SpaceX用重型武器Starlink对互联网行业开火

SpaceX希望用称为Starlink的互联网卫星群包围地球。最初的计划是在未来8年左右的时间内发射近12,000颗卫星。

• 但是上周，据《太空新闻》报道，SpaceX已要求再发射30,000颗卫星，最多可发射42,000颗。，这是自从1957年以来到目前在轨运行的卫星数量的20倍，是人类发射的所有航天器总数的近五倍。

• SpaceX公司的创始人埃隆·马斯克（Elon Musk）表示，他希望Starlink可以提供廉价的互联网接入服务，使得地球上的偏远地区也能获得和城市一样好的互联网服务。

• 发射数量众多的卫星增加了太空碰撞风险，一次碰撞可能会引发其他连锁碰撞，进而产生更多碎片，引发凯斯勒（Kessler）事件。9月初，SpaceX的首批60颗Starlink卫星中的一颗与欧洲航天局的一颗卫星差点碰撞，引发关注，后欧洲航天局调整了其卫星轨道。致力于建立Kuiper系统互联网星座的亚马逊最近向美国联邦通信委员会（FCC）表示，如果每20颗卫星中的一颗失去了躲闪碎片或卫星的能力，发生碰撞的可能性就约为6％。

• 摩根士丹利预测，如果SpaceX的Starlink全球互联网系统投入运行，SpaceX的估值可能由目前的520亿美元增加到1200亿美元，商业利益可能是SpaceX公司在Starlink项目上的驱动力之一。

Starlink的工作方式

1.Starlink旨在解决现代互联网的两个大问题：费用昂贵和时间延迟。

互联网说白了就是一系列相互连接的计算机系统。我们向服务提供商付费，让他们将我们的数据从一个设备网络传输到另一个设备网络。我们的许多数据都是通过光缆以光脉冲的形式发送的。这样一来，与通过金属线发送的电信号相比，更多的信息包可以以更强的信号传输得更远。

但是铺设光纤是相当昂贵和繁琐的，即使在一个国家内部，也很难实现从一个地点到另一个地点的直线铺设。这使得有些地区的光纤接入互联网变得昂贵而不普及。

光缆也有速度限制:光通过固体光纤玻璃的速度比通过真空空间的速度比慢47%。

这对于我们正常浏览网页或看电视，不是大的问题。但在国际距离上，它会导致高延迟。这种时间延迟在远程视频会议和网络语音电话中尤为明显。

现有的卫星传送数据是最落后的。这是因为现在几乎所有的卫星都是在22236英里(35786公里)以上的轨道运行，在那里它们可以“漂浮”在地球上的一个位置上。这段距离足以造成超过半秒的延迟。这种延迟对金融机构可能产生巨大影响，因为市场在不到一秒的时间内就移动数十亿美元。

2.Starlink的问题解决方案

为了解决地球同步卫星的时间延迟问题，Starlink的卫星都部署在地球的近地轨道上，这样虽然解决了延时问题，但产生了另一个问题，那就是每颗卫星覆盖范围要比高轨道同步卫星覆盖范围小很多，为了解决这一问题，SpaceX的方案是以量取胜。这也是SpaceX公司申请发射42000颗卫星的一个重要原因。

SpaceX公司的创始人埃隆·马斯克曾表示，Starlink将需要大约400颗卫星来建立“初级”互联网覆盖，800颗卫星来建立“中级”覆盖。

这些卫星的轨道大约有三层：离地球最近的轨道高度约210英里（338公里），在这一轨道上将部署约7500颗卫星；中间层轨道高度大约342英里(550公里)，将部署约1600颗卫星；最高层离地球表面约684至823英里（1100至1,325公里），将部署约2800颗卫星。这是几个月前SpaceX披露的约12000颗卫星的部署计划。和地球同步通讯卫星相比，我们可以看到，Starlink的轨道要低很多，约为地球同步通讯卫星轨道高度的1/165到1/45。

每颗Starlink卫星最终将使用激光与其他四颗卫星进行链接，形成卫星网络星座。这样它们可以以接近光速的速度在地球表面传输数据，从而绕开了光纤的局限性。

用户需要使用价格约为200美元的终端以便连接到Starlink，这种终端设备大小和中小型比萨饼差不多，可以很方便的安装到船舶、飞机、屋顶和车顶上，从而帮助人们随时接入互联网。

3.如何发射如此众多的卫星？

SpaceX 已在2019年在5月用重型火箭猎鹰9（Falcon 9）一次成功发射了60 颗实验性Starlink网络卫星，按照部署计划，到2027年底SpaceX需要完成全部12000颗卫星的部署，这样计算下来，每个月需要完成约120颗卫星的发射，很明显SpaceX目前的猎鹰9火箭很难完成这一任务。星际飞船可能是备选方案，这个可重复使用的系统，一次可以发射数百颗Starlink卫星，价格可能只是猎鹰9发射成本的10％。

Starlink的巨大商业利益

在SpaceX 在5月成功发射了60 颗实验性Starlink网络卫星之后，CNBC 报道SpaceX的估值约为333亿美元，这使马斯克（Musk）特斯拉电动汽车公司的估值黯然失色，与2017年的估计值相比，这大约增加了100亿美元的估值。但上周摩根士丹利对SpaceX的估值上升到了520亿美元，比333亿又上升了约50%，并进一步预测当Starlink开始全面运行后，SpaceX的市值可能达到1200亿美元。

SpaceX总裁兼首席运营官格温妮·肖特威尔（Gwynne Shotwell）在2018年5月表示，完成该项目可能需要花费100亿美元甚至更多。马斯克在2019年5月15日与记者的电话会议上表示，该项目完全运行后SpaceX公司每年可能净赚300亿至500亿美元。

Starlink产生的太空碰撞风险

SpaceX公司因Starlink而备受关注，但它并不是唯一一家计划建造大型卫星星座的公司。例如，亚马逊希望将其即将发射的3236颗柯伊伯系统（Kuiper System）卫星送入轨道。

这些新舰队中的每一个都大大增加了航天器与其他航天器相撞的风险。这同样适用于产生的空间碎片或高速垃圾，它们可以攻击、破坏或摧毁其他卫星。

上周三，IEEE Spectrum的马克·哈里斯（Mark Harris）撰写的一份报告提到了这种风险，该报告与亚马逊最近向FCC提交的关于推动Kuiper进展的文件有关。

尽管亚马逊提交的文件深入探讨了与卫星故障有关的风险，但该分析与所有计划在近地轨道上部署的星座有关。

Amazon和SpaceX都声称他们的卫星带有避免碰撞功能。即使如此，哈里斯（Harris）详细介绍的最新亚马逊文件也表明，如果5％或20分之一的卫星在大型星座中发生故障（或避让系统发生故障），发生碰撞的风险将约为6％。

该公司在致FCC的一封信中写道，这样的比率“远远超出了亚马逊的预期或可接受水平。” 尽管看起来可能并不多，但据报道，布法罗大学的空间碎片研究人员约翰·克拉西迪斯（John Crassidis）表示，这“很大”。

Crassidis告诉IEEE Spectrum:“有6%的几率发生碰撞，宇航员将被放入逃生舱口，以避免发生碰撞。”他指的可能是国际空间站，目前有六名宇航员在那里生活和工作。“即使是在低于那个数量级的情况下，你也会想要采取行动来避免它。”

此外，SpaceX的首批60颗Starlink卫星的故障率达到了5％：三颗在部署后停止工作。但是马斯克在发布前指出这些设备是实验性的。（“这里有很多新技术，因此其中一些卫星可能无法正常工作，”马斯克说。）

无论如何，FCC准备自2004年以来第一次收紧避免卫星碰撞和制造新的空间碎片的规则。为此，自去年10月以来，它一直在收集行业对新提议的规则集的反馈。

一项建议的调整是让公司确保整个卫星船队（不仅仅是一艘航天器）发生碰撞的风险在其生命周期内不得超过千分之一或0.1％。另一个是改善运营商之间的数据共享。(今年9月，一颗欧洲卫星和一颗星链(Starlink)卫星险些相撞，原因是SpaceX电子邮件警报系统出现明显故障。)

30000颗发射申请能获批吗？

最近SpaceX的一位公司代表在接受Spaceflight Now采访时说：“随着世界各地对快速，可靠的互联网的需求不断增长，尤其是对于那些不存在连接、价格太昂贵或不可靠的互联网，SpaceX正在采取措施以负责任的方式扩展Starlink的总数网络容量和数据密度，以满足用户预期需求的增长”。这是SpaceX再次申请发射30000颗卫星的原因吗？