马斯克“星链计划”深度解读，伟大or疯狂？

作者：未来研究社2019  新浪VR

什么是星链计划？

星链英文名Starlink，是美国太空探索技术公司SpaceX的一个项目，计划在2019年至2024年间在太空搭建一个由12000颗卫星组成的“星链”网络,其中1584颗部署在地球上空550千米处的近地轨道，7500颗部署在距离地面340千米的轨道，2825颗部署在距离地面1150千米轨道，目的是为全球提供全天候高速低成本卫星互联网。2019年10月16日，SpaceX又准备将卫星发射总量增加3万颗，预计在2027年前全部发射。

星链计划由SpaceX CEO埃隆·马斯克于2015年1月宣布。

2019年5月，SpaceX利用猎鹰9号运载火箭成功将“星链”首批60颗卫星送入轨道。

最近一次的发射是在今年6月13日，SpaceX顺利完成第9次发射任务，用一枚“猎鹰9”火箭将61颗卫星送入太空。

截止目前，“星链”项目入轨卫星总数达到538颗。但是这距离总量4.2万颗卫星相差甚远。

为什么星链计划需要这么多的卫星呢？

4.2万颗卫星，几乎是人类有史以来发射卫星数总量的9倍。可这对于星链计划来说是必须的。

我们知道，大多数通讯卫星都是体型较大的独立卫星，美国的GPS卫星，总共有24颗，高度平均超过两万千米。中国的北斗卫星的30颗中高轨道卫星高度也在两万千米以上。而位于地球静止轨道的通信卫星在赤道上空，高度达到了3.6万千米。

这些卫星体型大、位置高，但覆盖面很广。而星链这种近地轨道卫星不同，虽然由于距离地面近网络延迟大大缩小，设计上也更轻巧，但其以极快的速度围绕地球旋转，只能捕获到下方一小片区域，信号覆盖面很小，所以想要全球服务，必须要增设数万个卫星。

按照马斯克的设想，星链卫星可提供速度为1Gbps的宽带服务，是目前平均网速的180倍，可以和5G速度媲美。

星链和5G的竞争

说到这里，很多人会想，既然星链这么好，那地面5G的发展是否会受到冲击？

并不会。

首先我们要知道，普通用户想要使用星链网络，需要购买安装专用的信号收发终端，并且安装到墙面外侧或者屋顶，将卫星信号转换成WIFI信号，然后供用户的终端使用。

这个原理可以理解为把地面基站天空化。

这就决定了星链很难服务人口密集的地区。

比如上海等国内一线城市，人口达数千万，5G基站需要布置二三十万个，才能满足所有人的使用需求。而星链卫星虽然有4万多颗，但覆盖一个城市的并不多，有限的带宽完全无法满足大量用户的使用。

另外一个问题就是星链相比5G时延更大，而且这是无法解决的。

理论上计算，位于550公里轨道的卫星延迟为4毫秒、1200公里轨道的卫星延迟达8毫秒，实际使用时延迟肯定会更高。而5G的时延可达到1毫秒。

所以，在自动驾驶、VR、云游戏等等需要极低延时的领域，5G拥有绝对优势。星链更适合在物联网和对时延不敏感的业务中使用。

另外，在一些信号遮挡严重的环境中，星链网络也难以使用，还有天气变化等因素也会导致其网络不稳定。

所以，星链最大的优势是为普通光纤无法覆盖的海洋、沙漠、无人岛屿、深山密林等等地区提供服务。

在使用成本上，马斯克曾表示，预计服务费约为80美元，信号设备可低至100美元，可这相比目前的运营商套餐定价来说并不便宜。

综上所述，星链计划更可能的是作为5G技术的补充，适合在偏远地区普通网络无法覆盖的地方使用，无法颠覆目前的传统电信行业。

马斯克也曾说过，星链计划不会对传统电信行业产生威胁。

星链的军事潜力

除了民用，星链在军事方面的应用也值得关注。

据人民网报道，SpaceX曾与美国军方达成协议，使用星链卫星群为美国陆军进行通信测试，美国空军和陆军也已开始积极探索其应用，未来或有数万颗卫星支持作战。

确实，卫星互联网拥有明显的军事应用潜力，卫星的空间网格摆脱了地面的遮挡和干扰，有利于军方的定位、监控、管理、调度等。这将和5G一样改变未来的战争形态。

看到这里，不免想到电影《全球风暴》中气象卫星网络被滥用引发灾难的剧情，虽然与此不同，但潜藏的隐患也难以估计。

星链带来的各种问题

星链计划确实在很多方面都能发挥作用，但它也带来了很多问题。

对于我们普通人来说，最明显的就是未来的观星体验会大打折扣，试想，抬眼望去，天空中到处都是星链，那种自然的美感简直要被破坏殆尽。

而国际天文学界，更对大量卫星的发射表示担忧，这不仅会严重影响天文学观测，还会增加与航天器碰撞的风险。特别是星链计划的4.2万颗卫星，如果顺利全部部署，将极大的加剧这一问题。

2019年6月，针对“星链”卫星可能“污染”星空，影响天文观测的问题，美国天文学会发表声明，称其正在评估相关影响，并确定适当的缓解措施。

（上图是美国西北大学使用暗物质照相机在天文台拍摄的照片，19条星链卫星轨迹占据了6分钟曝光的照片。假如4.2万颗卫星都成功发射，后果难以估计）

2019年9月，欧航局“风神”气象卫星与“星链44”卫星险些碰撞。欧航局采取紧急变轨操作，才避免这一事故。

2019年的发射中，三颗星链卫星通讯中断失去联系，这更增加了人们的担忧。

数量的大幅增长会增加卫星在太空相撞的风险，产生更多的碎片，也会进一步威胁其他航天器。

目前，国际上关于卫星轨道和频率资源占用采用“先占先得”的方式，特别是近地轨道资源更加珍贵。星链计划的大量卫星势必会霸占这一资源，让同类卫星无路可走，这也为未来的发展埋下了隐患。

与传统互联网相比，卫星互联网的一些特点，比如时空跨度大、信息维度高、系统结构复杂等等也使得它更容易遭遇攻击，比如数据窃听等。

国内外行业现状

关注星链的同时，我们也应该知道，星链计划并非全球唯一，也并非是第一个。

1987年，摩托罗拉正式发布铱星计划，由66个通信卫星组成，但是在90年代，因高成本运营宣告失败。OneWeb也曾计划建造900颗卫星，但在今年3月申请破产,并且该项目的在轨卫星已有74颗。

关注卫星互联网的巨头还有一网、开普勒通信、O3B、波音、谷歌、亚马逊、三星、Telesat，也都在计划着星链系统，但最终都因成本高以及盈利未知而频频推迟。

很多朋友也一定想知道国内的卫星互联网状况。

2017年，ofo发布X计划，支持九天微星发射民用娱乐卫星；2018年双11期间，阿里巴巴集团的“糖果罐号”迷你无人太空站搭载长征四号乙运载火箭在太原卫星发射中心升空；B站、斗鱼等也都有卫星发布计划。

还有小米雷军的顺为资本投资了银河航天、星际荣耀、千乘探索、深蓝航天四家商业航天企业，银河航天在年初也发射了低轨宽带通信卫星。

但是，据知情人透露，这些互联网企业多以冠名、投资为主要手段，并不涉及实质性业务，只是噱头罢了。

当然，真正拥有实力的国内项目也是有的！

中国航天科技集团在2016年公布了鸿雁星座项目：计划在2022年建成由60颗卫星组成的通信网络。2025年，完成二期数百颗卫星，打造“海、陆、空、天”一体的卫星移动通信与空间互联网接入系统，实现全球任意地点的互联网接入。

中国航天科工在2018年发布虹云工程：在2018年底开始发射，预计在2022年完成星座部署156颗卫星，搭建全球的移动互联网络。

截至目前，全球共有20多家企业拥有大型低轨卫星通信计划，包括美国、加拿大、中国、俄罗斯、英国等国家，大部分包含数百颗卫星，在已公布的低轨通信卫星方案中，卫星总量已达到2万多颗。

结语

星链计划可以说既疯狂又伟大，疯狂在于其敢于实施这一前所未有的宏大工程，伟大在于其真正有实力完成这一壮举。

当然，星链计划的完成还有很长的路要走，不仅要克服资金、技术，还要妥善解决对太空环境等带来的负面影响。

我们期待星链计划完成后带来的改变，同时更加期待国内卫星互联网的进步，特别是当下大力推动新基建的形势下，这必定迎来快速发展。