（星空上呈现的“星链”卫星。）

要WiFi仍是要星空？马斯克的“星链”方案惹争议

本刊记者/彭丹妮

发于2020.5.18总第947期《我国新闻周刊》

4月27日，地理爱好者们注意到，一串因反射太阳光而发光的卫星在当晚8点37分从西北方升起，划过北京夜空；5月1日晚，这批卫星过境厦门，40颗肉眼可见的卫星一字排开……2019年开端，美国SpaceX公司经过一次火箭发射搭载60个卫星的办法将几批“星链”（Starlink）卫星送入太空。尔后，地理学家们发现这些卫星像一列火车相同经过世界各地上空。

这是“硅谷钢铁侠”伊隆·马斯克的又一大手笔。这位特斯拉轿车的创办者一再撼动人们的认知，他对未来生活办法的想象触及交通、动力、付出、脑机接口等许多范畴，但航天无疑是其间最有野心的布局。

马斯克于2002年建立的商业航天公司SpaceX，用六年时刻成功发射火箭，用不到16年的时刻，造出了世界现役运载才能最强且可以收回的火箭。未来，他方案制作巨型火箭，可以将人类送往火星——但在那之前，他想运用火箭做另一件事：掩盖全球的网络和通讯信号。

卫星通讯：网络掩盖无死角

2018年2月22日，在美国加州范登堡空军基地，SpaceX成功发射了一枚“猎鹰9号”火箭，并将两颗小型实验通讯卫星送入轨迹——这是马斯克雄心壮志的全球互联网卫星布置方案——“星链”项意图起步。

每颗星链卫星重227千克，巨细和一辆小轿车差不多，由板状的卫星本体和一面可折叠的太阳能板组成，每颗卫星上搭载了4面相控阵天线用来进行网络服务。低轨卫星通讯的优势是快。一方面，星链的信号传播速度挨近真空中每秒30万公里的光速，而光信号在光纤中的传播速度为每秒20万公里，与此一起，星链不必像远间隔光纤通讯那样，靠一段一段接起来，而是直接点对点，因而即便考虑空位往复，这种通讯手法也更高效。

2019年5月，星链第一批发射的60颗卫星进入550千米的近地轨迹，之后又别离于2019年11月和2020年1月进行了第2次和第三次发射……到了2020年4月22日，“猎鹰9号”火箭从佛罗里达州的肯尼迪航天中心基地发射，将第7批的60颗卫星送上了太空。至此，包括前述两颗实验卫星在内，星链方案现已发射了422颗卫星。

依照马斯克给出的最新时刻表，他决定在420颗卫星完结之际，就推出卫星互联网实测——现在，他们正在北美区域和加拿大运用这些卫星进行一些私家网络测验，更大规划的大众测验将在2020年11月打开。依据SpaceX上一年的方案，2020年，星链卫星将至少发射9次，最多或许抵达24次，也就是差不多每两周发射一次。

依据SpaceX向美国联邦通讯委员会（FCC）提交的文件，“星链”方案将在2027年之前布置1.2万颗卫星，分三层坐落在近地轨迹中——7500颗、1584颗、2825颗卫星别离坐落距地上340千米、550千米和1150千米的轨迹上。2019年10月，SpaceX提交了新一批卫星的频率请求，方案再添加3万颗卫星运行在328~580千米之间，使得总卫星数抵达4.2万颗。

马斯克许诺的是一个具有诱惑力的方针：星链方案将经过许多低轨卫星对全球的完好掩盖，到时，无论是在人迹罕至的山川冰河，仍是茫茫大海，都能接收到高通量、低延时的互联网通讯网络信号。在网速方面，星链供给的是至少1Gbps/秒的宽带服务——这个速度是现在家庭宽带的30多倍，和最高可达23Gbps/秒的超高速宽带网络。到时候，顾客只需求购买SpaceX的终端设备，每个月花费几十美元，就可享用这一网络。

青年航天学者毛新愿现在从事低轨卫星精细定轨和卫星导航体系等范畴的博士后研讨。他告知《我国新闻周刊》，现在城市居民花费很少的钱就可享用快捷且快速的网络服务，所以这类通讯卫星不会冲击现有光纤网络和4G/5G等根底通讯网络，而是补偿传统通讯办法无法掩盖到的当地，比方大洋上的货运船、天空中的客机、南北极科考站等特别方位。

美国《麻省理工科技谈论》近来发布的2020年十大突破性技能中，大型卫星网络占有了其间一席。这个范畴的首要玩家包括SpaceX、OneWeb、亚马逊和Telesat等科技企业。该期刊以为，2020年大规划卫星网络的影响，将在本年凸显出来。与此一起，地理学家和重视太空交通控制的专家们对这些巨大的卫星网络负面影响的忧虑和诉苦或许会越来越激烈。

致力于“不破产”

2015年头，两名太空企业家在同一周先后宣告了进军卫星互联网事务：一个是伊隆·马斯克，另一位是英国维珍集团董事长理查德·布兰森，他出资的项目就是后来成为星链劲敌的OneWeb。

《麻省理工科技谈论》以为，与曩昔以展现国家实力和威望为动机不同，现在，实用主义正在驱动太空范畴的开展。据美国商务部估量，太空商场的价值已达3250亿美元，20年后或许会超越1.5万亿美元。以“星链”项目为标志的通讯根底设备、太空旅行、太空采矿等许多其他服务都有潜在的巨大赢利。

卫星工业赛道上，一个重要的运用场景是通讯。传统卫星信号最大的问题是推迟，是因为大部分通讯卫星都在间隔地球赤道35786公里的“地球停止轨迹”上，这段间隔足以形成超越半秒的推迟。

“高轨迹卫星离地球太远，因而抵达地上时信号很弱，高带宽数据如上因特网或许看视频时，需求一个至少3米大的地上天线来接收信号。”哈佛大学天体物理学家乔纳森·麦克道尔告知《我国新闻周刊》。

毛新愿则解说说，高轨卫星、尤其是地球停止轨迹通讯卫星，还存在许多壁垒。一方面，这些卫星重达几吨，技能含量高而且十分贵重，因而存在很高的技能门槛，另一方面，这些轨迹是人类航天最名贵的轨迹，关于布置卫星数量会进行严厉约束，散布过密的卫星也会搅扰信号。

在这种情况下，卫星数量多、信号强度高的低轨卫星互联网就成了近年航天范畴的抢手。毛新愿说，卫星互联网具有很高的商业价值，除了用于通讯，还可以参加导航定位，经过辅佐斗极体系这类高轨卫星来进步定位精度，一起，还可以在载人航天、各类勘探、气候研讨、遥感等科学类项目中发挥作用。但因为一个近地轨迹卫星只能担任地球一小部分的通讯，所以要完成全球掩盖，需求许多卫星。

早在1990年代，就有企业开端进入太空互联网项目。美国从前的通讯巨子摩托罗拉公司于1987年提出了“铱星方案”，曾发射了66颗卫星。

毛新愿说，1990年代，火箭发射一次大约是3000万美元，但发射卫星数量只要几颗，彻底不同于现在一次搭载60颗卫星的做法。在这种昂扬的本钱下，为了保持运营，铱星收费远远高于预期，用户数量随之急剧下降，最终项目破产。同一时期，由比尔·盖茨支撑的Teledesic项目也在本钱飙升和出资者资金干涸后，于2002年请求破产维护，其时Teledesic只发射了一颗卫星。

而现在，卫星互联网项意图本钱正在跟着量产、可收回火箭等技能改善不断下降。毛新愿算了一笔账。按SpaceX此前说的每颗卫星100万美元的制形本钱，跟着量产，一颗卫星本钱50万~100万美元；最贵重的本钱来自发射，但因为SpaceX运用自己制作的火箭，且可复用，因而一次发射60颗卫星的总费用约3000万美元，再加上发射场所、配套设备等等，他以为他们现在发射一颗卫星的均匀本钱在150万~200万美元之间。

但直到现在，这依然是一个严酷的商业范畴。本年3月末，因和软银之间20亿美元资金的商洽决裂，OneWeb请求破产，其时，该项意图在轨卫星已有74颗。

“猜猜有多少低轨卫星互联网没有破产？零。”本年3月，在一次会议上，马斯克恶作剧说，鉴于那些破产项意图前车之鉴，SpaceX眼下正致力于“不破产”。

SpaceX总裁兼首席运营官格温·肖特韦尔曾于2018年的一次访谈中泄漏，星链项意图总本钱约为100亿美元。依据闻名出资公司摩根·斯坦利预算，再多添加3万颗卫星或许将会花费SpaceX600亿美元。

这笔资金怎么筹集是个难题。据美国《华尔街日报》本年3月报导，FCC拨出160亿美元的基金，用于在未来10年内改善农村区域的互联网服务。SpaceX期望请求到这笔资金，但是，竞标者们以为把资金给SpaceX是一场赌博，一位前FCC官员则表明：咱们不允许人们用公共资金投机。

星链“碍眼”

2019年5月，当星链方案的第一批60颗卫星发射时，就引发了一场商业道德的评论：一家公司单方面地改变了天空的容貌，以及或许带来光污染、太空废物等实践影响。

依据联合国卫星挂号网站的最新多个方面数据显现，现在仍在轨的人造卫星有2000颗左右，即便星链依照此前1.2万颗卫星的方案，也会将这一数字添加6倍。而在同类项目中，“星链”并非仅有参加者。如此繁复的卫星正在抢夺天然星空，在地理学界引发了不少批判。

一个常被引证的比如是，在智利完工的一个价值4.66亿美元、8米宽口径且配有32亿像素照相机的大型归纳巡天望远镜，原本旨在本世纪20年代快速扫描天空。但跟着星链卫星群的组成，许多用这台望远镜拍照的图画都被其“污染”，长时刻曝光拍照的照片中更是或许包括数十条卫星移动轨迹条纹。该大型巡天望远镜对未来4.2万颗星链卫星对观测的影响进行了模仿，发现30％的图画中将至少包括一条卫星轨迹。

SpaceX对此也给出了一些处理方案。本年1月6日，SpaceX发射了一颗“暗星”，经过将卫星外表涂黑来实验对亮度的下降作用，但该办法仍不满意专业地理台的要求。SpaceX的工程师还提出可以给每个卫星装备一个遮阳伞的主意，以避免反射太阳光，不过现在还未验证。在4月向FCC提交的文件中，SpaceX泄漏正在研讨新的下降卫星亮度的办法，并将在未来几个月中进行测验，此外，该公司将供给卫星盯梢数据，以便地理学家可以更好地和谐观测活动。

意大利都灵天体物理地理台的地理学家罗纳德·德雷梅尔在回复《我国新闻周刊》的邮件中指出，假如卫星隐形得足够好，以至于无法被肉眼捕捉到，这将是一个巨大的改善，因为这可以使卫星印象数据更简单处理，而且维护地球人仰视一目了然的夜空的希望。但是，怎么在实践和政治层面上处理这样的一个问题上，各方还没有达到一致意见。

太空废物是另一个忧虑。SpaceX表明，每颗星链卫星都将可以追寻在轨碎片并自动躲避磕碰，并在抵达寿数后自动脱离轨迹，面向大气中焚烧殆尽。不过，中科院国家地理台研讨员苟利军等人近来撰文指出，假如这些卫星在轨迹上遭到损坏或许未能成功分散开，它们仍旧会构成严重问题。在2019年5月发射的第一批星链中，就有3颗卫星失去了联络，无法进行自动操控，然后形成了太空废物。

世界地理学联合会（IAU）2019年6月发布声明，表达了对这类项目或许会损坏天然天空以及搅扰射电地理学频率的忧虑，在声明中，该协会将这一太空前沿范畴描绘为“新的、且基本上不受控制的。”

多位受访专家以为，因为没有人想过卫星发射的数量会增长得如此快，因而监管没有跟上这个重生的范畴。罗纳德·德雷梅尔直言，就对天空可见的影响来看，这类项意图监管彻底缺位。他以为， SpaceX之所以步骤迈得如此快，部分原因就在于运用当时的监管真空，在规矩呈现之前，最大程度地抓住机会。

另一个问题是，通讯卫星项目需求如此巨大吗？OneWeb创始人格雷格·韦勒以为，发射比实践所需卫星更多的仅有原因是为了夸耀。“卫星的数量成果一家公司。从大众和筹资的视点来看，多便是好。”