OneWeb太空互联网低轨星座的新进展

OneWeb太空互联网低轨星座的新进展

自从2015年6月一网（OneWeb）公司高调宣布已从其合作伙伴获得首轮5亿美元集资，决心发展低轨道太空互联网巨型星座以来，该公司的星座发展又取得了若干重要进展。

一、新建卫星制造厂落户佛罗里达，首批在轨验证卫星2018年发射

2016年4月，新创太空互联网卫星星座运营商OneWeb公司与美国佛罗里达州当地政府达成共同投资协议，决定在该州建立一座能生产900颗小卫星的新型卫星制造厂。工厂面积（包括生产区、检测区、装配区等）占地约14亩。这一期待已久的重要新闻是继去年OneWeb公司获得5亿美元融资和选定卫星发射提供商之后的又一重大进展。

此外，2015年OneWeb公司还与欧洲空客集团达成协议，决定成立各占50%股份的合资公司，并在欧洲空客集团下属的法国图鲁兹工厂组装首批10颗在轨验证试验卫星。这10颗卫星将在2017年底或2018年初发射。

OneWeb公司选择佛罗里达州肯尼迪航天中心附近的高技术园区作为卫星制造厂的落脚点，主要是考虑到这里有6～7家从事航空航天制造企业，具有技术人才优势，而且还得到佛罗里达州政府的支持。根据OneWeb公司与佛罗里达航天公司（Space Florida）达成的协议，后者将为新建卫星制造厂投资8000万美元，佛罗里达州交通运输部还将在新厂建设阶段投入1750万美元的配套资金。OneWeb卫星工厂将来要每月生产几十颗卫星。在卫星生产高峰期，该卫星制造厂每天能组装3～5颗卫星，所需生产人员250人。工厂不仅为OneWeb自己制造近900颗低轨道卫星，还打算承接来自其他运营商或客户的小卫星制造业务。

国际商业航天界对这一举措的评价很高，认为OneWeb开创了利用自动生产、组装流水线进行大规模、低成本卫星生产的全球先例，将大大促进商业航天产业的发展。

同时国外媒体普遍认为OneWeb卫星工厂的建立将进一步促进佛罗里达地方经济的恢复。2011年，由于NASA终止“航天飞机计划”导致佛罗里达太空海岸数千人失业，新建卫星制造厂落户佛罗里达将为当地创造新的就业岗位，并带动相关产业的发展。目前OneWeb卫星工厂已经开始招聘核心网工程师、机械工程师、首席系统工程师、高级卫星通信工程师、高级网络架构师、高级软件架构师等共250个职位，据称上述雇员未来5年内平均年薪为65579美元。

OneWeb还要把维珍银河公司带进佛罗里达，因为OneWeb要在佛罗里达用维珍银河公司的Launcher One火箭发射数百颗组网卫星。这是全美卫星生产地点与发射地点如此靠近的首创。OneWeb表示，如果需要，一颗卫星从生产线出厂之后最快数小时之内就可以被发射上天。

维珍银河公司将用波音747飞机携带Launcher One火箭升空，当飞机上升至10500m高空时，Launcher One火箭点火，并将卫星送入工作轨道。维珍银河公司的火箭/卫星发射需要一条很长的飞机跑道，而肯尼迪航天中心因航天飞机退役正好就具备这个条件。由于SpaceX、蓝色起源和联合发射联盟这3家火箭发射公司早已落户佛罗里达，维珍银河公司的入驻将使商业航天发射业务的竞争更加激烈。

除此之外，2015年OneWeb公司还与阿里安航天公司签署用联盟火箭共21次发射OneWeb卫星的合同。该合同总价值超过10亿美元，是固定价格。此合同还包括2020年前附加5次联盟火箭和3次阿里安6号火箭发射的选项。

二、申请低轨卫星通信运营牌照，披露更多卫星星座设计信息

OneWeb在宣布卫星工厂落户佛罗里达之后一周，紧接着就向美国联邦通信委员会（FCC）递交了低轨道（LEO）卫星通信系统的运营许可申请。这一举措是OneWeb低轨星座发展的又一重要进展。OneWeb表示将严格遵守FCC、国际电信联盟（ITU）的各项规定和要求，做好低轨星座与地球静止轨道（GEO）卫星之间Ku、Ka频段资源的兼容与共享。由于OneWeb星座的720颗低轨道卫星在飞越赤道的过程中，其专利“渐进俯仰（progressive pitch）”技术能逐步改变LEO卫星信号发射的方向和电平值，因而能有效消除对GEO卫星的干扰。

根据最新设计，未来的OneWeb星座由720颗卫星组网（最初设计为648颗），18个轨道面，每个轨道面40颗卫星，卫星轨道高度为1200km。每颗卫星重约150kg，造价不超过50万美元。

在OneWeb递交FCC的技术文档中还披露了有关星座设计的如下重要信息：

1）全系统工作频率如表1所示。

表1　OneWeb星座系统工作频率

2）720 颗卫星（18个轨道面，每轨道面40颗卫星）。每颗LEO卫星有16个椭圆形用户波束（工作在Ku频段）和2个馈电波束（工作在Ka频段）。

3）Ka频段的馈电波束采用双圆极化。

4）全球共部署50多个地面Ka关口站（美国至少有4个）。每个关口站至少配置10副天线，每副天线口径为2.4 m或更大。

5）设计用户终端天线尺寸为30cm～75cm，或为机械式双抛物面天线、或为低成本相控阵天线。

6）由于卫星在其轨道中不停地移动，所以用户在一颗卫星过顶时要渐渐地从一个波束“漫游”到另一个波束，接着再“漫游”到同一轨道、下一颗卫星的第一个波束（或者是邻近轨道的其他卫星）。这些“漫游”（或叫波束/卫星切换）均为无缝切换，用户不会有感知。

OneWeb若能从FCC这一全球最通用、最复杂的无线通信监管机构首先获得运营许可，将对OneWeb开拓其他国家市场具有重要意义，因为美国FCC认证在实际操作中往往是其它国家的参考基准。

据估计，FCC的批准可能要到2017年中才能下来。现在OneWeb已经开始了第二轮的融资行动。

三、市场定位：率先突破B2B卫星通信业务，然后开拓发展中国家市场

OneWeb表示，尽管其最终目标是建成全球无缝覆盖的宽带卫星互联网接入系统，但在星座建设初期将率先对发达国家地面网络尚未覆盖的中小型企业开展B2B卫星通信业务，等到地面用户终端设备的生产规模、营业额、现金流、成本控制等各方面达到一定程度之后，再全面开拓发展中国家边远地区的卫星宽带互联网接入服务。

在抢占发达国家B2B业务的同时，OneWeb还将积极开拓航空和其它卫星宽带市场，并借助其合作伙伴，或者合作伙伴的合作伙伴，来获得重要而又关键国家（如印度、中国）的运营执照或落地许可，为将来开展更大规模、更深度的卫星互联网宽带接入业务打好基础。

根据以往低轨卫星星座的经验教训，用户终端设计和成本问题是星座成败的关键。OneWeb星座的远期目标市场是中国和印度等发展中国家，因此用户终端价格低廉、使用方便、容易维护是OneWeb能否进入这一市场的关键因素。

四、航空市场是新热点，机载卫星终端竞争正在进行

2015年3月，OneWeb与洛克韦尔·柯林斯公司（Rockwell Collins）签署备忘录，双方约定Rockwell Collins是OneWeb机载卫星终端研发/设计的唯一合作伙伴。由于Rockwell Collins公司开发的电子扫描阵列天线在外形尺寸和重量方面均显著优于传统机载天线，因而既能减轻飞行阻力、降低油耗，同时又具备快速波束移动和调整天线方向图的能力，确保最佳通信性能。

然而相隔一年，2016年3月，美国Gogo公司宣布与Intelsat公司合作，将采用“Intelsat Epic GEO卫星+OneWeb LEO卫星”高低轨卫星相结合模式为全球民航飞机提供机载卫星宽带服务。Gogo 有2Ku机载天线，Intelsat在OneWeb联盟中拥有机载宽带应用的主要经营权。那么最终Gogo和Rockwell Collins谁将与OneWeb签订机载天线的正式合作协议，将成为业界关注的热点。

由于先前Rockwell Collins与OneWeb签署的只是备忘录，不是正式协议，而且当时双方谈论的只是LEO卫星应用，而现在Intelsat参与的“GEO+LEO”共享网络应用，又有Gogo公司的先进2Ku机载天线的优势，Rockwell Collins承认目前的情况对它不太有利。

Gogo认为，虽然其2Ku天线系统具有一些独特优势，但要顺利实现“GEO+LEO”卫星之间的无缝通信切换还需要做大量的工作。

总之，最后谁来为OneWeb提供机载天线方案，是为LEO卫星做一个“单一”应用天线，还是要支持“GEO+LEO”的综合应用，这有待观望。

●晓春_综述