美搞5G不按套路出牌：不建地面基站 直接發射12000顆衛星

利刃/五月花

近日，隨著一枚第三次重複使用的獵鷹9火箭在卡納維拉爾角第40發射場騰空而起，首批60顆"星鏈"Starlink星座衛星被成功送入太空，SpaceX公司和其老闆馬斯克宏偉的"萬顆衛星全球無線上網"組網計劃就此正式拉開帷幕。

"獵鷹9"火箭整流罩中的60顆"星鏈"衛星

作為當今全球最具傳奇色彩的高技術領域創業者，埃隆·馬斯克一直從來不缺乏創新精神。在2015年1月"獵鷹9"火箭將"龍"飛船首次發射上天不久後，馬斯克就對外宣布，要用數千顆小型衛星建設一個覆蓋全球的衛星互聯網通信網路。而在2017年SpaceX向美國聯邦通信委員會遞交的"非對地靜止軌道衛星系統"的申請中顯示，這個被叫做"星鏈"的通信衛星網路中使用到的衛星數量已經增加到驚人的1.2萬顆。

要知道目前全世界在軌衛星的總數也不過才1700顆多點，而整個發射計劃將在短短9年內完成。這個明顯已經超出正常地球人想像極限的計劃一經推出，自然又引起了全球媒體的一陣騷動。當然這種騷動中，大部分的聲音還是以質疑為主，而24日這天，SpaceX公司用實際行動向世人證明，埃隆·馬斯克確實是在動真格的。

星鏈計劃LOGO

那麼現在的問題就是，這個"星鏈"計劃究竟有何過人之處，值得馬斯克如此豪賭？

眾所周知，要進行足夠高效的遠距離甚至跨洋跨洲的實時通信，除了海底光纜，最主要的辦法就是用人造衛星進行轉接通訊，確切的說，是用部署在地球同步軌道的大型衛星進行轉接服務。這種被叫做地球靜止軌道通訊衛星的大型衛星是目前世界最主流的衛星轉接通訊方案。但由於是運行在數萬公里之遙的地球同步軌道，對功率各方面的要求巨大，而由此導致的動輒數噸的體重又導致發射成本飆升，最後導致整體運營成本過於昂貴，以至於只有媒體企業和政府才用得起。

傳統靜止軌道衛星大而昂貴

於是將衛星搬到更低的近地軌道上，就成為降低整體成本的最有效方式。比如"星鏈"計劃這次發射的衛星，每個就只有227公斤重，相比傳統通訊衛星堪稱迷你。但近地軌道也有近地軌道的缺點，其中最明顯的就是在這個軌道上，衛星無法保持相對地球某一點的靜止，而是在高速的環繞地球飛行，這就會造成衛星與地面某一區域只有在特定時間才能建立通訊聯繫。

解決辦法其實非常簡單，使用多個衛星，讓每個時段都有衛星通過需要建立通訊業務的區域就行。只不過這次馬斯克的這個衛星群的數量有點實在超乎想像，根據SpaceX的計劃，這個多達1.2萬顆的星座將分成三步完成：

第一步，將在距地面1150公里高的32條軌道上部署1600顆衛星，實現對北美地區的組網，此次發射的60顆衛星，就是這個階段的第一射；

第二步，在距地面1100~1300公里不等的51條軌道上部署2825顆衛星，實現對全球的初步組網；

第三步，在距地面340公里高的軌道上部署7500餘顆使用毫米波波段的衛星；

這樣內層7500餘顆毫米波波段衛星 外層4425顆傳統Ka波段和Ku波段衛星，人類歷史上前無古人的覆蓋全球的天基互聯網網路就此完成。

星鏈計劃藝術宣傳圖

當然要說明的是，SpaceX並不是第一家提出這種方案的公司，早在上世紀90年代，通訊業巨頭摩托羅拉公司就搞過一個著名的"銥星計劃"。根據摩托羅拉的設想，整個星座將由77顆（後來減少至66顆）衛星構成，運行在平均高度為780公里的近地軌道上，以接力方式完成對全球範圍的覆蓋。但不幸的是，由於種種原因，這個看上去很美好的計劃卻在建成後僅15個月就宣告破產，成為IT通訊界最著名的失敗案例之一。

銥星計劃使用的衛星

"銥星"項目破產的原因是多方面的，但鑒於其破產也不過是2000年的事情，距現在也才20年不到，這個巨大的失敗導致目前各大通訊巨頭均不敢再涉及這個領域。而馬斯克就是要當這踏雷區的第一人，並且方案指標更加瘋狂，也難怪很多人一開始甚至以為這是馬斯克的一個圈錢騙局。

馬斯克雖然瘋狂，但其瘋狂卻是建立在冷靜科學的分析之上。而目前的SpaceX在這個領域，確實擁有著當年摩托羅拉公司所不具備的諸多優勢：

首先，摩托羅拉只是一家通訊公司，要將衛星送上天，只能靠外購發射業務來完成，而這就是導致該計劃成本高昂的大頭之一；

而現在的SpaceX恰恰是自己就具備衛星發射能力的企業，並且還是擁有全球報價最低的火箭，同時衛星本身也是自己研發的。另外根據計劃，大部分星鏈衛星都將採取在發射其它商業載荷時搭順風車的方式上天，這就保證了整個星鏈計劃的建設成本遠比銥星低廉許多；

可重複使用火箭技術是馬斯克搞星鏈計劃的技術底氣

其次，銥星上天的時代，正好是全球互聯網剛剛開始興起的年代，那時的互聯網用戶大都集中在網路基礎設施完善的城鎮地區，並不需要用到衛星通訊這麼高端的轉接方式，這就導致銥星計劃的用戶群體過於狹窄，過少的用戶量導致使用成本高昂，而高昂的成本又嚇走新的潛在客戶，最終入不敷出；

而星鏈計劃所處的這個年代，互聯網用戶群體已經遍布世界的每個角落，從中國鄉村地區的農民到南極洲的探險家，人人都在渴望更加便捷的互聯網接入方式，這就讓星鏈計劃從一開始就不用為用戶群體的數量而發愁；

高質量的戶外網路通訊是移動通訊發展的大趨勢

最後，在通訊技術上，依託於90年代初技術的銥星計劃只能做到語音通訊，說白了就是個基站放到天上的傳統手機，發展潛力極小；而星鏈計劃從一開始就是瞄準了全方位的互聯網上網體驗，並且技術上將達到5G標準，用戶體驗根本不是銥星時代能相比的。

總的來說，如果成功，星鏈計劃的確是革命性的，想想即使是身處非洲熱帶雨林，也能獲得比在大城市裡用4G信號更快的網速，這對於用戶的吸引力的確是致命的。尤其在與各大移動通訊服務商達成合作後，徹底擺脫地面蜂窩基站的前景無疑更是將給移動通訊業再帶來一次革命性的顛覆。

星鏈計劃打算將5G網路搬上太空

但所謂事務都有正反面，星鏈計劃在充滿誘惑的同時，同樣擁有諸多挑戰：技術問題、資金問題、傳統移動通訊勢力的反對等等等等，都在等待SpaceX和馬斯克去一一攻克，而有些問題，甚至不是SpaceX本身能解決得了的。

馬斯克的"瘋狂"永不止步

但馬斯克畢竟是馬斯克，比起哀嘆事情有多難，先動手去做才是馬斯克的風格。或許這個星鏈計划到最後不一定能成功，但起碼，面對全球天基互聯網這個宏偉的夢想，馬斯克這些先驅者們已經替全人類邁出了第一步。

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