馬斯克等為何熱衷打造衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)

2014年11月10日晚，埃隆·馬斯克對外宣布，美國太空探索技術(shù)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(lián)網(wǎng)接入服務(wù)的，由700顆衛(wèi)星組成的低軌道星座，每顆衛(wèi)星的質(zhì)量大約為113kg。面對建造龐大數(shù)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(jià)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(jī)項(xiàng)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(wǎng)服務(wù)的衛(wèi)星系統(tǒng)。由谷歌公司牽頭，與匯豐銀行、海外有線電視運(yùn)營商Liberty Global共同組建了O3b公司?，F(xiàn)在已有8顆中圓軌道衛(wèi)星在軌全面運(yùn)行，其衛(wèi)星星座最終將由180余顆質(zhì)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(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)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(quán)。

后來，太空探索技術(shù)公司與World Vu公司的合作談判并未成功。太空探索技術(shù)公司得到谷歌公司超過10億美元的融資，準(zhǔn)備在西雅圖建廠；而格雷格·維勒成立了一家新公司一網(wǎng)公司（OneWeb），準(zhǔn)備建立由648顆衛(wèi)星組成的低軌道星座，每顆衛(wèi)星的質(zhì)量在129.3kg左右，衛(wèi)星將會在距離地面約1207km的軌道上運(yùn)行。通過簡化組裝生產(chǎn)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(lǐng)投一網(wǎng)公司。特別是維珍銀河公司，準(zhǔn)備在“太空船”（SpaceShip）火箭飛機(jī)的基礎(chǔ)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(gè)地點(diǎn)執(zhí)行發(fā)射任務(wù)。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(jì)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(wù)的“銥”星（Iridium）系統(tǒng)。由于“銥”星系統(tǒng)是通過衛(wèi)星之間的接力來實(shí)現(xiàn)全球通信的，而每部電話都可以與衛(wèi)星進(jìn)行相聯(lián)，所以即便是偏遠(yuǎn)地區(qū)，“銥”星系統(tǒng)都能夠?qū)崿F(xiàn)通信。然而，這項(xiàng)總投資高達(dá)60億美元的項(xiàng)目，卻因運(yùn)營成本太高而不得不將一部手機(jī)定價(jià)為3000美元，話費(fèi)為7美元/分鐘，才勉強(qiáng)擁有20萬的用戶量。由于用戶規(guī)模小，系統(tǒng)的平均成本難以下降，銥星公司最后宣告破產(chǎn)，并由美國國防部收購后改為軍用?！般灐毙窍到y(tǒng)的競爭對手“全球星”（Globalstar）系統(tǒng)，則在其后也相繼申請破產(chǎn)。當(dāng)時(shí)，還有一家打算發(fā)射近1000顆衛(wèi)星組建衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的泰萊迪斯科（Teledesic）公司也胎死腹中。

“銥”星時(shí)代，衛(wèi)星的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸掃h(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，無法為大量用戶提供高速寬帶服務(wù)。進(jìn)入21世紀(jì)后，歐美大國多次軍事行動(dòng)，大大刺激了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步。2011年，奧巴馬總統(tǒng)在白宮觀看了刺殺拉登行動(dòng)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(tǒng)。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(wǎng)絡(luò)時(shí)代的消費(fèi)者需求。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度已經(jīng)開始成為整個(gè)行業(yè)的瓶頸。網(wǎng)絡(luò)覆蓋率低、資費(fèi)高、通信質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，已經(jīng)直接威脅到幾大互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭的核心市場：無論是谷歌搜索還是蘋果iPhone手機(jī)，或是“臉書”（Facebook）社交網(wǎng)絡(luò)，均高度依賴高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。為了推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)步，這些企業(yè)開始謀求自行鋪設(shè)電信網(wǎng)絡(luò)，但在陸地上重新打造高水平的互聯(lián)網(wǎng)，不僅投資巨大、建設(shè)周期漫長，而且許多國家不允許這些跨國企業(yè)鋪設(shè)公眾網(wǎng)絡(luò)，根本不可能實(shí)現(xiàn)覆蓋全球的、基于傳統(tǒng)光纜和地面基站的統(tǒng)一電信網(wǎng)。因此，谷歌、蘋果等公司必須尋找新的途徑，而這些年來因?yàn)檐姺叫枨蠖杆侔l(fā)展的衛(wèi)星通信技術(shù)，就成為了最佳選擇。

建設(shè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)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(fèi)用正在逐年走低，但比起地面網(wǎng)絡(luò)來說依舊昂貴。此外，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)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(lián)網(wǎng)，仍存在較大風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)改變世界，設(shè)想當(dāng)你的i Phone手機(jī)直接和衛(wèi)星的Wi Fi相聯(lián)時(shí)，你的生活將會發(fā)生怎樣的改變？

黃志澄/文

谷歌公司投資太空探索技術(shù)公司，搶占衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)制高點(diǎn)

Why Does Satellite Internet Attract Musk And Others?

黃志澄：空氣動(dòng)力學(xué)家、航天技術(shù)專家、技術(shù)評論家。長期從事空氣動(dòng)力學(xué)、航天發(fā)展戰(zhàn)略研究，為我國大型試驗(yàn)基地建設(shè)、載人航天方案論證、新型航天器研制做出了貢獻(xiàn)。近十年來從事科學(xué)、技術(shù)與社會等宏觀科學(xué)領(lǐng)域研究，在國內(nèi)外有較大影響。