亞馬遜創始人傑夫貝索斯的天價離婚案最近成功地吸引了圈內圈外人士的關注,和小三插足、股權分割等八卦的吸睛程度相比,亞馬遜的太空星座計劃Project Kuiper項目,就顯得低調神祕了許多。

但對於廣大喫瓜羣衆來說,後者恐怕纔是跟我們生活福祉息息相關的大事件。

從該項目的規劃來看,亞馬遜將發射3236顆低地球軌道衛星,爲生活在北緯56度到南緯56度的人口(佔世界總人口的95%),提供低延遲、高速度的寬帶網絡服務。

亞馬遜的加入,加上近兩年資本市場和科技巨頭頻頻展開的各種動作,比如馬斯克SpaceX去年發射了兩顆測試衛星,孫正義投資的OneWeb上個月發射了六顆衛星。其他諸如波音、加拿大運營商Telesat、Facebook、中國銀河航天等企業都在“搶着上天”,共同推動了“太空互聯網”這一風口的波瀾湧動。

低軌道衛星通訊背後究竟隱藏着什麼商業密碼?又爲何會在今時今日成爲科技巨頭們爭搶的籌碼? 我們嘗試通過一篇文章來共同仰望星空,釐清其中的真相和未來。

“星球大戰”緣起

在弄清楚什麼是“太空互聯網”之前,我們有必要先來回顧一下,低軌衛星星座是如何從商業新秀一步步變成“下水道”項目的。

其實早在上世紀80年代,通訊衛星技術就開始在個人通信領域得到應用。

藉由Inmarsat海事衛星組織、國際移動衛星公司等爲代表的運營商,普通消費者在海上、無人區等等地面通訊網絡難以覆蓋的區域,也可以使用衛星電話進行通話。

此時,一些企業家看到了其中隱藏的巨大商業價值,紛紛參與到了衛星公司的建設中去。具有代表性的有比爾蓋茨資助的Teledesic,摩托羅拉的銥星計劃等等。

可是很快地,低軌衛星星座項目就紛紛遭遇困境,這波技術熱潮開始退燒。問題主要體現在兩個矛盾:

1.低軌衛星通訊與地面通訊運營商之間的矛盾。此時,衛星通訊運營商和地面通訊運營商還處在“有你沒我”的水火不相容狀態,但衛星通訊網絡的建設又遠遠落後於手機終端和2G網絡的發展速度,很快被手機網絡所超越,導致不少衛星企業和計劃走向破產。

2.高昂研發運營成本與普通消費者之間的矛盾。無論系統研發、衛星發射都能等都需要高昂的成本支出,因此衛星運營商們提供的語音通訊服務都極其昂貴,即使現在也只有在海洋巡航等特殊環境中才有價值,很難吸引到更多的付費用戶,也並不能普惠無網絡覆蓋地區的人口。

這樣的大環境之下,一大批提出低軌衛星星座的企業和計劃陸續撲街。摩托羅拉支持的銥星計劃,在耗資50億美元建設之後,卻最終在1999年宣佈破產清算。Teledesic在花掉超過90億美元的投資後於2002年關閉。

此後幾十年的故事大家也都非常熟悉了,那就是一場由地面通訊運營商主導的2G4G的大型數字基建工程。

那麼,到底是什麼原因,讓偃旗息鼓的低軌衛星,迎來了新一輪“起高樓、宴賓客”的欣欣向榮呢?

羣雄逐鹿的太空互聯網

讀懂了局中玩家的心思,或許也就弄懂了低軌衛星星座復甦的原因。

我們不妨來梳理一下,到底有多少科技巨頭想要在低軌太空分一杯羹。

亞馬遜Project Kuiper太空項目目前還沒有得到聯邦通信委員會的批准,不僅沒有具體的推進時間表,還有可能直接被斃。因此,我們不妨從它的潛在頭號勁敵——特斯拉說起。

SpaceX 是特斯拉創始人XXX的太空項目,並從2015年開始就在醞釀低軌衛星計劃並推出了大名鼎鼎的Starlink(星鏈)。2018年2月22號,Starlink的兩顆試驗衛星Microsat2-A/-B就搭載着獵鷹9號搶先發射。

谷歌也沒有缺席。早在2010年初,谷歌就聯合匯豐銀行與歐洲有線電視運營商Liberty Global發起了“O3b計劃”,旨在通過衛星網絡覆蓋另外(仍未上網的)30億人。但項目推進得並不順利,負責人Greg Wyler於是在離開谷歌後組建了自己的衛星企業OneWeb,併成功吸引了軟銀的投資。

2019年3月,OneWeb發射了其全球網絡計劃“星座互聯網”的前六顆衛星,未來兩年內還將發射650顆相互連接的衛星羣。

2016年,Facebook價值2億美元的兩顆互聯網衛星在獵鷹九號火箭爆炸中被摧毀,於是它也決定自力更生,在2017年成立了子公司 PointView Tech LLC,投入數百萬美元研發實驗衛星,據說比Starlink衛星的網絡傳輸數據速度快10倍。

此外,波音和加拿大運營商Telesat也相繼透露了建設高速互聯網星座的計劃。

當然咯,“太空互聯網”這樣的項目,中國航天力量自然也有姓名。

目前我國的低軌星座計劃已經超過了16個,有大約80家太空技術初創企業投身太空競爭。

2018年12月22日,中國航天科工集團的低軌通信項目“虹雲工程”的首顆試驗衛星發射升空。一星期後,中國航天科技集團的“鴻雁星座”也將首顆衛星送入了太空。

企業方面,剛剛完成三輪融資的銀河航天,也推出了“銀河Galaxy”計劃,打算通過上千顆自主研發的5G通信衛星建設低軌寬帶衛星星座,並將在今年下半年發射自主研發的第一顆低軌道衛星(實驗星)。

由此來看,“太空互聯網”就是一個頂級科技企業集體炫技的存在,絕對的高風險+高精尖技術綜合體。影兒都沒見着的亞馬遜衛星寬帶網絡計劃,想要追趕上這些技術和經驗齊備的前輩們,還是很有挑戰性的。

當然,大家可能也發現了其中的詭異之處,既然“太空互聯網”早已被歷史證明是費時費力又費錢,爲什麼科技巨頭們還要在此時搶着上車?

恐怕需要想一想,今時與往日究竟有何不同?

悄然復甦:日漸成熟的“太空疆域”

可能會有小夥伴發出疑問,你說了這麼多,低軌道衛星通信除了“燒錢”,究竟有什麼“異能”?

從基本邏輯上來說,低軌道衛星通信並不是什麼晦澀艱深的技術,就是利用運行軌道比地球同步軌道低得多的一組衛星,來實現全球通訊覆蓋。

但其特殊的地理位置和組網模式,卻賦予了其特殊的優勢:

首先,和“站得高看得遠”的高軌衛星相比,低軌道衛星通訊由於高度較低,因此傳輸延時更短、路徑損耗小,能夠爲用戶終端提供高效、更具性價比的數據分發服務。

其次,與地面通信網絡相比,低軌衛星通信可以實現廣域覆蓋,爲偏遠地區、飛機、艦艇等地面網絡無法到達的地方提供網絡服務。

另外,多個衛星組成的星座組網模式,可以增強5G大規模物聯網的穩定性,在飛機、輪船、火車、汽車等移動環境中提供不間斷服務。

比高軌道衛星網絡更便宜,比地面通訊網絡更全面,這是低軌道衛星星座的天然優勢。以此爲出發點,可以實現許多往常難以想象的服務與應用。

在此基礎上,爲什麼上個世紀巨頭們各種努力、千億資金都沒能撬動的產業門檻會在今天,被幾家企業一碰就轟然倒地,這種“體質”的變化纔是我們最好奇的地方。

這裏面其實隱藏着幾個關鍵因素的升級:

1.商業市場的真實潛力。移動互聯網和應用軟件的發展,將數字終端消費者都培養成了高通量的數據使用者,而高軌衛星自身的通訊容量又很小,無法滿足終端的消費需求,自然就讓低軌衛星星座抓住了崛起的機會。

而另一方面,地球還有大約30 億人口處於 unconnected(未被連接的)狀態,這些地面基站無法覆蓋的地方,都是衛星通訊可以大展拳腳的新大陸。根據亞馬遜的估算,一旦自家衛星投入商業服務,可能會帶來數十億美元的收入。

2.5G產業的繁榮。在5G的影響下,低軌衛星產業與地面通訊產業,正在從以前的“你死我活”走向合作共榮。

5G不斷探尋着更快的速率和更高的帶寬,對海上、沙漠、雪山等複雜環境的聯網需求也越來越高,低軌衛星、海底光纜自然而然地就會被統合進來。此前,衛星行業生產廠家、運營商、高校等還聯合成立了SaT5G聯盟,以期影響5G標準的制定。這顯然是大佬們敢於押注的重要背景。

3.衛星產業鏈的成熟。低軌衛星星座在商業上變得可行,一個重要原因是製造、發射、運營等環節,成本正在大大降低。計算機的小型化讓設計出更小更便宜的衛星成爲可能,一些衛星製造商引入了三維打印等技術和生產線,實現小衛星的批量生產。SpaceX和Blue Origin等商業太空公司的出現,也正在快速降低火箭發射的整體成本。

有專家估算過, 如果讓全球每一個角落都聯網, 投入低軌道衛星的成本,未來有機會降到基站建設成本的1%。這使得投資衛星公司的風險大大降低,也更容易吸引到資本。

這些在上一波衛星浪潮中掣肘商業化公司的因素,在時間的潛移默化下,從冷酷深海演變成了一片風物合宜的良田,成爲5G時代背景下的兵家必爭之地,也就不足爲奇了。

告別“地心引力”有多難?

低軌通信星座正在從“時代的眼淚”,變成“太空互聯網”的代名詞。搶佔太空“疆域”,也成了科技巨頭之間的“迷之默契”。

但反過來想,低軌通信衛星真的足夠成熟了嗎?當我們剝離掉科學狂人和激進資本的重重光環,似乎又不得不變得保守。

在“低軌道搶位賽”的背後,我們會發現每一個玩家似乎都面臨着同樣的尷尬:大環境和產業端的欣欣向榮,未必總是真實的需求與同步。

大衆對“太空互聯網”的期待,就像是一個無死角的高空Wi-Fi,本質上追求的是更好、更快、更流暢的“網上衝浪”體驗。換句話說,衛星公司及運營商,核心任務是聚焦於數據服務,比如遠程互聯網、物聯網技術等等。

然而到具體的產業端,我們沒有看到這類服務的系統實現成功運營,反而是企業更多地選擇將精力放在對軌位和頻率資源的爭奪上。這一方面確實促成了低軌衛星的繁榮,另一方面也催生出了不少激進而冗餘的方案。

舉個例子,上世紀最爲著名的銥星計劃,只打算建造一個有77顆衛星(後縮減爲66顆)的星羣。而新一代太空寬帶網絡,所有機構和企業的衛星數量動輒數千上萬。

SpaceX 的星鏈原本的目標是,第一階段發射4425顆寬帶衛星,第二階段再發射7518顆,總數達到12000顆。但費盡心思也才發射了64 顆,其中還有 19 顆還失蹤變成了太空垃圾。

長此以往,各家低軌衛星在太空中不可避免地會與其他衛星產生波束交叉,造成幹擾風險。宣傳上的數字遊戲,正在演變成一場惡意的頻譜資源囤積,而非以提供服務爲宗旨,甚至可能超出了地球本身所能承載的範疇。

目前的情況來看,科技巨頭的野心與產業的真實需求,正在出現明顯的斷層。

(令人密恐的低軌道衛星星座羣)

另一個關鍵問題是,衛星公司的大規模出現,進一步加劇了市場的競爭程度,也壓低企業自身的體驗與營收能力。

低軌衛星通信系統瞄準的目標羣體基本都是發展中國家等光纖網絡覆蓋不到或不足的人羣,在其他市場也會跟移動通信運營商這樣成熟的商業網絡產生正面衝突,這就意味着企業提供的服務必須足夠便宜,用戶規模足夠大,才能維持長期發展。

原本在這一點上,大家都是非常樂觀的。比如根據華爾街日報的估算,SpaceX 的星鏈到 2025 年用戶將超過 4000 萬,帶來的收入可達 300 億美元。

願景是美好的,但今天巨頭們的明爭暗鬥更加激烈,玩家多了,局勢也變得更加不可控。“銥星計劃”就是一個前車之鑑。運行一年之後,“銥星”的用戶量也只能達到預估的4%,市場需求的下降和準備不足很快就使公司經營難以爲繼。

另外,雄心勃勃的踏空衛星網絡建設也需要鉅額的資金支持,SpaceX據說由於私人市場的高需求,擁有巨大的資金來源。亞馬遜雖然家大業大,但能否順利成功組網、乃至實現商業化運營,仍然是個未知數。

可以預見的是,未來“太空互聯網”必然是通信領域的重頭戲。但在目前這個階段,產品端沒能拿出具有大衆認知度和說服力的新一代通信解決方案,在商業端又面臨着相當漫長且摸着石頭過河的重重迷宮。很難徹底說服大衆誰能“拼出一個未來”。

作爲一名喫瓜羣衆,更想看到的不是鋪天蓋地的營銷通稿,不是毀天滅地的誇張數字,更不是愈演愈烈的紅海競爭。而是明確的產業發展路徑,大量解決實際問題的實錘技術,這或許纔是太空互聯之夢成真的奧義。

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