烽煙再起：源自美好願望的低軌星座，終究服務軍方

小火箭出品

本文作者：邢強博士

本文共2900字，21圖。預計閱讀時間：6分鐘。

如今，我們已經習慣於使用微信進行交流溝通，而數年前，我們交流的媒介主要是手機電話和簡訊。

公元1992年12月3日，在英國沃達豐工作的22歲的軟體工程師帕普沃斯用計算機給一部2公斤重的攜帶型電話發送了兩個單詞。

和咱們逢年過節的時候做的事情類似，這小夥子給公司的這部電話發送的是「Merry Christmas」 聖誕快樂。

這就是世界上第一條簡訊。

很快，1993年，諾基亞就推出了世界上第一款可以收發簡訊的行動電話。

這家在1865年以伐木和製造木漿起家的企業，經歷過1898年的橡膠業大發展和1912年的電纜行業大進軍後，與1987年成為了歐洲軍火巨頭SAKO的股東（佔50%），生產SAKO-NOKIA子彈。

進入手機行業的諾基亞，在2005年達到了事業的巔峰，年出貨2.64億部手機，全球市場佔有率達32.1%，是位居第二的摩托羅拉的1.8倍。

不過，說起人類在通信領域對衛星星座的嘗試，就不得不提摩托羅拉公司了。

摩托羅拉，這家在阿波羅登月計劃中為登月飛船提供通信服務技術支持的公司，不僅僅在上世紀60年代末將阿姆斯特朗在登上月球的瞬間說的「這是我的一小步，卻是人類的一大步」這句話傳回了地球，而且一直在為提升人類的通信能力而努力。

公元1973年4月3日，時年45歲的馬丁·庫帕博士自信而謙卑地站在紐約曼哈頓最為繁華的街頭，舉起他研製的行動電話原型機，給大名鼎鼎的貝爾實驗室打了一個電話。

上圖為2007年庫珀博士的情景再現照片。這部1.1公斤重的電話開啟了人類的移動通信時代。

摩托羅拉公司當然要以庫珀博士為傲了，在他的努力下，摩托羅拉領先于貝爾實驗室，率先研製成功了人類第一部行動電話。

1985年，摩托羅拉公司的高級工程師巴里·伯蒂格和他的妻子在巴哈馬度假。

當時，大忙人伯蒂格夫人擔心在這個相對曼哈頓地區要偏遠得多的地方，手機會沒有信號，從而錯過客戶的來電。

伯蒂格的工程師靈魂被妻子的擔心喚醒了，他當時靈光一閃，想出了一個由遍布在太空的大量衛星構成的星座來實現全球信號覆蓋的大膽的方案。

這就是赫赫有名的銥星計劃的來源。

上圖每個小圓圈都代表了一顆衛星的覆蓋範圍。整個星座由77顆衛星構成，星座中的每顆衛星覆蓋一個較小區域，而77顆衛星組合起來，就實現了對全球的覆蓋。

77是元素周期表中銥元素的序列，因此計劃得名為銥星。考慮到銥元素得名於彩虹女神伊麗絲，這名字真是好聽。

後來，銥星星座的衛星總數由77顆減少為66顆，按理說，計劃名稱應該改為66號鏑元素了吧。不過，後來摩托羅拉公司沒有改名，依然沿用銥星這個名字。因為66號元素鏑的希臘語原意為極難獲取。

如果用這個名字來命名一套以信號的全球覆蓋為奮鬥目標的系統的話，不祥。

不過，實際上，銥本身也是極難獲取的。銥是地殼中的稀有的元素之一，預計總含量僅有黃金40分之一，是白金的十分之一。

後來的故事，大家就比較清楚了。

公元1998年11月1日，時任美國副總統戈爾使用銥星行動電話打出了第一個電話，標誌著銥星系統開始投入運營。

當時，一部銥星手機的報價是3000美元。

（小火箭根據通脹率計算，相當於2018年的4947美元，也就是人民幣31350.62元，約為3.1萬元。）

好貴。而每分鐘的通話費用為3美元到8美元不等。按平均5美元來算的話，換算成2018年2月份小火箭在寫這篇文章時候的人民幣，約為52.22元每分鐘。

那個年代，海底電纜和光纖技術的突飛猛進，銥星計劃可謂生不逢時。

到1999年5月，銥星總共才獲得了1萬用戶。投入運營5個月零20天的時候，銥星總虧損額已經超過了5億美元。

1999年8月，銥星用戶突破2萬人，但是還是等不起了。1999年8月13日，銥星申請破產。2000年3月17日，銥星破產。

用整整12年研發和布設的天基系統，擁有堪稱完美的星座設計，但是投入運營僅15個月就破產了。

比較

銥星的破產引發了大討論。其案例成為了無數工商管理培訓課程上的必講內容。

銥星的影響是深遠的。太空探索的商業化開始面對巨大的來自庸俗思想的壓力。高科技不代表高收益，這樣一句話成為了大量懶於創新或者沒有自主研發能力的企業的借口。

對銥星案例的恐懼成為了今天低軌星座建設的阻礙，對依賴山寨和模仿來獲取低投入高回報的貪婪成為了如今高科技研發的噩夢。

終於，SpaceX公司從2015年就開始撩撥大家的天基互聯網星座還是開始搭建了。

公元2018年2月22日，協調世界時14點17分00秒，一枚獵鷹9號運載火箭B1038.2從美國范登堡空軍基地SLC-4E工位成功點火（見上圖），隨後將西班牙的一顆合成孔徑雷達軍用對地觀測衛星送入預定軌道。

隨上圖這顆由空中客車公司研製的軍星一起進入太空的，就是SpaceX公司第一批自主研發的衛星：

MICROSAT-2A和MICROSAT-2B，也就是涉及到1.2萬顆衛星的龐大的衛星星座的2顆技術驗證先導星。

SpaceX公司的星鏈計劃準備這樣搭建，基本上分三步走：

第一步：用1600顆衛星完成初步覆蓋。

其中，前800顆衛星滿足美國、加拿大和波多黎各等國的天基高速互聯網的需求。

小火箭風格：這1600顆衛星分布在32條軌道上，每條軌道50顆衛星。

軌道高度1150公里，軌道傾角53°。

第二步：用2825顆衛星完成全球組網。

小火箭風格：這2825顆衛星分為4組。

第1組由1600顆衛星組成，佈於32條軌道上，每條軌道50顆，軌道高度為1110公里，軌道傾角為53.8°；

第2組由400顆衛星組成，分布在8條軌道上，每條軌道50顆，軌道高度1130公里，軌道傾角為74°；

第3組由375顆衛星組成，分布在5條軌道上，每條軌道75顆，軌道高度1275公里，軌道傾角為81°；

第4組由450顆衛星組成，分布在6條軌道上，每條軌道75顆，軌道高度1325公里，軌道傾角為70°。

前兩步的衛星總數量為4425顆，這些衛星工作在較為傳統的Ka波段和Ku波段，力爭以量取勝。

第三步：用7518顆衛星組成更為激進的低軌星座。

對於SpaceX的星鏈計劃和摩托羅拉的銥星計劃，小火箭認為有以下幾點不同：

銥星計劃的發射成本遠高於星鏈計劃。

第一代銥星系統的衛星中，大部分（55顆）是由德爾塔II型運載火箭發射的。該火箭在上世紀90年代的發射報價為5100萬美元，也就是相當於今天的8409萬美元。

而SpaceX公司用於發射星鏈衛星的獵鷹9號火箭的報價僅6200萬美元。

而且，大部分星鏈衛星是SpaceX公司發射其他軍用或者商業載荷的時候，以搭載的方式，搭車進入的太空。更何況衛星和火箭是SpaceX公司自家的，一切好商量。

比如SpaceX公司的前2顆星鏈衛星就是發射西班牙的軍星的時候搭載上去的。

2. 星鏈計劃的用戶要遠多於銥星計劃。

上圖為在南極地區執行任務的美國空軍人員正在使用銥星系統進行通信。

銥星的通話費用和在偏遠地區通話的比較優勢就註定了其用戶主要是軍方、科學家、遠洋航海者和石化行業從業人員以及一些熱愛挑戰極限的旅行家。

而星鏈計劃的重點在於遍布全球的高速互聯網。相較於通話，人類對高速互聯網的需求要大得多。

新的低軌星座競爭狂潮，已經由SpaceX公司拉開帷幕。回首過往的銥星計劃，展望未來的人類低軌民用和軍用通信星座，值得 品味的事情，還是有很多的。

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