抱歉，埃隆！未来的卫星现在正飞向太空 - 《华尔街日报》

新一代卫星正在重新定义太空探索的可能性。

它们与人类近整个航天史上送入轨道的标准设备截然不同。这些卫星以“全球全天候高速互联网接入”的承诺，吸引着包括政府、企业和消费者在内的潜在客户。

目前已有数千颗此类新型卫星投入运行，其中大部分为埃隆·马斯克旗下SpaceX公司的星链网络提供支持。该网络已覆盖全球60个国家超200万用户，包括在俄乌战争中发挥关键作用的乌克兰，以及帮助民众突破网络封锁的伊朗。

随着各国企业竞相运用该技术建设自己的互联网卫星星座，星链可能很快将面临激烈竞争。

当前中国、欧洲、台湾地区、加拿大和德国正通过公私合作模式推进此类网络建设。上周，亚马逊公司发射了首批两颗卫星，该公司表示最终将部署数千颗卫星，与马斯克的星链展开正面竞争。

2022年，乌克兰库皮安斯克的居民在一台星链设备附近使用手机。图片来源：Serhii Korovayny/《华尔街日报》这些新卫星大多将部署在距地球表面仅几百英里的轨道上，与更高轨道上的老一代卫星相比，它们能更快地与地面通信。由于卫星不断掠过地平线，地面接收器和发射器（如星链披萨大小的天线）必须持续切换信号至下一个进入视野的卫星，这增加了技术难度。

工程师们正在应对这一挑战。更先进的火箭降低了发射成本并提高了频率。新软件使卫星可通过地面进行重编程和升级。而新型天线与卫星数字核心部件，正让天基网络能为地球上任何能看见天空的角落提供高速互联网连接。

行业资深专家路易吉·波泽邦表示，实现这一目标经历了漫长过程。拥有30多年卫星设计经验的波泽邦，现任MDA航天公司卫星系统副总裁，该公司正为加拿大政府资助的Telesat Lightspeed网络建造卫星。该网络将由总部位于渥太华的Telesat公司发射，成为类似星链的近地轨道卫星星座，专注于为航空公司、邮轮运营商和电信公司等客户提供互联网服务。

老式卫星配备的是模拟天线，专为将地面特定信号中继传输至地球其他位置而设计。“你受限于照射地球的波束模式及功率大小，”波佐邦解释道。

约十年前起，卫星制造商开始采用"可操控"的数字天线阵列。这些由数字控制的微型天线群能精准调整波束方向、尺寸和功率，并能以惊人速度开关。

电信卫星公司（Telesat）于八月宣布决定更换其光速网络的供应商。新卫星制造商MDA采用的设计方案将为Telesat节省20亿美元，因其新型数字天线使卫星体积大幅缩减，天线数量减半，同时通信波束生成能力提升三倍。

最新卫星开始采用的另一种通信形式是激光互联技术。这实际上是卫星间用激光束相互照射——不过是为了高速通信，而非《星球大战》式的银河系灵魂争夺战。激光链路使卫星星座能极速互通，意味着数据可通过太空网络传输，必要时可绕地球一周再返回地面。这能实现更远距离的高速通信，并在单个地面站过载或故障时提供更可靠的连接。星链已在部分卫星启用该技术，多家公司也计划在其星座中应用。

另一家即将发射新一代卫星的公司是成立于1964年的国际通信卫星组织（Intelsat），其卫星将进入更高的地球静止轨道。该公司首席技术官布鲁诺·弗罗蒙特表示，目前有四颗此类卫星正在研制中，首颗将于2025年发射。凭借其轨道高度，这些卫星将覆盖地球的广阔区域。

国际通信卫星组织近期与加拿大航空和阿拉斯加航空签署协议，将通过这些卫星及其他在轨卫星提供升级版机上互联网服务。

国际通信卫星组织OneSat卫星效果图。该公司近期与加拿大航空和阿拉斯加航空签署协议，将提供升级版机上互联网服务。图片来源：空客公司弗罗蒙特指出：“过去一颗卫星的覆盖范围横跨整个美国，数千架飞机需要共享带宽。现在每架飞机都能获得专属信道，这将彻底改变乘客体验。”

新一代卫星提供的高带宽连接在军事作战中具有优势，也能在当地互联网基础设施遭灾难破坏时成为潜在的生命线。该技术还可实现海上船舶联网——目前大多数商船最多只能获得不稳定或低带宽的连接。此外，全球数十亿未联网人口可能很快将首次获得稳定可靠的互联网接入。

不过必须承认的是：对发达国家大多数人而言，地面互联网已经相当不错——随着光纤和5G的普及，网络质量还在持续提升。因此，面对太空互联网带来的额外带宽承诺，最恰当的反应或许是：“这究竟有多大意义？”

卫星通信咨询研究公司TMF Associates总裁蒂姆·法拉尔指出：“虽然存在部分埃隆·马斯克的拥趸，但总体而言，卫星互联网的经济效益远不及地面5G无线网络。”

2015年，马斯克的火箭公司SpaceX（全称太空探索技术公司）向投资者展示的预测报告显示，星链计划到2022年将拥有2000万用户。而2023年9月，星链公布的实际用户数仅为预期值的十分之一。该公司最新宣布将推出手机卫星直连服务，这显然是在试图扩大潜在用户群。

法拉尔表示，无论技术如何先进，星链未能实现预期用户规模的增长，这对整个行业都不是好兆头。

他补充道，与其说这是场轰轰烈烈的新太空竞赛，不如说当前太空互联网基础设施建设更类似于1990年代地面电信基础设施的泡沫式繁荣——以及随后的崩盘。

卫星网络与光纤同轴电缆构成的地面网络存在一个重要差异：卫星最长寿命约15年，而组成近地轨道星座的新卫星可能仅能运行短短五年。

由于在发射卫星、争取客户以及降低天线和卫星成本方面遥遥领先，这可能意味着未来星链（Starlink）将成为唯一实现收支平衡的卫星互联网星座，更不用说盈利了。如果企业无法通过持续发射新卫星来找到维持其通信卫星网络所需的客户和收入，这可能意味着未来一些航空公司和其他公司将不得不拆除现有天线并寻找新的供应商。

“这对消费者来说可能不是问题，因为人们已经习惯每两三年更换一次手机，”法拉尔说。“但如果你是一家航空公司，当你不得不将飞机停飞，并在机身上开一个大洞，花费数十万美元安装天线时，你肯定不会高兴，”他补充道。

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本文发表于2023年10月14日的印刷版，标题为《未来的卫星正在飞向太空》。