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SpaceX星链卫星部署成功:它们能给马斯克带来什么?

张颖颖2019/05/28极客公园

SpaceX正在快速推进星链,将卫星的生产和发射速度提升到每年1000-2000颗。

在火箭成功发射的一个小时后,SpaceX宣布首批60颗星链(Starlink)卫星部署成功。

上周因风向不利和软件更新的原因,SpaceX星链发射任务两度延迟,美东时间5月23日下午10:30,在佛罗里达州卡纳维拉尔角 Complex40发射台,整装待发的60颗星链终于随猎鹰9号火箭成功发射。猎鹰9号发射约9分钟后,一级火箭成功降落在 Of Course I Still Love You海上驳船。这是猎鹰9号 B5型火箭的第三次发射和第三次回收。

猎鹰9号升空后,会在距地440km星箭分离。接着,卫星再用霍尔推进器爬升到550km轨道。最终,卫星会展开折叠起来的一整块太阳能板。

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▲星链卫星 | SpaceX

直播画面没有展示卫星的部署过程,但埃隆·马斯克在美东时间5月15日的媒体电话会议里描述道(http://t.cn/E9uHfc1),精确布置的星链卫星随着火箭的旋转,以不同的时间和速度飘出存放槽,这个过程「看起来就像是在桌子上铺开一副牌」。

■四万人同时看4K视频直播

星链是 SpaceX正在筹划的卫星星座(Satellite Constellation)项目。根据美国联邦通信委员会(FCC)的批准文件,SpaceX计划在2020年代中期之前在三个不同高度的轨道上部署近12000颗卫星,通过低地轨道卫星群(相比国际空间站,这些卫星离地球更近),提供覆盖全球的高速互联网接入服务。整个计划预计需要约100亿美元的支出。

两周前,马斯克就在 Twitter上曝光了这些卫星的细节。60颗卫星堆叠在一起,封装在整流罩内,每颗星链卫星重约500磅(227公斤),整重将达到18.5吨,是迄今为止 SpaceX发射的最重载荷。

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▲整齐放在整流罩里的星链卫星 | @elonmusk

另外,SpaceX总裁兼 CEO Gwynne Shotwell月初表示(http://t.cn/E9uHTtr),这批卫星并没有搭载星间通讯载荷。也就是说,这60颗 Starlink卫星配置不全,和去年2月发射的 Tintin A / B两颗卫星一样,属于试验卫星。但这批卫星的发射和运行结果,却将影响 SpaceX对于星链计划的推进。Shotwell表示,除了这次发射,SpaceX今年还将为星链计划发射2-6次,发射次数根据首批60颗卫星的情况而定。

马斯克还指出,至少需要再发射6次(每次发射60颗卫星)才能提供「较小规模」的互联网覆盖服务,再发射12次才能提供「中等规模」的互联网覆盖。按照 FCC的文件,SpaceX在部署800颗卫星后将开展商业服务。马斯克在上周的媒体电话会议中表示,每颗卫星的功能性带宽为1 Tbps(Terabit per second),Business Insider指出,这足以同时为40000人提供4K级别的流媒体视频服务。

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▲星链渲染图 | SpaceX

早在2015年,马斯克就提出了建设全球卫星互联网的计划。到了去年3月,SpaceX获得了 FCC对星链项目的批准。具体来说,SpaceX将首先在距地1150km的轨道部署1600颗卫星(后修改在550km部署1584颗),和在1110-1325km部署2825颗卫星。以上属于 SpaceX的 LEO星座部署,选择的是 Ku / Ka频段。将这部分卫星部署在较高轨道上,可以更好地实现信号的覆盖。

去年11月,SpaceX追加部署7518颗卫星,选择的是更低的340km轨道,使用 V频段。在较低轨道上部署卫星,可以实现信号的增强和更有针对性的服务。

但 FCC也有条件。FCC要求 SpaceX在6年内发射至少一半的第一期卫星(从现在到2024年4月,SpaceX将需要平均每月发射37颗卫星)。如果未能按时完成部署,运营商所获授权将冻结在届时投入使用的卫星数量上。以及,SpaceX必须在2027年11月之前完成12000颗卫星的组网工作。

SpaceX表示,初期部署800颗卫星上轨后,就能提供覆盖全球的宽带服务。为服务星链,SpaceX在今年2月还宣布计划建立100万个地面站。地面站的作用是向卫星发射信号,同时接收由终端用户或其他地面站转发来的信号,以供终端用户联入星链。一旦获批,公司将从2020年开始部署地面站。

按照 SpaceX的规划,一远一近的星座布局能让通讯信号实现全覆盖、易接入的效果。马斯克在上周的媒体电话会议中表示,未来每个星链卫星都会通过激光束连接到其他4颗卫星,这使网络能够以接近光速的方式在真空中传输互联网流量,比光纤电缆在地面上传输数据快近50%。

据 The Verge报道,目前轨道上有近2000颗正在运行的卫星,但 SpaceX、OneWeb等卫星互联网项目可能会使这一数字增加4倍。因为这个原因,FCC也要求 SpaceX解决环保问题。SpaceX表示每颗卫星使用寿命5年,到时候可自行拆解,坠入大气层烧毁,不会变成危险的太空垃圾。

■挑战和机遇

SpaceX除了能发射火箭,也能制造火箭,这降低了星链计划的发射成本。火箭的回收和复用也达到了这个目的。但要实现整个星链项目,预计支出可是100亿美元,SpaceX仍面临着成本控制上的挑战。今年1月,SpaceX表示将做出裁员10%的「战略调整」(公司有6000名员工),公司在声明中表示,「为了继续为我们的客户提供服务,并成功开发星际飞船(Starship)和星链星座,SpaceX必须成为一个更精简的公司……尝试星际飞船和星链星座这两个项目中的任何一个都会使其他公司破产。」

据 Ars Technica报道,SpaceX此前申请7.5亿美元贷款,但由于没有得到预期优惠锐减至2.5亿美元。

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▲星际飞船渲染图 | SpaceX

但上周,马斯克在媒体电话会议告诉CNBC记者 Michael Sheetz,SpaceX最近的筹款活动「已被超额认购」,他表示,SpaceX拥有生产和发射足够的星链卫星以建立星链网络所需的资金。

让还没有接入互联网的人成为互联网用户,这是 SpaceX的机遇,同时也是星链计划的「入场券」。在 SpaceX为星链申请时,FCC主席 Ajit Pai曾敦促其他几位委员支持太空探索公司的申请,声称这有助于让美国乡村和欠服务地区也能用上互联网。

据在线统计数据门户 Statista提供的数据,全球75亿人口中,大约只有45%可以接入互联网。大部分网络的连接来自陆地和海底光纤电缆,但这些基础设施的铺设又受限颇多,这导致有些地区的互联网接入率非常低,比如,2016年非洲东北部的厄立特里亚国只有1.2%,作为对比,冰岛是98.2%。而在空中布设卫星,就能覆盖全球每一个角落。让未接入互联网的人也卷入互联网浪潮,背后将是不可估量的商业价值。

■对手繁多

为全球提供互联网连接,Google和 Facebook也早有所行动。2013年6月份,Google就推出过一个「用气球上网」的项目——Project Loon,计划用热气球搭建一个无线网络,为全球提供互联网连接。Facebook也在2015年推出了 Aquila计划,利用无人机提供网络覆盖。值得一提的是,Facebook有了更快的进展。上个月的 FCC文件披露了 Facebook的子公司 PointView Tech LLC将要开展的卫星星座计划。这个公司的试验卫星 Athena(雅典娜)甚至比星链试验星数据传输速度还要快10倍。

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▲ Google Project Loon |官网截图

但在卫星星座的布局上,SpaceX目前的主要竞争对手是 OneWeb。

OneWeb计划在2019年底前发射约150颗卫星,2020年部署300颗后开始提供商业服务,2021年完成前期648颗卫星的部署。它的星座规模至少有2560颗卫星。软银、维珍、空客、高通等已为 OneWeb卫星星座项目投入20亿美元。

今年2月,OneWeb已经成功发射首批6颗卫星,卫星搭载的火箭从属于法国阿丽亚娜航天公司(Arianespace)。「我们预计,随着首次成功发射,我们的第二轮卫星发射将在今年第四季度启动。」OneWeb CEO Adrian Steckel表示,「在接下来的两年内,我们将每月发射一次卫星。」OneWeb在 Twitter上表示他们的目标是「让 OneWeb网络在2021年提供无缝的全球互联网覆盖」。

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▲ OneWeb卫星星座渲染图 | OneWeb

至于 OneWeb的商业化,在今年2月底举办的 MWC大会上,这家公司宣布了首批客户合同。OneWeb将为主要在非洲和中东运营的网络运营商 Talia提供跨越多个地区的消费者宽带和社区 Wi-Fi服务。OneWeb的目标是到2023年为 Talia的所有市场提供卫星互联网接入服务。

在与意大利电信服务供应商 Intermatica签订的另一份合同中,OneWeb将协助其进行互联网连接。但 OneWeb不愿透露这些交易涉及的具体金额。显然,SpaceX也可以通过这种服务模式获得收入。

还有一个刚入局的玩家值得注意。《MIT科技评论》在上个月初介绍了亚马逊的卫星星座计划 Project Kuiper。据亚马逊提交给 FCC的申请文件,这个电商巨头想要在三个不同的轨道高度上部署3000多颗卫星,并表示「这些卫星将为超过95%的全球人口提供互联网接入」。

这则报道发布后,马斯克在 Twitter上 @了贝佐斯,戏称对方是 copycat(跟风者)。更有意思的是,为了这个项目,亚马逊聘用了去年6月因进展不达预期被马斯克解雇的卫星部门副总裁 Rajeev Badyal和几位核心成员。

亚马逊驶入卫星互联网赛道,背后的动机耐人寻味。ARK Invest分析师 Sam Korus告诉 CNBC,「如果全球人都能上网,那么电商、云端、互联网服务和亚马逊的其他业务的市场至少要翻倍。」风险投资公司 Space Angels的 CEO Chad Anderson则表示,「亚马逊的利润动机非常明确,就是40亿新用户。」

去年11月,它宣布成立 AWS Ground Station业务部门。这个部门将在全球建立12个地面站,这些基础设施将为在轨卫星之间的数据传输提供连接点,还可从卫星直接下载数据到 AWS全球基础设施区域,为客户提供数据存储、分析等服务。

而星链也同样具备这种将互联网接入和公司其他业务的捆绑起来的能力。如果星链成功,也将增强特斯拉的竞争力。覆盖到位的卫星网将为车主打造一个更强大的车联网。

■盈利手段

据摩根士丹利称,卫星宽带行业(satellite-based broadband industry)2018年的营收只有40亿美元,但随着网络规划的落实和消费者上网习惯的改变,该行业的营收到2024年该行业的营收预计将增至220亿美元,到2029年将增至410亿美元。而《华尔街日报》认为,到2025年星链用户将超过4000万,带来的收入可达300亿美元。

按照马斯克的最新说法:「全球互联网连接收入总额(每年)约为1万亿美元,我们认为 SpaceX可以获得其中的3%(300亿美元),或者5%。」他同时还透露,未来 SpaceX的商业发射收入将达到30亿美元,作为对比,全球著名投行 Jefferies的最新报告显示,SpaceX在2018财年的总业务收入为20亿美元。

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▲ SpaceX2018财年收入表现 | CNBC

在上周的媒体电话会议上,马斯克除了表明星链项目所需资金充足,还表示,「我们相信可以利用星链获得的收入为星际飞船项目提供资金。」同时,SpaceX正在快速推进星链,将卫星的生产和发射速度提升到每年1000-2000颗。

马斯克还表示,他不认为星链「将会取代」传统的地基(ground-based)电信网络,他认为天基网络「将与电信公司达成良好合作」,因为它覆盖到了人口稀少的地区。虽然星链「尚未与任何客户签约」,但马斯克表示,SpaceX正在与「可能的战略合作伙伴」进行谈判,例如电信公司。

关于轨道安全,马斯克则表示卫星上有很多新技术,它们可以「自动绕任何轨道碎片移动」避免在太空中发生碰撞。而关于消费者最关心的问题——星链卫星如何提供服务,马斯克表示星链终端看起来就像一片「薄披萨」,只要「它指向天空就能良好运作,它通过电子控制波束来「找到卫星」,你「甚至不会注意到它在不同卫星之间切换的活动」。「这些都是最前沿的。」马斯克说。

如果在火箭不存在重大问题,发射没有较大程度的延误,用户终端的量产也顺利的话,在接下来的12个月内,第一批客户就能接入星链服务。马斯克还在电话会议里透露,上轨的星链卫星达到400颗时,公司将会考虑在今年底或者明年初提前开始销售「初始」(initial)服务。

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SpaceX,特斯拉,马斯克,行业分析
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