“星鏈”（Starlink）是埃隆馬斯克的航天公司SpaceX的一個低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的名稱。馬斯克最終希望在近地軌道上部署多達42000顆衛(wèi)星，構(gòu)建一個系統(tǒng)，旨在在全球任何地方提供低成本互網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
該計劃自2019 年5月份首次發(fā)射以來，SpaceX已先后將2000多顆Starlink衛(wèi)星送入了軌道，其中1700多顆已經(jīng)投入運行。根據(jù)目前獲得FCC的許可，SpaceX可以再發(fā)射大約12000 顆衛(wèi)星進行組網(wǎng)。即使是這樣，“星鏈”網(wǎng)絡(luò)也將成為有史以來最大規(guī)模的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。
因為根據(jù)截止今年5月份的數(shù)據(jù)顯示：人類有史以來一共只發(fā)射過11670顆衛(wèi)星，目前在軌運行的人造衛(wèi)星只有大約4300多顆，而其中就包括SpaceX發(fā)射的近2000顆“星鏈”衛(wèi)星，也就是說，現(xiàn)在天上一半的衛(wèi)星都是馬斯克他們家的。
如果稍微了解一些衛(wèi)星制造和發(fā)射的過程，就會明白這個數(shù)字有多么驚人。通常意義上，一顆能信衛(wèi)星的研發(fā)、生產(chǎn)和發(fā)射成本至少要達到上千萬美元，有些還要達到幾千萬甚至上億。很顯然，通信衛(wèi)星組網(wǎng)意味著要付出高昂的代價。
那么馬斯克是如何降低衛(wèi)星成本的呢？
首先馬斯克把Starlink衛(wèi)星的制造實現(xiàn)了工廠流水線生產(chǎn)，統(tǒng)一的設(shè)計，統(tǒng)一的技術(shù)標準，再通過批量采購，工廠裝配實現(xiàn)了制造成的最大壓縮。
其次，馬斯克使Starlink衛(wèi)星盡可能的小型化。星鏈1.0版本的衛(wèi)星大約重只有260公斤，大小就像一張普通桌子的桌面，主要部件包括激光通訊設(shè)備，可展開的太陽能電池板，離子推進器以及4個相控陣天線。如此一來，單顆衛(wèi)星的成本也變得非常低。
第三，馬斯克大規(guī)模采用了一箭多星的發(fā)射技術(shù)。以前發(fā)射衛(wèi)星很多都是采用一箭一星或幾星的方式，相當于包車，發(fā)射成本自然居高不下。馬斯克覺得這樣太不劃算了，于是將像桌面一樣的Starlink衛(wèi)星以堆疊的方式摞在一起，裝進獵鷹火箭，然后就可以一次把幾十顆衛(wèi)星同時送上天。比如使用獵鷹9號火箭，一次可發(fā)射60顆左右，到達位置后，把這一摞衛(wèi)星扔下來，然后這些衛(wèi)星會自己慢慢地部署到相應(yīng)的軌道位置上。
第四，馬斯克還有一個獨門絕技，那就是火箭可回收技術(shù)，這也極大地降低了火箭生產(chǎn)制造的成本。
所以，通過榨干整個過程的每一個環(huán)節(jié)，馬斯克將單顆Starlink衛(wèi)星的成本壓縮到了極低的范圍之內(nèi)。摩根士丹利的一項分析估算每顆Starlink衛(wèi)星的成本大約為100萬美元。但SpaceX首席運營官Gwynne Shotwell卻表示，每顆星鏈的成本已經(jīng)低于50萬美元，而且SpaceX已經(jīng)擁有了每顆25萬美元成本的Starlink衛(wèi)星。
入不敷出的星鏈計劃
不過，雖然馬斯克和SpaceX公司已經(jīng)將星鏈衛(wèi)星的成本降到極致，但“星鏈”計劃目前仍處在入不敷出的狀態(tài)也是一個不爭的事實。
以每月至少兩次的組網(wǎng)發(fā)射為例，縱使有回收火箭技能加持，每次發(fā)射也還要搭上1枚火箭全新的二子級，再加上每次60顆星鏈組網(wǎng)星的成本，業(yè)界估計每月僅組網(wǎng)支出就高達6000~8000萬美元。即使偶爾能捎帶幾顆商業(yè)衛(wèi)星，帶來的收入也不過是杯水車薪。
除此之外，由于“星鏈”的接收終端采用了相控陣天線，成本高昂。據(jù)測算，一臺“星鏈”接受終端天線的成本高達3000美元，而其售價僅有499美元。即使經(jīng)過多次成本優(yōu)化，這個終端成本仍要1500美元左右，基本上是處于“賣一臺賠兩臺”的窘境。
為此，今年以來SpaceX對于Starlink在美國的標準服務(wù)進行了調(diào)價，其終端價格從499美元增加到549美元，而服務(wù)成本從每月 99 美元增加到110美元。先不說這點漲價能解決多少成本的問題，就是漲價本身也會限制用戶體量的增長。
目前，Starlink服務(wù)雖然在美國國內(nèi)的48個州都很活躍，并且該衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)也已經(jīng)在全世界36個國家/地區(qū)可用以使用，但用戶體量也只有大約40萬。而根據(jù)業(yè)界推測“星鏈”用戶需要達到約100萬時，才能實現(xiàn)現(xiàn)金流轉(zhuǎn)正，而收回天價成本和徹底盈利所需要的用戶數(shù)則更加龐大。
顯然，“星鏈”前期揮金如土的投入要想通過市場來實現(xiàn)盈利甚至是收回投資，在短時間內(nèi)來看是很難實現(xiàn)的。于是，馬斯克早在2019年就提出要將“星鏈”從SpaceX公司中剝離并獨立上市，但目前該上市計劃預(yù)計要在2025年以后才可能實現(xiàn)。
在2021年2月9日的一條推文中，馬斯克說：“SpaceX 需要在未來一年左右經(jīng)歷一個巨大的負現(xiàn)金流鴻溝，才能使Starlink在財務(wù)上可行?！?/p>
在此背景下，SpaceX公司提出了“星鏈2.0版”(Starlink V2.0)與“星艦”結(jié)合的方案，很可能是SpaceX公司繼續(xù)加速“星鏈”組網(wǎng)，降低組網(wǎng)成本，減小星座規(guī)模，從而盡早實現(xiàn)收支平衡乃至盈利的重要環(huán)節(jié)。
“星鏈2.0版”能否力挽狂瀾
根據(jù)公開信息顯示，“星鏈2.0版”衛(wèi)星長約7米，寬約3米，每顆Starlink V2.0衛(wèi)星的重量為1.25號，而此前的Starlink V1.0只有260公斤，Starlink V1.5也只有310公斤，這意味著Starlink V2.0衛(wèi)星將比V1.5重約四倍多，比 V1重約五倍。
當然了，馬斯克當初為了節(jié)約成本，好不容易把衛(wèi)星變小了，現(xiàn)在又把它變大絕不是心血來潮。Starlink V2.0衛(wèi)星的長度將是V1.0和V1.5衛(wèi)星的兩倍多，面向地球的天線的表面積可能至少是其五倍。尺寸和重量的提升必然帶來通信能力的激增，因此Starlink V2.0衛(wèi)星帶寬將是V1.x的10倍。
同時，由于Starlink V2.0衛(wèi)星體積大增，已無法由“獵鷹9”火箭發(fā)射，只能通過“星艦”進行發(fā)射。當然和之前一樣，為了最大限度地利用“星艦”的發(fā)射性能，SpaceX也對全新的Starlink V2.0衛(wèi)星進行了優(yōu)化設(shè)計，使得火箭可以一次性發(fā)射整個軌道平面（圍繞地球均勻分布的一圈衛(wèi)星）。這意味著“星艦”一次將攜帶110-120顆衛(wèi)星上天。而單次“星艦”發(fā)射可以將總網(wǎng)絡(luò)容量擴大大約是“獵鷹9”發(fā)射的20 倍。因為此前，獵鷹 9 號每次發(fā)射60顆260公斤的Starlink V1.0 衛(wèi)星，為星座增加約1080Gbps（1.08TB/秒）的瞬時帶寬?！靶桥灐卑l(fā)射120顆1250公斤的Starlink V2.0衛(wèi)星可以增加大約19000Gbps（19TB/秒）。
由于星艦全可回收的設(shè)計，以及強大的運載能力，Starlink V2.0衛(wèi)星通過星艦發(fā)射不但成本會進步降低，而且衛(wèi)星組網(wǎng)的速度和系統(tǒng)總?cè)萘恳矊⒀杆偬嵘?。目前，SpaceX公司已經(jīng)制造了首批“2.0版星鏈”，并將在“星艦”的首次軌道發(fā)射中，將其釋放至軌道以開展測試。
當然了，Starlink V2.0能否如期實現(xiàn)這一系列目標，還要看今年的首次軌道發(fā)射成功與否。同時，新版星鏈的“真容”如何，有哪些新的設(shè)計，會為通信衛(wèi)星行業(yè)帶來哪些啟發(fā)，或許都要等到從“星艦”分離的那一刻才能揭曉。
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