靜止軌道衛星才300千克？

文/ 松堂

地球靜止軌道通信衛星自從發明以來，一直沿著越來越大、越來越重的道路前進。但是，并非所有客戶都需要這么大的衛星。大衛星的投資大、保險貴、運營成本高，而且需要很多租戶才能把成本收回來。因此，進入21世紀后，美國軌道科學·ATK公司和德國OHB公司都開發了比較小型的地球靜止軌道（GEO）衛星平臺，或者用于租戶不算太多的市場，或者用來給大衛星提供補充。但是，這兩家公司都不如一家新成立的企業膽子大。軌道科學·ATK公司和OHB公司的GEO衛星發射重量怎么也有兩噸多，而這家新成立的、名為Astranis的公司，打算研制和發射300千克的GEO衛星。相比現在動輒5噸、6噸的常規通信衛星，這簡直就是一夜回到解放前了。這么小的衛星，有什么用啊？

▲ Astranis公司的衛星在軌想象圖

軟件無線電的“微GEO”

這家企業位于著名的硅谷。關于這種小型GEO衛星的用途，他們的說辭和所有寬帶通信衛星擁躉一樣，“服務于缺少寬帶服務的地區”、“世界上有XX億人沒有寬帶”（到底有多少億人，有30億和40億等不同的說法）。不過按照Astranis的說法，他們的小型GEO衛星不但比傳統大GEO衛星更劃算，甚至比新興的低軌道衛星更加劃算。

按照公司公布的數據，這種邊長不過90厘米（不含太陽電池）、重量不過300千克小衛星可以提供10吉比特/秒的通信容量。相應地，衛星發電能力可以達到2000瓦。這個數據還是不錯的，上世紀末的中型衛星平臺也不過只有這么大功率。有足夠的電力，才有足夠的發射功率，也才有足夠的帶寬。但這種小衛星的秘訣還不止于此，據說星上的數字化處理設備才是王牌，而公司創始人、技術總監賴安·麥克林科說，這種設備正是公司自己發明的，不但靈活性很好，而且價錢很便宜。相對于OHB公司的“小GEO”衛星，Astranis公司給自己的衛星起名“微GEO”。

除了衛星小，這家公司也很小，目前只有20名工作人員。不過，他們正在招兵買馬。當第一顆衛星入軌時，預計公司員工總數也不會超過50人。

2018年1月，Astranis公司在印度PSLV火箭上搭載發射了一顆3U立方星DemoSat-2，驗證了有關技術。根據公開信息，這是一顆工作在UHF頻段的軟件定義衛星。

據悉，DemoSat-2在2月15日的試驗中傳輸了兩部高清視頻，位于阿拉斯加的地面站先是把這兩部視頻傳輸給衛星，衛星上的有關設備經過實時處理，再發回給地面站，“衛星工作完美”。

軟件無線電是最近幾年衛星通信領域比較熱門的話題，國內外都有人在積極推進。如果能依靠軟件無線電技術，在一顆300千克的衛星上實現10吉比特/秒的帶寬，那么用五六噸的大衛星是不是就可以實現高一個數量級的帶寬呢？至少，美國衛訊公司的Viasat-3就宣稱要做到這一點。

是情懷更是生意

這么小的衛星要想進入地球靜止軌道，顯然不需要單獨購買大型火箭的發射服務，那樣就太不劃算了。但是現有的小衛星運載火箭都是為低軌道研制的，不可能把300千克的衛星送入地球同步轉移軌道。因此，和大衛星一起搭載大型火箭發射，是比較合理的選擇。

他們的想法，至少打動了硅谷最著名的風險投資基金之一Andreessen Horowitz。 這 也 是Andreessen Horowitz公司第一次向航天領域投資。由于有了Andreessen Horowitz這樣的大牌基金領軍，Astranis經過兩輪融資，已經拿到了1800萬美元。Andreessen Horowitz公司說，自己對這家小公司的項目超級感興趣。

▲Astranis衛星（右）和主流地球靜止軌道通信衛星（左）的尺寸對比

所謂“向沒有寬帶的人提供服務”不僅僅是情懷，更是生意。在2017年秋天，摩根斯坦利經過評估認為，通過衛星向這幾十億人提供寬帶服務，可以創造出4000億美元的年營業收入。當然，這個市場上已經有不少競爭者了，其中包括一網公司和太空探索技術公司這樣的大牌。

當然，“Astranis”的說辭也是有合理性的。采用GEO軌道，只要一顆衛星就可以開展初期服務，投資少、見效快。至于GEO衛星覆蓋不到的兩極地區，那里到底也沒有太多人口，覆蓋不到影響也不大。

▲Astranis的兩位創始人約翰·戈德馬克和瑞安·麥克林科

“Astranis”沒有公布“微GEO”的價格，但據說在數千萬美元量級。而當今的主流通信衛星一般價值兩億到三億美元。對消費用戶來說，每兆比特/秒帶寬的月租金可能會在75美元。這個數字肯定比城市里的光纖入戶或者4G要貴得多。但是考慮到它針對的是沒有光纖和4G的用戶，這個數字總歸比傳統衛星固定業務要便宜不少。

這么小的GEO衛星如果能取得成功，一方面會帶來衛星通信行業的新商機，另一方面也會導致衛星帶寬租金雪崩式下降。根據統計，近幾年來國際市場上衛星轉發器租金已經下跌了60%，主要原因就是新的高通量衛星急劇壓低了轉發器均價。這讓很多只有幾顆衛星的小運營商日子越來越難過了。“微GEO”對這些小運營商來說，是救命稻草還是壓死稻草，恐怕也很難說。★