《電子技術(shù)應(yīng)用》
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太空互聯(lián)網(wǎng):太空中的搶椅子游戲

2024-02-08
來源:36Kr

你爭我趕,這是最精準(zhǔn)的詞匯,,用來形容目前太空互聯(lián)網(wǎng)業(yè)內(nèi)的狀態(tài),。

1月30日,,SpaceX完成了2024年1月份的第十次發(fā)射任務(wù),但在老板馬斯克看來,,次數(shù)仍不大預(yù)期,。過去的一年里,SpaceX總共完成98次火箭發(fā)射,,占全球發(fā)射總次數(shù)近半壁江山,;在近地軌道上已有近6000顆衛(wèi)星,占太空已有衛(wèi)星的一半以上,。

2023年,,SpaceX借助衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)為全球用戶提供高速互聯(lián)網(wǎng)的的星鏈(starlink)業(yè)務(wù),已經(jīng)實現(xiàn)了現(xiàn)金流平衡,。星鏈賺錢了,,加上在俄烏沖突中體現(xiàn)出來的強(qiáng)大的應(yīng)急能力,國內(nèi)的企業(yè)正在加速摸著SpaceX過河,。


2月3日,,吉利未來出行星座第二個軌道面,在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心以一箭11星方式成功發(fā)射,。這是全球首個商用通信導(dǎo)航遙感一體星座,,通過衛(wèi)星通信、星基高精定位服務(wù)為出行和消費(fèi)電子領(lǐng)域,,如自動駕駛,、智能網(wǎng)聯(lián)等提供服務(wù)。

按照規(guī)劃,星座預(yù)計將于2年內(nèi)完成星座一期72顆衛(wèi)星部署,,實現(xiàn)全球?qū)崟r數(shù)據(jù)通信,;二期將擴(kuò)展至168顆衛(wèi)星,實現(xiàn)全球厘米級高精定位服務(wù),。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是什么,?為什么這么火熱,讓美國的馬斯克,,中國的李書福都跨界樂于布局其中,?

想象如下這個場景:在戈壁遭遇險情,只要輕觸按鍵,,車輛坐標(biāo)和信息就一觸即發(fā),,就可靜待救援;即便沒有手機(jī)信號,,還能夠遠(yuǎn)程通話,;遠(yuǎn)洋貨輪的水手和游輪上的旅客,不用在出發(fā)前抓緊拷貝影像資源,,路上可以即時追?。簧絽^(qū)的居民,、護(hù)林員,、科考隊員也能夠?qū)崟r聯(lián)網(wǎng)。如上這一切,,正在由商業(yè)航天技術(shù)加速實現(xiàn),。

2023年,當(dāng)手機(jī)和汽車都能夠與穹頂?shù)男l(wèi)星相連時,,越來越多的公眾產(chǎn)生了相似的感慨,,

“原來航天離我這么近”。

速度必須加快,。太空軌道是稀缺資源,,好的點(diǎn)位有限,奉行先占先得,。建立中國的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)需要大量的投入,,迫在眉睫。高效率,、規(guī)?;⒌统杀?,這恰恰就是商業(yè)航天的特質(zhì)和優(yōu)勢,,可堪大用,。

為了織密中國的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),未來幾年的火箭訂單需要排隊預(yù)約,,旺盛的市場需求讓業(yè)內(nèi)信心滿滿,;經(jīng)過幾年的技術(shù)積累,業(yè)內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出了一批占據(jù)頭部地位的企業(yè),。更重要的是,,航天技術(shù)和消費(fèi)者越來越近,讓整個商業(yè)故事逐漸走向閉環(huán),。

01 原來衛(wèi)星和我們這么近

太平洋上風(fēng)高浪急,,船員遇險采用僅有的一格信號的手機(jī)呼救成功。二十年前,,這則通訊運(yùn)營商的廣告曾深入人心,,讓人們意識到永不失聯(lián)的重要。

當(dāng)5G逐漸普及,,在網(wǎng)約車上給自己家里叫上一份外賣,,回家路上看著在線視頻,已經(jīng)成為一些人心中的常態(tài),。但聯(lián)合國數(shù)據(jù)顯示,全球近30億人從未使用網(wǎng)絡(luò),;全球七成地區(qū),,難以覆蓋移動網(wǎng)絡(luò)和光纖寬帶。

人們將衛(wèi)星作為移動基站發(fā)射到太空,,利用衛(wèi)星通信技術(shù)連接互聯(lián)網(wǎng),,這就是所謂的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)不僅具有軍事,、航空等傳統(tǒng)功能,,還是推動產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展6G網(wǎng)絡(luò)、實現(xiàn)全球網(wǎng)絡(luò)海陸空360°覆蓋的先鋒之一,。

中國電信副總經(jīng)理夏冰在2023中國無線電大會上表示,,6G下一步將結(jié)合衛(wèi)星通信和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),構(gòu)建天地一體化的融合網(wǎng)絡(luò),。

接入互聯(lián)網(wǎng)的衛(wèi)星中,,既有高軌道衛(wèi)星,也有低軌道衛(wèi)星,,夜晚眺望星空,,有時隱約會看到天空中,掛著一條反光的項鏈,,那就是低軌衛(wèi)星連成的星鏈,。低地球軌道衛(wèi)星憑借繞行周期短,、近地面等特點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的快速獲取和傳輸,。

在2023年,,這一技術(shù)進(jìn)入中國大眾的視野。2023年7月,,中國成功將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗衛(wèi)星發(fā)射升空,,衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道;同年8月及9月,,華為分別發(fā)布Mate60Pro/Pro+,,其均可支持衛(wèi)星通話,即在沒有地面網(wǎng)絡(luò)信號的情況下,,也可以進(jìn)行衛(wèi)星電話工作,;同年10月,SpaceX星鏈官方網(wǎng)站全新推出星鏈直連手機(jī)業(yè)務(wù),。

不僅僅是手機(jī),,2023年9月,時空道宇與極氪聯(lián)合發(fā)布了首款量產(chǎn)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)乘用車,,該車型將在極氪001FR上實現(xiàn)車載衛(wèi)星通信功能,,提供雙向衛(wèi)星消息和衛(wèi)星通話服務(wù)。接下來,,時空道宇自主研發(fā)了車規(guī)級高精度融合定位終端,。吉利銀河E8會搭載衛(wèi)星通信功能,為用戶提供雙向衛(wèi)星消息服務(wù),,還有緊急報警,、自主報警、車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)采集上報等功能,。


將車載衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)導(dǎo)入量產(chǎn)車型中并不容易,,需要將航天產(chǎn)品進(jìn)行車規(guī)級研發(fā)投產(chǎn);同時,,車規(guī)領(lǐng)域和消費(fèi)類電子領(lǐng)域的差異,,決定了技術(shù)演進(jìn)路線的不同。時空道宇CEO兼首席系統(tǒng)工程專家王洋告訴出行一客(ID:carcaijing),,時空道宇從系統(tǒng)工程角度,,正向定義衛(wèi)星通信導(dǎo)航解決方案。除了目前的雙向衛(wèi)星消息和衛(wèi)星通話兩個功能,,包括更前沿的衛(wèi)星玻璃天線技術(shù),、高通量平板天線提供的衛(wèi)星上網(wǎng)功能等均已進(jìn)入實測階段。

辰韜資本投資總監(jiān)楊季超向出行一客(ID:carcaijing)透露,,華為和蘋果等行業(yè)頭部企業(yè)通過宣傳,,提前為商業(yè)航天應(yīng)用布局教育用戶,,讓用戶對衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)生感知和好奇,從而促進(jìn)商業(yè)航天衛(wèi)星應(yīng)用在消費(fèi)級產(chǎn)品中的規(guī)?;瘧?yīng)用落地,。

遙感和導(dǎo)航是商業(yè)航天此前最場景的用途,在北京微納星空科技有限公司董事長兼總經(jīng)理高恩宇告訴出行一客(ID:carcaijing),,遙感衛(wèi)星的未來,,必然會向提升高空間分辨率、高時間分辨率技術(shù)以及智能化和精細(xì)化觀測方向發(fā)展,,一個全新的概念—“即時遙感星座”,,將成為突破傳統(tǒng)觀測限制的關(guān)鍵,“星座”將搭載如星上智能處理和星際鏈路通信等先進(jìn)技術(shù),,綜合運(yùn)用可見光,、合成孔徑雷達(dá)(SAR)、熱紅外,、高光譜等多種載荷,,實現(xiàn)分鐘級快速重訪全球任意目標(biāo),實現(xiàn)即時,、高效的遙感監(jiān)測,。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)則是最容易被公眾理解、接受并愿意為之付費(fèi)的技術(shù)場景,。同時,,其龐大的衛(wèi)星組網(wǎng)需求,能夠顯著拉動商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模,。


2月3日,吉利未來出行星座第二個軌道面在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心以一箭11星方式成功發(fā)射 圖/企業(yè)

02 搶椅子大戰(zhàn)已經(jīng)開始

特斯拉創(chuàng)始人馬斯克領(lǐng)導(dǎo)的太空探索技術(shù)公司(SpaceX)的星鏈計劃,,是全球最大的衛(wèi)星運(yùn)營商,。截至 2023年5月,該公司已有逾150萬用戶,。同年11月,,馬斯克公開表示,星鏈業(yè)務(wù)已經(jīng)實現(xiàn)了現(xiàn)金流平衡,。

“在沒有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方,,衛(wèi)星會成為剛需,”北京千域空天咨詢有限公司創(chuàng)始人藍(lán)天翼對出行一客(ID:carcaijing)表示,,衛(wèi)星在東部地區(qū)高速,、城市是提升服務(wù)體驗,而在更廣袤的地方,,將成為提供相應(yīng)服務(wù)的必需品,。

基于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),,可以廣泛應(yīng)用于老百姓日常使用的手機(jī)、對講機(jī),、腕表,、充電寶、汽車,、應(yīng)急包,,甚至穿戴設(shè)備等日用品結(jié)合,通過增加衛(wèi)星通信功能,,為消費(fèi)者提供通信服務(wù),,彌補(bǔ)數(shù)字鴻溝。

低軌衛(wèi)星的低時延和高精度,,還將直接助力于高級別自動駕駛的落地,。此前,業(yè)內(nèi)將自動駕駛的實現(xiàn)邏輯倚重于車輛自身的雷達(dá),、攝像頭的精度提升,,以及道路與車之間的即時通信上,但其均面臨投入成本高,、全面普及難,、特定場景下低效等問題。當(dāng)然,,高級別自動駕駛下的高精度的定位服務(wù),,不但需要衛(wèi)星,一般還需要地面基準(zhǔn)站修正誤差,。

不止是民用領(lǐng)域,,原米切爾航空航天研究所部門主任、美國空軍退役少將勞倫斯·斯圖茲里姆直言道,,當(dāng)前美軍衛(wèi)星通訊面臨帶寬不足以承載高清圖像,,以及延遲過高、互操作性不強(qiáng)等三大弊端,;他認(rèn)為大量發(fā)射低軌道小型衛(wèi)星,,不但改變?nèi)缟侠Ь郑€能借助發(fā)射效率高,、成本低的優(yōu)勢,,以應(yīng)對來自太空的攻擊。目前,,SpaceX接受了美國國防部價值7000萬美元的合同,,定制了一款“星盾”的服務(wù)產(chǎn)品,提供專屬的加密網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù),。


太空軌道是一種稀缺資源,,自然成為各國發(fā)射衛(wèi)星的必爭之地,。

根據(jù)國際電信聯(lián)盟(ITU)的規(guī)定,衛(wèi)星的頻率及軌道使用權(quán)采用“先登先占”的競爭方式來獲取,。衛(wèi)星制造和發(fā)射越快,,在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)這一塊就越有話語權(quán),獲得的利益也就越可觀,。

如果衛(wèi)星公司想讓自己的網(wǎng)絡(luò)覆蓋全球,,往往需要對每顆衛(wèi)星的位置都進(jìn)行精巧地設(shè)計,平衡成本和性能,。最經(jīng)濟(jì)的方案,,需要24顆就能覆蓋全球。但如果是后來者,,沒占上最理想的位置,,可能就需要部署更多衛(wèi)星,用更復(fù)雜的排布方式,,這當(dāng)然會增加成本,。

人類從實現(xiàn)第一顆衛(wèi)星在軌到1000顆衛(wèi)星在軌,經(jīng)歷了逾半個世紀(jì)的時間,;自2010年開始,,全球在軌衛(wèi)星數(shù)量呈現(xiàn)出階梯加速式的增長態(tài)勢,從1000顆增至5000顆,,只用了約10年的時間,;最近3年,全球在軌衛(wèi)星數(shù)量已從5000顆增長至8000顆,。

SpaceX計劃到2027年前將4.2萬顆衛(wèi)星送入軌道,,星鏈已經(jīng)布局了5144顆互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星,在全球低軌衛(wèi)星總量中占比超過了55%,,組成了目前人類有史以來規(guī)模最大的衛(wèi)星星座,。


建立中國的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),需要大量的投入,,包括制造衛(wèi)星,發(fā)射衛(wèi)星以及終端應(yīng)用等各大環(huán)節(jié),。在接受出行一客(ID:carcaijing)訪談時,,業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為,從2024年開始,,大量的衛(wèi)星將會被送入太空,,此事迫在眉睫。

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