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曾幾何時(shí),，馬斯克信誓旦旦聲稱要推出的“星鏈”衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),，還被不少人當(dāng)作笑話,。
被視為“人類工業(yè)皇冠”的航天工程,，未來(lái)會(huì)像公共汽車(chē)一樣，廉價(jià)地周期性發(fā)射,，將同樣被視為高精尖科技產(chǎn)品的衛(wèi)星,，像撒土豆一樣成百上千地撒在太空之中，這超出了很多人的想象,。
不過(guò),，隨著時(shí)間的推移，這個(gè)曾經(jīng)難以想象的事物,，正穩(wěn)穩(wěn)地走進(jìn)現(xiàn)實(shí)之中,。
2月15日，馬斯克宣布,，“星鏈用戶終端超過(guò) 25 萬(wàn)個(gè)”,。
這意味著什么?
2021年2月,，這個(gè)數(shù)字是1萬(wàn)——也就是1年時(shí)間翻了25倍。雖然還不能說(shuō)這個(gè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展期,，但儼然已經(jīng)是起勢(shì)狀態(tài),。 近期發(fā)生在爭(zhēng)議熱點(diǎn)地區(qū)的事情，也帶上了一絲特別的意味,。
據(jù)美國(guó)《外交政策》報(bào)道,，“星鏈”服務(wù)正在烏克蘭大放異彩。
從2月28日馬斯克向?yàn)蹩颂m運(yùn)去第1批150臺(tái)星鏈終端,，到如今迅猛增加至10000多臺(tái),，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)在這個(gè)過(guò)程中體現(xiàn)得淋漓盡致。
在傳統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)被摧毀的情況下,，“星鏈”成了烏克蘭的“信息生命線”,，醫(yī)院、診所,、消防隊(duì),、學(xué)校都在依靠其保持通訊。
更重要的是,，在極端復(fù)雜的軍用環(huán)境下,，“星鏈”服務(wù)也得到了驗(yàn)證。
報(bào)道稱,，烏克蘭軍方正是使用“星鏈”操作無(wú)人機(jī),，獲得了大量戰(zhàn)果。而遠(yuǎn)程控制無(wú)人機(jī)精確打擊目標(biāo),，這種大流量,、低時(shí)延的場(chǎng)景，是對(duì)通訊質(zhì)量的最佳驗(yàn)證,。
對(duì)比起俄羅斯方面使用的150塊錢(qián)的對(duì)講機(jī),，“星鏈”顯然起到了降維打擊的作用。
顯然,，“星鏈”代表的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),，已經(jīng)是面向未來(lái)不可忽視的技術(shù)。
而其在俄烏沖突中的靈光閃現(xiàn),，似乎也意味著這個(gè)領(lǐng)域也開(kāi)始了又一場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),。
起起落落 衛(wèi)星通訊發(fā)展至今，大致走過(guò)了3個(gè)階段,。
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上世紀(jì)80年代,，在通訊技術(shù)整體不發(fā)達(dá)時(shí)候，衛(wèi)星通訊希望以高軌衛(wèi)星的高覆蓋率優(yōu)勢(shì),，和地面通訊網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng),。著名的摩托羅拉“銥星”星座就是其中代表,。
由于衛(wèi)星發(fā)射高昂的成本，以及地面通訊技術(shù)快速發(fā)展,，高軌衛(wèi)星通訊在通信質(zhì)量,、資費(fèi)價(jià)格等方面全面落后。以2000年銥星公司破產(chǎn)為標(biāo)志,，全球通訊進(jìn)入了地面通訊網(wǎng)絡(luò)為主,，衛(wèi)星通訊作為補(bǔ)充的階段。
不過(guò),，經(jīng)歷十余年快速發(fā)展后,，地面通訊技術(shù)已經(jīng)陷入瓶頸，從4G到5G并沒(méi)有什么革命性的突破,。
與此同時(shí),，航天領(lǐng)域卻迎來(lái)了技術(shù)爆炸的時(shí)代。
首先是可回收火箭的出現(xiàn),。
2016年,，當(dāng)馬斯克宣布“獵鷹9號(hào)”發(fā)射價(jià)格為6200萬(wàn)美元時(shí),，行業(yè)內(nèi)可謂是驚掉了下巴——按照“獵鷹9號(hào)”近地軌道載荷22.8噸算,，平均每公斤載荷的單價(jià)只要2719美元。
而在此之前,，以便宜著稱的中國(guó)“長(zhǎng)征三號(hào)乙”火箭,，載荷12噸，單次發(fā)射價(jià)格7000萬(wàn)美元,，每公斤載荷也要5833美元;
國(guó)際上更受歡迎的俄羅斯“聯(lián)盟號(hào)-FG”火箭,，載荷6.9噸，單次發(fā)射價(jià)格5000萬(wàn)美元,，每公斤載荷達(dá)到7246美元;
歐洲國(guó)家使用的“阿麗亞娜5”火箭,，載荷16噸，單次發(fā)射價(jià)格1.65億美元,，每公斤載荷價(jià)格更是超過(guò)10000美元,。
不僅如此，SpaceX在2019年推出了小衛(wèi)星“拼車(chē)”服務(wù),，為小衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商提供“200公斤SSO軌道100萬(wàn)美元,、超過(guò)200公斤按5000美元/公斤加價(jià)”的革命性低價(jià)，還在2021年1月24日第1次任務(wù)創(chuàng)造了“一箭143星”的記錄,。
SpaceX的低成本給傳統(tǒng)航天勢(shì)力帶來(lái)了巨大壓力,，尤其是曾經(jīng)在衛(wèi)星發(fā)射上賺得缽滿盆滿的俄羅斯航天局。
2020年4月,，俄羅斯航天局局長(zhǎng)德米特里·羅戈津(Dmitry Rogozin)炮轟SpaceX,，稱其用“掠奪性定價(jià)”策略擾亂了太空發(fā)射市場(chǎng),，迫使俄羅斯降低太空發(fā)射服務(wù)價(jià)格。
最終,，俄羅斯不得不降價(jià)30%,，意圖奪回失去的市場(chǎng)。
另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是衛(wèi)星小型化,、模塊化技術(shù)的發(fā)展,。
2006年，美國(guó)麻省理工大學(xué)提出“分離型航天器”的概念,，這個(gè)概念的核心思想是把“衛(wèi)星的功能分散化,、模塊化”，把原來(lái)1顆大衛(wèi)星的功能,，分給多顆小衛(wèi)星,。
這個(gè)概念最先吸引了美國(guó)軍方的關(guān)注，因?yàn)閷⑿l(wèi)星功能分散化的理念,，天然契合于反衛(wèi)星技術(shù)愈發(fā)成熟的現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境,，能夠極大提高衛(wèi)星系統(tǒng)的生存能力。
在此基礎(chǔ)上,，美國(guó)國(guó)防部很快制定“F6衛(wèi)星系統(tǒng)”計(jì)劃,，將1顆大衛(wèi)星變成6顆小衛(wèi)星集群。
盡管F6衛(wèi)星系統(tǒng)沒(méi)能最終成型,，但和眾多技術(shù)發(fā)展的軌跡一樣,，軍用研究最終在民用領(lǐng)域開(kāi)花結(jié)果。在一系列研究和實(shí)踐過(guò)程中,，人們開(kāi)始逐漸發(fā)現(xiàn)小衛(wèi)星的巨大應(yīng)用價(jià)值,。
傳統(tǒng)的大衛(wèi)星作為單一復(fù)雜系統(tǒng)，不僅“把雞蛋放在一個(gè)籃子里”,，而且還要大量增加冗余和備份設(shè)計(jì),，導(dǎo)致成本昂貴。一顆衛(wèi)星動(dòng)輒幾十萬(wàn)個(gè)零件,，單星價(jià)格高達(dá)幾千萬(wàn)甚至上億美元,。
而小衛(wèi)星通過(guò)集成化、模塊化的設(shè)計(jì),，零件數(shù)量更少,，設(shè)計(jì)復(fù)雜度更低，理論上單星價(jià)格可以做到百萬(wàn)美元以內(nèi),。
體積和重量越小,，也意味著一枚火箭可以搭載的衛(wèi)星越多，節(jié)省了衛(wèi)星組網(wǎng)的大量成本,，讓全球覆蓋,、價(jià)格便宜的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)具備大規(guī)模商業(yè)化的可能性,。
以上2個(gè)方面的發(fā)展，使得衛(wèi)星低成本,、大批量發(fā)射成為可能,，也讓一種全新形態(tài)的衛(wèi)星通訊方案登上舞臺(tái)。
由于地球是圓的,，而電磁波是直線傳播,，其覆蓋范圍會(huì)被地球曲率限制。要想覆蓋的范圍越大,，就必須在越高的位置,。
在衛(wèi)星部署成本還十分高昂的年代，為了能讓少量衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)對(duì)全球的覆蓋,，像銥星之類的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)都選擇較高的地球靜止軌道,。但軌道越高，離地球越遠(yuǎn),，信號(hào)傳輸延遲就越高,，靜止地球軌道通信衛(wèi)星的延遲可能高達(dá)500-800毫秒。
在衛(wèi)星成本降下來(lái)后,，在低軌道用大量衛(wèi)星提高覆蓋率,，成為新的選擇。新時(shí)代的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),，就變成如今以低軌衛(wèi)星通訊技術(shù)為核心的新系統(tǒng),。
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除此之外,，地面通訊系統(tǒng)的諸多新技術(shù)——例如頻率更高的Ka頻段甚至V頻段轉(zhuǎn)發(fā)器,，以及多點(diǎn)波束和頻率復(fù)用等——也被應(yīng)用在衛(wèi)星通訊上，使得單顆衛(wèi)星的功能密度也在迅速提升,，通訊能力極大提高,。
也正是由于小衛(wèi)星設(shè)計(jì)制造更容易，因此新技術(shù)的應(yīng)用愈發(fā)快速——即使在天上壞了也不要緊,，小衛(wèi)星補(bǔ)網(wǎng)替換相對(duì)大衛(wèi)星代價(jià)小得多,。
由于地面通信骨干網(wǎng)存在固有的缺陷，只能覆蓋了約20%的陸地面積,，衛(wèi)星通訊的概念又重新被提及,。于是就有了現(xiàn)在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。
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一超多強(qiáng) 當(dāng)前的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中,，SpaceX“一家獨(dú)大”的格局逐漸成型,。
不過(guò)，最先提出衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)概念的并非SpaceX,，而是一家叫做WorldVu的公司,，也就是現(xiàn)在SpaceX最知名的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手——OneWeb的前身,。
事實(shí)上，馬斯克曾經(jīng)是WorldVu最早的一批投資人之一,，但由于技術(shù)理念存在分歧,，他中途退出了WorldVu，轉(zhuǎn)而提出了自己的“星鏈”衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃,。
結(jié)果,，“星鏈”大獲成功，OneWeb卻由于低估了衛(wèi)星制造和發(fā)射的難度,，導(dǎo)致單星成本大大超出預(yù)期,，業(yè)務(wù)推進(jìn)得磕磕絆絆。2020年初,，新冠疫情引發(fā)的美國(guó)金融市場(chǎng)動(dòng)蕩,，給了這家一直依賴融資輸血的明星公司致命一擊。
2020年3月,，OneWeb申請(qǐng)破產(chǎn)保護(hù),。
不過(guò)，當(dāng)年7月,，OneWeb完成債務(wù)重組后,，獲得英國(guó)政府和印度電信集團(tuán)的注資。2021年,，他們又引入歐洲通信衛(wèi)星公司(ETCMY.EU),、日本軟銀集團(tuán)、韓國(guó)韓華集團(tuán)等強(qiáng)援,，搖身一變,，又成了SpaceX的最大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之一。
且不論雙方后續(xù)發(fā)展如何,，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè),，將整個(gè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)帶進(jìn)了繁榮時(shí)期。
從全球衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量來(lái)看,，2012-2020年,，全球衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量呈上升趨勢(shì)。
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2020年,，全球衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量為1203顆,，相比2019年增長(zhǎng)了279.50%。根據(jù)最新數(shù)據(jù),，2021年全球發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量再增加到1336顆,。
而這1336顆新衛(wèi)星中，光是“星鏈”衛(wèi)星就占了783顆。截至2021年末,，“星鏈”衛(wèi)星的總數(shù)達(dá)到1944顆,。相比之下，第2的OneWeb衛(wèi)星總數(shù)只有358顆,，并且到2022年底才能完成第一階段648顆衛(wèi)星的部署目標(biāo),。
這意味著，在2022年,，“星鏈”的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)還要拉大,。
上周五，一枚使用12手芯一級(jí)火箭的“獵鷹9號(hào)”火箭搭載53顆衛(wèi)星發(fā)射升空,，順利完成第44次“星鏈”專屬發(fā)射,，將“星鏈”衛(wèi)星總數(shù)增加到了2494顆。
按照這個(gè)速度,，這個(gè)上半年,，“星鏈”衛(wèi)星的發(fā)射數(shù)量就能超過(guò)OneWeb整個(gè)第一階段的計(jì)劃。
根據(jù)馬斯克的規(guī)劃,，SpaceX最終將制造一個(gè)由42000顆衛(wèi)星組成的壯觀通訊網(wǎng)絡(luò),。
除了上述2家公司，這個(gè)行業(yè)的明星參與者還包括后來(lái)入局的亞馬遜,。
亞馬遜的Kuiper此前計(jì)劃發(fā)射3236顆近地軌道衛(wèi)星,，投資超100億美元，但其目前一顆衛(wèi)星都還未發(fā)射,。亞馬遜表示計(jì)劃2022年第4季發(fā)射2顆“原型”(prototype)衛(wèi)星到近地軌道,。
其他的參與者還包括加拿大衛(wèi)星通信公司Telesat、三星,、波音以及俄羅斯等國(guó)的通訊公司,。
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中國(guó)計(jì)劃 目前，我國(guó)也正在有序推進(jìn)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),。
就在馬斯克推出星鏈計(jì)劃次年的2015年,，中國(guó)航天科技和中國(guó)航天科工也分別提出了自己的低軌通信項(xiàng)目——“鴻雁”星座系統(tǒng)和“虹云工程”,。
其中,，“鴻雁星座”是由中國(guó)航天科技集團(tuán)計(jì)劃建設(shè)的全球低軌衛(wèi)星移動(dòng)通信與空間互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)計(jì)劃由300顆低軌小衛(wèi)星及全球數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理中心組成,。
“虹云工程”是由中國(guó)航天科工集團(tuán)牽頭研制的低軌寬帶通信衛(wèi)星系統(tǒng),，計(jì)劃發(fā)射156顆衛(wèi)星，致力于構(gòu)建一個(gè)星載寬帶全球移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),。
另外還有中國(guó)航天科工牽頭的低軌窄帶通信衛(wèi)星星座 “行云工程”,，目標(biāo)是在2023年前后建成由80顆低軌通信衛(wèi)星組成的覆蓋全球的天基物聯(lián)網(wǎng)星座。
從目前國(guó)內(nèi)已發(fā)布的衛(wèi)星星座項(xiàng)目來(lái)看，衛(wèi)星發(fā)射將集中在2022-2025年,。
2020年,，我國(guó)將“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”納入新基建，據(jù)央視新聞援引專家觀點(diǎn)稱,，預(yù)計(jì)到2030年,，中國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)總體規(guī)模可達(dá)到千億元級(jí)別,。
2021年3月,，我國(guó) “十四五規(guī)劃和2035遠(yuǎn)景目標(biāo)”再次明確提出了要建設(shè)高速泛在、天地一體,、集成互聯(lián),、安全高效的信息基礎(chǔ)設(shè)施。
多地在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域開(kāi)始積極布局,。目前華北,、中南和華東地區(qū)領(lǐng)跑?chē)?guó)內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而西南,、西北和東北地區(qū)則在產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)環(huán)節(jié)建設(shè)方面形成了鮮明特色,。
國(guó)外衛(wèi)星通信建設(shè)先行一步，我國(guó)奮起直追,，制定一系列政策,，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)航天產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化發(fā)展，為衛(wèi)星通信行業(yè)的發(fā)展注入了新的力量,，相信通信衛(wèi)星行業(yè)將進(jìn)入發(fā)展的快車(chē)道,。
前瞻網(wǎng) | 
發(fā)表于 2022-5-17 10:24:36
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