馬斯克等為何熱衷打造衛(wèi)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(wèi)星公司商談了合作，研發(fā)能夠向全球提供互聯網接入服務的，由700顆衛(wèi)星組成的低軌道星座，每顆衛(wèi)星的質量大約為113kg。面對建造龐大數量的衛(wèi)星，雙方正在考慮建造一家衛(wèi)星工廠，以便將每顆衛(wèi)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(wèi)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(wèi)星在軌全面運行，其衛(wèi)星星座最終將由180余顆質量在680kg的衛(wèi)星組成。上述的WorldVu衛(wèi)星公司就是由谷歌公司這個衛(wèi)星系統的原主管格雷格·維勒（Greg Wyler）所創(chuàng)，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(wèi)星組成的低軌道星座，每顆衛(wèi)星的質量在129.3kg左右，衛(wèi)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(wèi)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(fā)射衛(wèi)星成本很低的發(fā)射者－1（Launcher One），它能間隔3～4h發(fā)送1顆衛(wèi)星，并可以從多個地點執(zhí)行發(fā)射任務。最近，美歐的多家衛(wèi)星制造商表示愿意為其制造衛(wèi)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(wèi)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(wèi)星之間的接力來實現全球通信的，而每部電話都可以與衛(wèi)星進行相聯，所以即便是偏遠地區(qū)，“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(guī)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?！般灐毙窍到y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(fā)射近1000顆衛(wèi)星組建衛(wèi)星互聯網的泰萊迪斯科（Teledesic）公司也胎死腹中。

“銥”星時代，衛(wèi)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(wèi)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(wèi)星系統。波音公司的下一代通信衛(wèi)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(fā)展，運營商的網絡建設速度已經開始成為整個行業(yè)的瓶頸。網絡覆蓋率低、資費高、通信質量不穩(wěn)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(yè)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(yè)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(fā)展的衛(wèi)星通信技術，就成為了最佳選擇。

建設衛(wèi)星互聯網遇到的最大困難仍然是成本問題，雖然低軌衛(wèi)星的制造與發(fā)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(wèi)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(wèi)星互聯網，仍存在較大風險。

技術改變世界，設想當你的i Phone手機直接和衛(wèi)星的Wi Fi相聯時，你的生活將會發(fā)生怎樣的改變？

黃志澄/文

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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(fā)展戰(zhàn)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。