格格  审校:武昭含

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