星链计划,他为什么能做?
2020-06-29
5月31日凌晨,SpaceX龙飞船的首次载人成功发射,让SpaceX再度迎来高光时刻,埃隆·馬斯克的每一举动皆充斥着极客精神和梦想家的颠覆性色彩。但要说SpaceX公司中最具梦想色彩和颠覆性质的规划,当属星链计划。
2019年以来,埃隆·马斯克屡屡站到了聚光灯下,不是因为特斯拉,而是因为他的另一家公司SpaceX。从猎鹰9号火箭成功回收,到猎鹰重载火箭“一箭60星”,“狂人”马斯克的SpaceX在一个又一个领域充当了“引领者”。
星链计划规模庞大 马斯克底气何在?
2015年1月,马斯克宣布SpaceX将开始进行一项低轨卫星星座工程——星链计划。2018年,猎鹰九号火箭在一次常规发射任务中搭载了2颗小卫星,展开对地通信测试。2019年5月,SpaceX用猎鹰9号火箭首次一次性发射了60颗卫星。2019年10月,SpaceX又增加申报了3万颗卫星,“星链计划”总规模将达4.2万颗卫星。
在此之前,全人类经过半个多世纪努力,目前在轨运行的卫星数量也才2000颗左右,对比就知道星链计划有多么宏伟和疯狂。虽然星链计划的商业模式尚需验证,但星链计划自身运用的技术和成长环境值得人们学习和思考。
一是先进的火箭发射和卫星技术。其中,“一箭60星”技术最具突破意义。正弦空间公司创始人、原中国空间技术研究院研究员、原北斗三号卫星主任设计师何善宝对《中国电子报》记者说:“‘一箭60星与‘一箭10星在技术上并无本质性区别,只是‘星箭分离的载荷更多,但却是别国难以突破的技术门槛之一。”“一箭60星”正是依托SpaceX自主研发的猎鹰重载火箭实现的。据了解,猎鹰重载火箭由三个猎鹰9号引擎核心组成,搭载了27个SpaceX自主开发的梅林引擎,发射时27个引擎可共同产生超过500万磅的推力,相当于大约18架747飞机产生的推力。送60颗单星质量为230公斤的卫星入轨,仅卫星重量就已经达到了13.8吨。
二是美国官方的支持。在何善宝看来,SpaceX这类民营企业之所以能在走向太空商业时代的路上大踏步前进,离不开美国开放的商业土壤和有关部门的资金支持。美国国家航空航天局(NASA)对SpaceX的资金支持始于2008年,公司同时承担着猎鹰9号、龙飞船的研发,在经历了前三枚火箭发射失败后,马斯克的个人资产几乎到了山穷水尽的地步。此时,SpaceX迎来了NASA向国际空间站提供12次补给服务的大订单,合约金额高达16亿美元,依靠这笔交易,马斯克成功渡过了财务危机。2019年,NASA又和SpaceX签订了5亿美元的发射合约。
不怕重蹈覆辙 马斯克为何能做?
马斯克在2016年“TED演讲”中谈到,“第一性原则”是他创业至今的“人生信条”,第一性原则即可以将事情归结为基本事实,然后从中推理,成为第一个吃螃蟹的人,而不是进行类比推理。马斯克坚信,新能源、太空和互联网能彻底改变人类世界,且这些领域都能通过“第一性原则”理论走下去。
马斯克认为只要他能控制好发射和回收成本,便能避免重蹈覆辙。赛迪智库无线电管理研究所副研究员周钰哲向《中国电子报》记者表示,SpaceX集卫星、火箭、地面站制造、火箭发射和回收技术,以及卫星运营和服务于一身,掌握了其整条产业链的话语权,有效避免了庞大的供应链、传统的设计、叠加的外包订单厂商等高成本环节。
控制好成本后,马斯克看到了不断增长的市场需求及其商业价值。“从铱星公司和一网公司的破产经历,不难发现,需求和用户群太小是导致破产的关键因素。”何善宝说。而星链计划的布局恰逢其时。
SpaceX目前发射单颗卫星的平均成本在150万~200万美元之间,星链项目的总成本可控制在100亿美元左右。
不全是掌声 星链计划还有多重挑战
尽管马斯克的构想和与美国有关部门的合作正在顺利进行,但也引来了业内专家对于太空环境、卫星日常运维以及商业模式的种种责问。
对于干扰太空观测环境的担忧。智利的一台大型综合巡天望远镜拍摄到的图像大多被卫星所“污染”和干扰。数据显示,30%的拍摄图像中将至少包含一条卫星轨迹。国际天文学联合会在2019年6月发表的一份声明中表达了担忧:“卫星星座可以构成对现有和未来天文设施的重大衰弱和干扰,我们将敦促低轨卫星星座的决策者和设计人员共同解决这一问题。”
对于卫星运维问题,最突出也最不可控的问题就是因卫星失联而造成的太空垃圾和一系列意外。在SpaceX最初发射的60颗卫星通信中,有三颗失联;还有两颗卫星,SpaceX称他们只是想测试脱离轨道的过程,故意启动了它们的机载推进器,目的是将它们撞向地球大气层。但赛迪顾问物联网产业研究中心高级分析师刘暾向《中国电子报》记者表示了担忧:SpaceX无法保证卫星失联的概率,这也就不能支持SpaceX对清洁太空环境的承诺,未来若有上万颗星打上去,失联的数量将叠加,届时将不可避免地造成严重的太空污染和意外撞击发生。周钰哲也表示,关键的是失联卫星对其他卫星和地面所带来的风险,SpaceX必须精确监控其卫星的运行状态,并能及时进行微调动作和规避动作。
对于商业模式能否盈利的问题,中国科学院国家空间科学中心空间频谱感知技术研究室副主任闫毅在接受《中国电子报》采访时表示,马斯克的初衷是梦想和金钱的交融,提出星链计划的底气,是他在资本市场的号召力以及在美国最高水平航天科学领域的感召力,当然也是梦想加金钱的刺激。
卫星互联网中国该如何布局?
SpaceX星链计划正在积极推进中,我们可以从中借鉴到什么?
首先,要抓紧申报以占领空间和频谱资源先机。当前,美国低轨通信卫星布局先拔头筹,SpaceX、一网、Telesat和Amazon三家卫星龙头企业已提出明确部署计划,o3b、波音和三星公司的互联网星座计划也在积极推进中。2029年,上述四家美国企业各自的低轨卫星项目将合计完成4.61万颗卫星的发射工作。何善宝认为,尽管中国在低轨卫星领域自2015年开始布局,事实上比马斯克的星链计划还要早,但还要引起更高的重视并尽快布局,否则将与经济发展严重脱节。
其次,要补齐技术短板以在国际竞争中获胜。中国信息经济学会副理事长、北京邮电大学经济管理学院教授吕廷杰指出,星链计划对中国的启示作用,更大意义在于揭示了一个经济问题。SpaceX因为其掌握了卫星回收复用和“一箭多星”技术,所以释放通信卫星的成本大幅度降低。
最后,要找到最适合中国长期发展的商业模式。“对于他国先进方案,我们要学习但不可盲目跟随”。(中国电子报 齐旭 刘晶)