低轨星座，诸雄争锋，谁将凌绝顶？

今天是太空与您相伴的【第633期】

这几年随着商业航天的快速发展，业界相继提出了多个低轨星座概念，那么低轨星座究竟是有何磁力，吸引业界大佬达成“迷之默契”？大批低轨星座的蜂拥而入，是会重蹈“铱星”覆辙引发接连扑街？还是将挥别“历史的眼泪”，拼出一个未来？

一、磁力源于吸引力

我们把离地球表面高度为700~1500千米高度的轨道称为低地球轨道，而低轨星座是指在此轨道域由多个卫星构成、可进行实时信息处理的大型卫星系统。比高轨卫星更具成本效益，比地面通信性能更优越，是低轨星座的天然优势。单以此为出发点，就可以实现许多以往难以想象的服务与应用。

另外，随着微机电、先进制造等行业的快速发展，微小卫星技术逐步实现了升级换代，移动互联网和5G 产业的繁荣也让高速率和高带宽数据需求日益凸显，这些因素也成为低轨星座抢滩畅游的红海。有专家估算，如果让全球每一个角落都联网，投入低轨星座成本，未来有望降到基站建设成本的1%，这将使卫星投资公司的风险大大降低。另据Amazon估算，一旦自家低轨卫星投入商业服务，预计将带来数十亿美元收入。技术成熟度的不断提高、巨大市场潜力和商业利益的并行驱动，低轨星座成为如今商业航天独角兽必争之地，也就不足为奇了。

二、低轨红海平面

根据SpaceNews网站消息，截至2018年3月，全球至少有15家公司已经对外公布其星座计划，并且大部分公司表示将在五年内推出自己的第一代星座系统，主要涉及Ka频段、Ku频段和V频段。

从时间维度来看，目前低轨星座发展经历了两个阶段：第一个阶段是上世纪90年代的首露头角，第二阶段是2014年以来的强势复苏。

早期的三大低轨星座系统－Iridium、Global Star和Orbcomm系统均是从上世纪90年代开始着手研发部署的，当时正值世界范围内移动通信市场蓬勃发展之时，其中Iridium捷足先登投入运营，占据了先发竞争优势。尽管此后，Iridium和Global Star系统都破产重组，但首批先入的经历与实践为其后回归积累了不少经验。

目前新兴低轨互联网星座是在上述技术基础上的第二次产业浪潮，其中最受关注的就是马斯克的Starlink和维勒OneWeb，这两个星座均已发射了技术验证卫星并进入实际部署阶段，电信星仅成功发射了1颗技术验证星，结合已知星座设计、发射速度及运营模式等来看，预计OneWeb公司有望首先完成全球部署并投入市场运营。

图片来自资料库

从性能维度来看，OneWeb与Starlink采用相同工作频段，不同的是采用弯管架构实现上下行链路信道关联映射，其灵活性与频谱利用率相对有限。此外，Iridium、Starlink与电信星均设计构建星间链路，OneWeb等其它星座还未涉及，星间链路在通信与测控等方面极具优势且抗毁性强，未设置星间链路必然以增加地面布点为代价，并会因用户视场限制影响使用体验，但星间链路同时易受空间环境及干扰影响，星上路由选择也会增加卫星研制难度，降低对技术升级更新的适应能力，这对卫星数量庞大的低轨星座来说可谓机遇与挑战并存。

图片来自资料库

在应用发展维度，主要制约因素体现在成本效益与市场两个方面。可持续发展必然以良好的经济效益和市场需求契合度为驱动，这同样与系统运营模式紧密相关。重生的Iridium星座一方面通过控制成本，提供 Iridium Certus多数据速率组合与载荷搭载服务等，将目标市场锁定在海洋、高山等政府、石油、航海企业愿意支付更多费用的地方，另一方面凭借与美国防部千丝万缕的联系，维持其“先发制人”已然成型的布局优势。OneWeb和Starlink均计划研制大量低成本小型基站，把诸多小型商户甚至个人变成分销商，用这些小型基站向移动终端用户提供宽带入网服务，其网络架构与目前移动宽带基本相同。

三、告别地心引力有多难？

古印第安有句谚语，“别跑太快，等一等灵魂。”在当前一拥而上的低轨抢位大战中，每一玩家或将面临着同样的尴尬：大环境和产业链的欣欣向荣，未必代表真实的需求与同步。频轨资源的稀缺在锁定过多关注的同时，也催生出了不少激进而冗余的星座设计。无论是从卫星到终端、从资本到应用一应俱全，以盘活现有产业模式为基进而迭代升级；抑或借助一体化产业优势，以跨界创新能力打破现有行业格局，卡位时代机遇来输出“改造世界”的伟大情怀；还是专于一隅，将集约与精深融为一体，朴守简单的幸福.....剥去科学畅想和风投资本的炽热光环，低轨红海拼杀背后蓝海的冰冷深邃，更多需要的是对其发展内核与灵魂的现实拷问。在当今万物互联的开放时代，衡量生存空间的重要标准是接续融合与不可替代。告别地心引力，低轨星座发展只有和而不同、求同存异，或能通变则久、星耀高悬。

作者简介

从左至右依次是：满俐 何方舟 鲁静

北京某研究中心工作人员