所谓的“星链计划”,就是打算在地球周围布置12000颗卫星,从而打造一个覆盖全球的网络系统,为世界上每个人提供高速互联网服务。
从19年5月24到现在,一共发行了700多颗卫星。可以说,这不是说说而已,是玩真的。马斯克的目标是凭借卫星技术,在不受地面设施限制的情况下,为世界上每一个人提供高速互联网服务。
很多人以为他可以替代5G,其实并不是。
星链的不足点
一、传输速度不足5G
如果是服务同样多的人数,星链的速度只有5G的千分之一。因为网络速度是跟基站有关,星链的卫星就相当于5G的基站。以12000个数量来说,是没办法为所有人提供高速上网服务的。
二、可持续性很差
卫星是有寿命的,现在每颗卫星的寿命是5年。也就是说,在发射的过程中,还要回收旧的卫星。到最后每个月替换的卫星都要200颗,而2020年,每个月平均发射65颗。
三、移动设备没法和卫星直连
需要购买一个专门天线才能享受网络服务,而且目前每月的网络费用是80美元。而且这里还有个坑,就是星链用的信号频率是20Ghz,这与5G是有冲突的,可能会造成相互干扰,如果无法避免干扰,大部分国家都还是会选择5G。也就是不让人随意安装天线。
四、制造大量太空垃圾
1984年,“挑战者号”航天飞机曾经在地外480公里高的轨道上安放了一个靶子。靶子的大小和公共汽车差不多,表面是铝合金的薄片。它的任务就是检测一下,在这个高度上,太空垃圾对卫星的影响有多严重。结果在6年时间里,它一共遭到大约百万次太空垃圾的撞击,其中有3.2万次大撞击,把它撞出了肉眼可见的明显凹陷。这样算起来,1984-1990年间太空的状况就是,一辆公共汽车大小的目标平均两个小时被撞一次。
为什么会受到这么频繁的撞击呢?
最主要的太空垃圾威胁,是那些大撞击后解体的小碎片。
我们刚刚提到的那个实验,是1990年完成的。那时候,轨道垃圾远没有现在多。而“星链计划”中,每年都有2000多颗报废卫星。虽然按规定,它们会在9年内坠落到南太平洋一个指定的卫星坟场,但谁能保证这么多卫星没有失控的呢?欧洲航天局在2017年就给出过一个统计,一共19颗寿终正寝的卫星,只有16颗按指定计划进入了坟场轨道。也就是说,剩下的3颗继续在太空飘荡,变成了太空垃圾。
所以,“星链计划”很可能会制造大量的太空垃圾。而它的卫星数量那么多,所以它本身也会是太空垃圾最大的受害者。
有什么应对不足的方案吗?
一、传输速度不足5G
“星链”最初的目标是为世界上每个人提供互联网服务,但后来马斯克也修正了这个说法。他说,“星链”主要是为那些几乎不可能铺设网络的地方的人提供服务。比如在大海中航行、沙漠中徒步,或者非洲很多落后国家,根本没有能力建设全国性网络,这时候用“星链”就是最合适的。只要不是服务所有人,传输速度问题就解决了。
二、可持续性很差
卫星的寿命短时间内科技没办法提升,但可以想办法降低卫星的制造和发射成本,提升每个月的发射数量。
三、移动设备没法和卫星直连
这可能也是个无奈之举,10年内不会有改动。因为马斯克肯定没法说服各大手机厂商,在手机里装一个卫星信号接收器。这个配件不但贵,还体积巨大,没法整合在今天这么轻薄的手机里。更重要的是,做出来也不一定有多少人用。因此,一个额外的天线这个方案,10年内不会有变化。
四、制造大量太空垃圾
一方面,为了降低太空垃圾,所以只能降低卫星的高度。这样一来,即便不做任何操作,报废卫星也会在三五年之内自行坠毁,太空垃圾的问题就缓和了很多。另一方面开发自动防碰撞系统,可以侦测到和自己接近的碎片或者其他物体。这样一来,和太空垃圾发生碰撞的可能性就大大降低。
问题还是存在,那星链计划到底会不会成功呢?
这就都看我们如何定义成功。以及星链有什么优势?
星链有其特有的优势
一、传输延迟小
这里说的延迟小,指的是通信距离超过4000公里后,它的总延迟小。而在金融电子交易中,交易处理时间比竞争对手慢5ms,将损失1%的利润;慢10ms,损失就会扩大到10%。通过缩短交易延迟,收取投行们巨额的服务费,也许将是“星链”互联网服务的主要收入来源。
二、频谱资源+轨道资源
有些资源并不是看得见摸得着的,比如频谱资源。按现在的管理方式,企业先向本国电信部门申请,如果没有冲突,电信部门再向国际电信联盟申请。国际电信联盟一看,也没有冲突,这段频率就登记给企业使用了。
从前的太空,除了地球同步轨道以外,其他区域并不拥挤。但“星链”出现后,卫星轨道申报量大得惊人,它每次都会申报一千多条。按照目前先到先得的原则,1000公里以下的轨道资源很可能在几年之后大部分都成为“星链”一家的“天产”。
而且,这种申报并不是卫星上天后才能获批,只要申报后7年内卫星上天,并且正常工作90天以上,就算彻底占有。所以,只要纸面工作做到极限,资源就已经占上了。据说,“星链”今后还可能从1.2万颗卫星扩展到4.2万颗。很难想象,到时候在低轨道上,还会有多少空余资源留给下一个大规模卫星项目。
至于“占上了以后,提供互联网服务不赚钱”这些疑问,并不是最关键的。因为技术的进步,一定会带来成本的巨幅下降。
三:军事用途
退一步说,即便上面两个优势都没有把握住,“星链”还有第三个优势,就是被美军接盘。
这样的先例就发生在“铱星计划”上。本来,“铱星计划”在1999年已经还不上15亿美元的贷款了,但破产后重组,它还是被美国国防部收购了。军事用途和商业用途最大的不同就是对价格不敏感。
“星链”的速度比美军当前使用的卫星通讯速度快了100倍,这是一个加强版的“铱星”。而且,由于低轨道卫星足够多,美军可以研发如何让这些卫星干扰远程导弹。
但“星链”每年光维持费用就近百亿美元,这个体量很大,美国国防部能不能承担呢?
在美国国防部2021年的预算中,除了传统的导弹防御系统的支出之外,还有两项——一项是提高导弹防御能力,79亿美元;另一项是投资外太空安全,180亿美元。“星链”和它们的契合度都很高。所以,如果“星链”在运营上出了问题,美军全盘接下来也不是没有可能。
未来预测
最后,我们来总结一下:
对于“星链计划”能不能成功,如果设置一个标准,认为持续盈利就算成功,我们需要看几个关键指标——
第一,“星链”什么时候可以达到每月发射200颗卫星。如果达到了,甚至造出了低轨道运载能力超过100吨的火箭,可持续性问题就算解决了。
第二,“星链”的实际用户什么时候可以达到500万。按每月收费80美元算,500万用户大约就有50亿美元的年收入。在这个体量的用户基础上,大客户的规模已经形成,比如交易所、豪华游轮、民航飞机、科学考察,他们再贡献50亿美元。这样,仅靠互联网服务就做到了一年收入100亿美元。100亿美元就基本实现了收支平衡,这项计划就可以持续。当然,这一步是最难的。
不过即使经营不善,“星链”也可能在军方的部分资金支持下,萎缩成只提供通信和导弹拦截功能的军方版本。
资料参考
《卓克·科技参考》