进入2022,SpaceX星链怎么样了?
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2022-03-17 17:49
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2022年开年的两次全球大事件,给星链的发展前景毫无疑问又打了两剂强心针,甚至直接推动了其他国家和企业建立这种全球低轨卫星通信网络的进程。
汤加火山爆发导致的汤加与世界失联。1月15日的一次火山爆发切断了汤加与斐济之间唯一的一条电缆连接,这条海底电缆长872公里,是汤加连接世界其他国家和地区的关键。
乌克兰冲突面临着潜在的通信中断。“乌克兰互联网监测人员较早前表示,由于冲突,乌克兰的互联网连接的基础设施受到影响,特别是在战斗最激烈的乌克兰南部和东部地区。乌克兰副总理兼数字化转型部长费奥多罗夫(MykhailoFedorov)在某社交平台请求马斯克为正处于危难中的乌克兰提供星链服务。”
对于第一个问题,直接修复被火山和海啸破坏掉的海底光缆显然在短期内不可能。
星链目前仍处在大规模测试阶段,已在25个国家受权提供互联网服务,测试时依然需要地面通信网络支持。事件发生时,星链在太平洋中部的斐济/汤加等还没有落地,但SpaceX在汤加火山爆发、当地网络中断后,就尝试利用星链恢复网络。
2月初,SpaceX团队在邻近汤加的斐济岛建立一个星链网关。这个网关是一个地面站天线,连接到当地的数据中心,将数据传输到轨道上的Starlink卫星,然后将附近的用户连接到互联网上。斐济代理总理Aiyaz Sayed-Khaiyum表示,SpaceX计划暂时运营地面站6个月,作为“临时紧急电信许可证”的一部分,以提供一个互联网网关,帮助受灾的汤加群岛。
斐济的星链地面网关
就目前的消息看,汤加首相SiaosiSovaleni已证实SpaceX赠送的50个星链VSAT终端,逐渐恢复了失联地区的通信。
对于第二个问题,马斯克则在10个小时内就在某社交平台回复了。由于首批批准星链的国家大都在欧洲,相应测试和落地技术完善,例如乌克兰的邻国波兰和斯洛伐克,因此这次响应的速度更快。当然,这并不意味着拿到终端即可通信接入网络,但肯定比汤加落地要快。
2022年3月10日,乌克兰副总理兼数据传输部长米哈伊洛·费多罗夫(MykhailoFedorov)表示,乌克兰收到了SpaceX公司的第2批星链(Starlink)天线。费多罗夫曾在3月1日确认收到了SpaceX公司的第1批星链天线。
在已落地国家院子里放个通电的星链终端,就能用了(图源:teslanorth)
在关键时刻,星链能摆脱地面大规模基建的优势非常明显。它只需要地面的小型天线接收站即可接入互联网络,而小型天线的供电显然不是问题,即便军民电网都被破坏的情况下,随便找个发电机或者大的蓄电池就可以搞定了。
可以想像极端场景,对于军事行动而言,完全切断依赖通信基站和地面网络的传统通信方式并不难,毁掉或控制住关键节点停止网络服务即可,但星链几乎是不可能摧毁的。因为卫星数量巨大,且彼此之间有星间链路。
冲突期间,社交网络的舆论声量有多重要是显而易见的,对各国外交政策和力度均有影响。甚至tiktok都成了“直播”战争的第一平台,完胜传统媒体。星链的价值、哪怕是备份价值都十分凸显。
事实上,星链并不与依托地面基站和光纤光缆等方式的传统通信手段构成直接竞争,跟5G更基本是风马牛不相及(很多自媒体喜欢将星链5G对比,以此论证“星链是垃圾”,显然是错误的)。
在城镇等人口密集区域,传统通信手段依然有着无可比拟的垄断地位,如今更有5G等先进通信技术加持,速度快流量大。此外,手机等移动终端可直接与基站通信,却无法与星链卫星通信,必须通过起路由器效果的卫星天线终端接入互联网。
然而,星链却能克服传统通信手段的痛点:低用户密度区域基站成本高,甚至无法建站,抑或是被破坏掉之后怎么办。
典型例子如每天超过10万个飞机航班、数百艘邮轮、无法估计数量的远洋货船/捕捞船/科考船,它们无法使用主要建立在地面的基站通信。远洋海岛、深山老林、荒漠一隅、冰原极地的小型人类聚集点,基础建设成本极高并不划算。例如美国各大国家森林公园,由于缺乏通信基站,进入之后犹如“失联”。汤加和乌克兰的例子,则是现有通信体系被破坏后的典型应用场景。
这些通信盲区的解决方案不仅是星链,还可以使用传统卫星通信,主要由定位于赤道上空35786千米的静止轨道通信卫星提供。然而,在这条轨道上,为避免干扰国际上规定每1~2经度才允许放置一颗卫星,军用、科研用卫星又挤占一定名额,这意味着真正用于服务通信、尤其是服务热点地区(美洲、亚洲)的卫星数量严重不足。直观表现就是卫星通信极高的费用,例如通话费用1分钟就高达数美元。对于普通人来说,遥不可及。
但这对于星链并不是问题:它全球覆盖,距地球更近(数百千米)、通信时延减小几十倍,卫星数量众多,迭代更新速度更快,能提供更快更好的通信服务。扩大的用户数量,成本更低的量产卫星,也意味着更低的使用费用。
早前SpaceX公布利用800余颗星链卫星提供的试用速度已突破160Mbps,超过美国绝大部分宽带连接速度。定价为每月99美元,首次服务还需购买500美元的天线等基础设备。这个价位对于客机、邮轮、货轮、科考、旅游、偏远聚居点、应急应用和灾害备份而言,是极高性价比的选项。未来随着星链部署更多的卫星,服务质量会进一步提升,运营成本也会进一步降低。
美国联邦通讯委员会已批准了100万台天线/用户,而SpaceX正在申请到500万台,且该委员会还给SpaceX数亿美元订单,对美国偏远地区提供星链通信服务。业务稳定后逐渐迭代到更大规模的星座和客户量,并非夸张。
发射价格是星链的最大优势。
SpaceX看家本领之一是低成本猎鹰火箭,崭新猎鹰9号对外发射报价在6000万美元;回收复用的火箭,发射报价7折起。
星链的发射基本都使用的是复用火箭,而目前SpaceX已有了4枚10+手火箭。SpaceX的COO兼主席Gwynne Shotwell说过,每批星链发射费用在3000万美元以下,平摊到每颗卫星,发射费用在50万美元以内。
未来,SpaceX的新一代火箭“星舰”也将参与星链的发射。按照2月中旬发布会上马斯克的说法,星舰的成本理想情况下能在1000万美元甚至更低。而一次能部署至少500颗星链卫星,这意味着组网价格还会大幅降低。
猎鹰九号火箭一次发射60颗星链卫星
与此同时,随着SpaceX利用新一轮融资修建了大型制造工厂,星链卫星定型后开始大规模标准化量产,单颗卫星的制造费用也在从100万美元级迅速降低到几十万美元级。权威航天媒体Spacenews等甚至预测SpaceX有能力把星链单星成本做到25万美元级别。
此外,军用潜力可能会给SpaceX带来巨额利润。历史上濒临破产的铱星计划最终就是被美军的超大订单拯救,后来得以发展出了铱星二代。星链在发展初期,公开信息显示在美军的C-12、AC-130、KC-135等军机上进行了大规模测试,合作颇为顺利。近期,美军也非常重视星链这个时刻稳定覆盖全球的超大卫星网络的平台价值,甚至发挥出超出通信业务的其他军用价值。这些都意味着巨大且垄断性质的高利润订单。
星链获批的建网资格和珍贵的Ku/Ka/E/V等电磁波波段使用权都是不菲的资产,这已经在竞争对手一网的破产重组中有所体现。SpaceX至今还未进行上市等资本市场大规模融资,而从伊隆·马斯克另一家企业特斯拉电动车的表现来看,星链给SpaceX赋予的资本溢价能力和潜在价值,是难以估量的。
此外,星链还在做“兼职”,这可能成为一个很大的盈利点。SpaceX在规划中的新一代星链卫星总重将会超过1吨级,最大变化在于能为客户提供搭载其他载荷的服务。按照目前获批的数量,这一批卫星可以达到3万颗。这些卫星平台如果成真,将会大幅改变世界航天产业格局。
因为星链包含了几乎全部低轨轨道类型,很多商业客户可能不再需要发自己的卫星、只需将载荷搭载到星链上即可。且星链批量生产成本低,自身对地通信能力强大,星舰服役后发射费用会进一步骤降。以欧空局著名的Sentinel系列遥感卫星为例,每颗卫星的重量一般就在1~2吨级别、报价数亿欧元,它们目前在推多载荷平台(Sentinel4、5等载荷)。如果采用载荷搭车的方式,预算估计可以大幅降低。
而如果星链变身卫星平台,就像苹果手机一样有了app生态,盈利的方式可能就不仅是通信服务了。还有一点,各种用户的通信数据价值难以评估。
变身平台后有潜力搭载多种载荷的话,军事应用空间也打开了,很有可能变成一张多功能“天网”。
早期星链的光污染严重(图源:headtopics)
星链当然也有缺点,占住了很多宝贵的近地轨道位置,且由于一定有失效卫星,会给其他航天器带来安全威胁。例如中国空间站就有两次受到了星链卫星威胁,欧空局风神卫星等也被逼迫变轨。而星链对天文学观测带来的负面影响,新闻报道也不少。
星链目前的改进并不能解决全部问题,底部涂漆降低影响,降低初始轨道、确认完全正常后再利用电推往目标轨道爬,如果出问题就直接进入大气烧毁了。最近玩脱了一次,入轨仅200千米,一波没有预料到的太阳活动导致轨道处大气密度激增,毁掉了40多颗卫星。一天公布三次TLE轨道数据方便大家跟踪星链。但是,问题还在,并没有完全解决。
此外,对于大国而言,数据安全极其重要,全部放到星链手里注定是不可能的,不少国家也几乎不可能开放星链在本国落地。这也是星链未来商业运营要面临的另一个巨大的风险。
但总体看来,星链是个很有前景的卫星通信网络,缺点有,但不至于因噎废食。因为无论是商用盈利还是潜在的其他应用价值,都是大国必须要做的。
SpaceX仍在以每月2-3次的发射频率快速布网,占领赛道优势。星链的应用和发展迅速,导致这个概念也在全球迅速迭代,三星、亚马逊、空客等企业正在布局,欧洲也在大力推动建设自己的版本,这些足以体现星链给市场造成的冲击。在中国,各种商用低轨卫星互联网星座也在迅速建设中。
本文授权转载自“太空精酿空间站”,原标题《进入2022,SpaceX星链怎么样了?》,作者:太空精酿
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