馬斯克等為何熱衷打造衛星互聯網

馬斯克等為何熱衷打造衛星互聯網

2014年11月10日晚，埃隆·馬斯克對外宣布，美國太空探索技術公司（SpaceX）與WorldVu衛星公司商談了合作，研發能夠向全球提供互聯網接入服務的，由700顆衛星組成的低軌道星座，每顆衛星的質量大約為113kg。面對建造龐大數量的衛星，雙方正在考慮建造一家衛星工廠，以便將每顆衛星的造價控制在100萬美元以下。

在這之前的2014年6月，谷歌公司（Google）在開展熱氣球和太陽能無人機項目之后，宣布將會支出30億美元，用于建造能夠向全球提供上網服務的衛星系統。由谷歌公司牽頭，與匯豐銀行、海外有線電視運營商Liberty Global共同組建了O3b公司。現在已有8顆中圓軌道衛星在軌全面運行，其衛星星座最終將由180余顆質量在680kg的衛星組成。上述的WorldVu衛星公司就是由谷歌公司這個衛星系統的原主管格雷格·維勒（Greg Wyler）所創，他為WorldVu公司申請到了一部分軌道頻譜的使用權。

后來，太空探索技術公司與World Vu公司的合作談判并未成功。太空探索技術公司得到谷歌公司超過10億美元的融資，準備在西雅圖建廠；而格雷格·維勒成立了一家新公司一網公司（OneWeb），準備建立由648顆衛星組成的低軌道星座，每顆衛星的質量在129.3kg左右，衛星將會在距離地面約1207km的軌道上運行。通過簡化組裝生產的流程，每顆衛星的成本有望控制在35萬美元左右。2015年1月，維珍銀河（Virgin Galactic）與高通（Qualcomm）兩家公司，決定領投一網公司。特別是維珍銀河公司，準備在“太空船”（SpaceShip）火箭飛機的基礎上，研制發射衛星成本很低的發射者－1（Launcher One），它能間隔3～4h發送1顆衛星，并可以從多個地點執行發射任務。最近，美歐的多家衛星制造商表示愿意為其制造衛星。

早在20世紀八九十年代，摩托羅拉公司提出并建成了以66顆衛星向全球提供通信服務的“銥”星（Iridium）系統。由于“銥”星系統是通過衛星之間的接力來實現全球通信的，而每部電話都可以與衛星進行相聯，所以即便是偏遠地區，“銥”星系統都能夠實現通信。然而，這項總投資高達60億美元的項目，卻因運營成本太高而不得不將一部手機定價為3000美元，話費為7美元/分鐘，才勉強擁有20萬的用戶量。由于用戶規模小，系統的平均成本難以下降，銥星公司最后宣告破產，并由美國國防部收購后改為軍用。“銥”星系統的競爭對手“全球星”（Globalstar）系統，則在其后也相繼申請破產。當時，還有一家打算發射近1000顆衛星組建衛星互聯網的泰萊迪斯科（Teledesic）公司也胎死腹中。

“銥”星時代，衛星的數據傳輸的帶寬遠遠不夠，無法為大量用戶提供高速寬帶服務。進入21世紀后，歐美大國多次軍事行動，大大刺激了衛星網絡技術的進步。2011年，奧巴馬總統在白宮觀看了刺殺拉登行動的視頻直播，背后的功臣就是美軍的高帶寬全球衛星系統。波音公司的下一代通信衛星也能夠以吉比特每秒的速率與大批地面終端通信，足以滿足5G網絡時代的消費者需求。

隨著互聯網的高速發展，運營商的網絡建設速度已經開始成為整個行業的瓶頸。網絡覆蓋率低、資費高、通信質量不穩定等問題，已經直接威脅到幾大互聯網科技巨頭的核心市場：無論是谷歌搜索還是蘋果iPhone手機，或是“臉書”（Facebook）社交網絡，均高度依賴高速互聯網服務。為了推動網絡基礎設施的進步，這些企業開始謀求自行鋪設電信網絡，但在陸地上重新打造高水平的互聯網，不僅投資巨大、建設周期漫長，而且許多國家不允許這些跨國企業鋪設公眾網絡，根本不可能實現覆蓋全球的、基于傳統光纜和地面基站的統一電信網。因此，谷歌、蘋果等公司必須尋找新的途徑，而這些年來因為軍方需求而迅速發展的衛星通信技術，就成為了最佳選擇。

建設衛星互聯網遇到的最大困難仍然是成本問題，雖然低軌衛星的制造與發射費用正在逐年走低，但比起地面網絡來說依舊昂貴。此外，衛星網絡還有易受干擾、終端體積較大等固有缺陷。因此，美國是否能如愿建成全球衛星互聯網，仍存在較大風險。

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黃志澄/文

谷歌公司投資太空探索技術公司，搶占衛星互聯網制高點

Why Does Satellite Internet Attract Musk And Others?

黃志澄：空氣動力學家、航天技術專家、技術評論家。長期從事空氣動力學、航天發展戰略研究，為我國大型試驗基地建設、載人航天方案論證、新型航天器研制做出了貢獻。近十年來從事科學、技術與社會等宏觀科學領域研究，在國內外有較大影響。