【特邀专栏】马斯克等为何热衷打造卫星互联网
本文由作者黄志澄和《国际太空》杂志授权转载
前不久，埃隆·马斯克对外宣布，美国太空探索技术公司正在与WorldVu卫星公司商谈合作，研发能够向全球提供互联网接入服务的，由700颗卫星组成的低轨道星座，每颗卫星的质量大约为113kg。面对庞大的建造数量，双方正在考虑建造一家卫星工厂，以便将每颗卫星的造价控制在100万美元以下。
此前，谷歌公司在开展热气球和太阳能无人机项目之后，宣布将会支出30亿美元，用于建造能够向全球提供上网服务的卫星系统。由谷歌公司牵头，与汇丰银行、海外有线电视运营商“全球自由”共同组建了O3b公司。现在已有8颗地球同步轨道卫星在轨全面运行，其卫星星座最终将由180余颗质量在680kg的卫星组成。上述的WorldVu卫星公司，就是由谷歌公司这个卫星系统的原主管格雷格·维勒所创，他为WorldVu公司申请到了一部分轨道频谱的使用权。
后来，SpaceX公司与WorldVu公司的合作谈判并未成功。SpaceX公司得到谷歌公司超过10亿美元的融资，准备在西雅图建厂；而格雷格·维勒成立了一家新公司一网公司，准备建立由648颗卫星组成的低轨道星座。每个卫星的质量在129.3kg左右。卫星将会在距离地面约1207km的轨道上运行，通过简化组装生产的流程，每颗卫星的成本有望控制在35万美元左右。2015年1月，维珍银河与高通两家公司，决定领投一网公司。特别是维珍银河公司，准备在“太空船”火箭飞机的基础上，研制发射卫星成本很低的发射者－1。它能间隔3～4h发送1颗卫星，并可以从多个地点执行发射任务。最近，美欧的多家卫星制造商表示愿意为其制造卫星。
早在20世纪80-90年代，摩托罗拉公司提出并建成了以66颗卫星向全球提供通信服务的“铱”星系统。由于“铱”星系统是通过卫星之间的接力来实现全球通信的，而每部电话都可以与卫星进行相联，所以即便是偏远地区，“铱”星系统都能够实现通信。然而，这项总投资高达60亿美元的项目，却因运营成本太高，而不得不将一部手机定价为3000美元，话费为7美元/分钟，才勉强拥有20万的用户量。由于用户规模小，系统的平均成本难以下降，铱星公司最后宣告破产，并由美国国防部收购后改为军用。“铱”星系统的竞争对手“全球星”系统，则在其后也相继申请破产。当时，还有一家打算发射近1000颗卫星组建卫星互联网的Teledesic公司，也胎死腹中。
“铱”星时代，卫星的数据传输的带宽远远不够，无法为大量用户提供高速宽带服务。进入21世纪后，欧美大国多次军事行动，大大刺激了卫星网络技术的进步。2011年，奥巴马总统在白宫观看了刺杀拉登行动的视频直播，背后的功臣就是美军的高带宽全球卫星系统。波音公司的下一代通信卫星也能够以吉比特每秒的速率与大批地面终端通信，足以满足5G网络时代的消费者需求。
随着互联网的高速发展，运营商的网络建设速度已经开始成为整个行业的瓶颈。网络覆盖率低、资费高、通信质量不稳定等问题，已经直接威胁到几大互联网科技巨头的核心市场：无论是谷歌搜索还是苹果iPhone手机，或是“脸书”社交网络，均高度依赖高速互联网服务。为了推动网络基础设施的进步，这些企业开始谋求自行铺设电信网络，但在陆地上重新打造高水平的互联网，不仅投资巨大、建设周期漫长，而且许多国家不允许这些跨国企业铺设公众网络，根本不可能实现覆盖全球的、基于传统光缆和地面基站的统一电信网。因此，谷歌、苹果等公司必须寻找新的途径，而这些年来因为军方需求而迅速发展的卫星通信技术，就成为了最佳选择。
建设卫星互联网，遇到的最大困难仍然是成本问题。虽然低轨卫星的制造与发射费用正在逐年走低，但比起地面网络来说依旧昂贵。此外，卫星网络还有易受干扰、终端体积较大等固有缺陷。因此，美国是否能如愿建成全球卫星互联网，仍存在较大风险。
技术改变世界，设想当你的iPhone手机直接和卫星的WiFi相联时，你的生活将会发生怎样的改变？
（来源：《国际太空》，作者：黄志澄）
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