太空互联网：太空中的抢椅子游戏

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你争我赶，这是最精准的词汇，用来形容目前太空互联网业内的状态。


1月30日，SpaceX完成了2024年1月份的第十次发射任务，但在老板马斯克看来，次数仍不大预期。过去的一年里，SpaceX总共完成98次火箭发射，占全球发射总次数近半壁江山；在近地轨道上已有近6000颗卫星，占太空已有卫星的一半以上。


2023年，SpaceX借助卫星网络为全球用户提供高速互联网的的星链（starlink）业务，已经实现了现金流平衡。星链赚钱了，加上在俄乌冲突中体现出来的强大的应急能力，国内的企业正在加速摸着SpaceX过河。


2月3日，吉利未来出行星座第二个轨道面，在西昌卫星发射中心以一箭11星方式成功发射。这是全球首个商用通信导航遥感一体星座，通过卫星通信、星基高精定位服务为出行和消费电子领域，如自动驾驶、智能网联等提供服务。


按照规划，星座预计将于2年内完成星座一期72颗卫星部署，实现全球实时数据通信；二期将扩展至168颗卫星，实现全球厘米级高精定位服务。


卫星互联网是什么？为什么这么火热，让美国的马斯克，中国的李书福都跨界乐于布局其中？


想象如下这个场景：在戈壁遭遇险情，只要轻触按键，车辆坐标和信息就一触即发，就可静待救援；即便没有手机信号，还能够远程通话；远洋货轮的水手和游轮上的旅客，不用在出发前抓紧拷贝影像资源，路上可以即时追剧；山区的居民、护林员、科考队员也能够实时联网。如上这一切，正在由商业航天技术加速实现。


2023年，当手机和汽车都能够与穹顶的卫星相连时，越来越多的公众产生了相似的感慨，“原来航天离我这么近”。




速度必须加快。太空轨道是稀缺资源，好的点位有限，奉行先占先得。建立中国的卫星网络需要大量的投入，迫在眉睫。高效率、规模化、低成本，这恰恰就是商业航天的特质和优势，可堪大用。


为了织密中国的卫星互联网，未来几年的火箭订单需要排队预约，旺盛的市场需求让业内信心满满；经过几年的技术积累，业内已经涌现出了一批占据头部地位的企业。更重要的是，航天技术和消费者越来越近，让整个商业故事逐渐走向闭环。

01 原来卫星和大家这么近


太平洋上风高浪急，船员遇险采用仅有的一格信号的手机呼救成功。二十年前，这则通讯运营商的广告曾深入人心，让人们意识到永不失联的重要。


当5G逐渐普及，在网约车上给自己家里叫上一份外卖，回家路上看着在线视频，已经成为一些人心中的常态。但联合国数据显示，全球近30亿人从未使用网络；全球七成地区，难以覆盖移动网络和光纤宽带。


人们将卫星作为移动基站发射到太空，利用卫星通信技术连接互联网，这就是所谓的卫星互联网。卫星互联网不仅具有军事、航空等传统功能，还是推动产业互联网发展6G网络、实现全球网络海陆空360°覆盖的先锋之一。


中国电信副总经理夏冰在2023中国无线电大会上表示，6G下一步将结合卫星通信和卫星互联网，构建天地一体化的融合网络。


接入互联网的卫星中，既有高轨道卫星，也有低轨道卫星，夜晚眺望星空，有时隐约会看到天空中，挂着一条反光的项链，那就是低轨卫星连成的星链。低地球轨道卫星凭借绕行周期短、近地面等特点，能够实现数据的快速获取和传输。


在2023年，这一技术进入中国大众的视野。2023年7月，中国成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道；同年8月及9月，HUAWEI分别发布Mate60Pro/Pro+，其均可支撑卫星通话，即在没有地面网络信号的情况下，也可以进行卫星电话工作；同年10月，SpaceX星链官方网站全新推出星链直连手机业务。


不仅仅是手机，2023年9月，时空道宇与极氪联合发布了首款量产卫星互联网乘用车，该车型将在极氪001FR上实现车载卫星通信功能，提供双向卫星消息和卫星通话服务。接下来，时空道宇自主研发了车规级高精度融合定位终端。吉利银河E8会搭载卫星通信功能，为用户提供双向卫星消息服务，还有紧急报警、自主报警、车辆状态数据采集上报等功能。



将车载卫星互联网服务导入量产车型中并不容易，需要将航天产品进行车规级研发投产；同时，车规领域和消费类电子领域的差异，决定了技术演进路线的不同。时空道宇CEO兼首席系统工程专家王洋告诉出行一客（ID:carcaijing)，时空道宇从系统工程角度，正向定义卫星通信导航解决方案。除了目前的双向卫星消息和卫星通话两个功能，包括更前沿的卫星玻璃天线技术、高通量平板天线提供的卫星上网功能等均已进入实测阶段。


辰韬资本投资总监杨季超向出行一客（ID:carcaijing)透露，HUAWEI和苹果等行业头部企业通过宣传，提前为商业航天应用布局教育用户，让用户对卫星应用产生感知和好奇，从而促进商业航天卫星应用在消费级产品中的规模化应用落地。


遥感和导航是商业航天此前最场景的用途，在北京微纳星空科技有限企业董事长兼总经理高恩宇告诉出行一客（ID:carcaijing)，遥感卫星的未来，必然会向提升高空间分辨率、高时间分辨率技术以及智能化和精细化观测方向发展，一个全新的概念—“即时遥感星座”，将成为突破传统观测限制的关键，“星座”将搭载如星上智能处理和星际链路通信等先进技术，综合运用可见光、合成孔径雷达（SAR）、热红外、高光谱等多种载荷，实现分钟级快速重访全球任意目标，实现即时、高效的遥感监测。


卫星互联网则是最容易被公众理解、接受并愿意为之付费的技术场景。同时，其庞大的卫星组网需求，能够显著拉动商业航天产业规模。


02 抢椅子大战已经开始


特斯拉创始人马斯克领导的太空探索技术企业（SpaceX）的星链计划，是全球最大的卫星运营商。截至 2023年5月，该企业已有逾150万用户。同年11月，马斯克公开表示，星链业务已经实现了现金流平衡。


“在没有网络覆盖的地方，卫星会成为刚需，”北京千域空天咨询有限企业创始人蓝天翼对出行一客（ID:carcaijing)表示，卫星在东部地区高速、城市是提升服务体验，而在更广袤的地方，将成为提供相应服务的必需品。


基于卫星互联网，可以广泛应用于老百姓日常使用的手机、对讲机、腕表、充电宝、汽车、应急包，甚至穿戴设备等日用品结合，通过增加卫星通信功能，为消费者提供通信服务，弥补数字鸿沟。


低轨卫星的低时延和高精度，还将直接助力于高级别自动驾驶的落地。此前，业内将自动驾驶的实现逻辑倚重于车辆自身的雷达、摄像头的精度提升，以及道路与车之间的即时通信上，但其均面临投入成本高、全面普及难、特定场景下低效等问题。当然，高级别自动驾驶下的高精度的定位服务，不但需要卫星，一般还需要地面基准站修正误差。


不止是民用领域，原米切尔航空航天研究所部门主任、美国空军退役少将劳伦斯·斯图兹里姆直言道，当前美军卫星通讯面临带宽不足以承载高清图像，以及延迟过高、互操作性不强等三大弊端；他认为大量发射低轨道小型卫星，不但改变如上困局，还能借助发射效率高、成本低的优势，以应对来自太空的攻击。目前，SpaceX接受了美国国防部价值7000万美金的合同，定制了一款“星盾”的服务产品，提供专属的加密网络通讯服务。



太空轨道是一种稀缺资源，自然成为各国发射卫星的必争之地。


根据国际电信联盟（ITU）的规定，卫星的频率及轨道使用权采用“先登先占”的竞争方式来获取。卫星制造和发射越快，在卫星互联网这一块就越有话语权，获得的利益也就越可观。


如果卫星企业想让自己的网络覆盖全球，往往需要对每颗卫星的位置都进行精巧地设计，平衡成本和性能。最经济的方案，需要24颗就能覆盖全球。但如果是后来者，没占上最理想的位置，可能就需要部署更多卫星，用更复杂的排布方式，这当然会增加成本。


人类从实现第一颗卫星在轨到1000颗卫星在轨，经历了逾半个世纪的时间；自2010年开始，全球在轨卫星数量呈现出阶梯加速式的增长态势，从1000颗增至5000颗，只用了约10年的时间；最近3年，全球在轨卫星数量已从5000颗增长至8000颗。


SpaceX计划到2027年前将4.2万颗卫星送入轨道，星链已经布局了5144颗互联网卫星，在全球低轨卫星总量中占比超过了55%，组成了目前人类有史以来规模最大的卫星星座。


建立中国的卫星网络，需要大量的投入，包括制造卫星，发射卫星以及终端应用等各大环节。在接受出行一客（ID:carcaijing)访谈时，业内人士普遍认为，从2024年开始，大量的卫星将会被送入太空，此事迫在眉睫。