OneWeb太空互聯(lián)網(wǎng)低軌星座的新進(jìn)展

OneWeb太空互聯(lián)網(wǎng)低軌星座的新進(jìn)展

自從2015年6月一網(wǎng)（OneWeb）公司高調(diào)宣布已從其合作伙伴獲得首輪5億美元集資，決心發(fā)展低軌道太空互聯(lián)網(wǎng)巨型星座以來(lái)，該公司的星座發(fā)展又取得了若干重要進(jìn)展。

一、新建衛(wèi)星制造廠落戶(hù)佛羅里達(dá)，首批在軌驗(yàn)證衛(wèi)星2018年發(fā)射

2016年4月，新創(chuàng)太空互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星星座運(yùn)營(yíng)商O(píng)neWeb公司與美國(guó)佛羅里達(dá)州當(dāng)?shù)卣_(dá)成共同投資協(xié)議，決定在該州建立一座能生產(chǎn)900顆小衛(wèi)星的新型衛(wèi)星制造廠。工廠面積（包括生產(chǎn)區(qū)、檢測(cè)區(qū)、裝配區(qū)等）占地約14畝。這一期待已久的重要新聞是繼去年OneWeb公司獲得5億美元融資和選定衛(wèi)星發(fā)射提供商之后的又一重大進(jìn)展。

此外，2015年OneWeb公司還與歐洲空客集團(tuán)達(dá)成協(xié)議，決定成立各占50%股份的合資公司，并在歐洲空客集團(tuán)下屬的法國(guó)圖魯茲工廠組裝首批10顆在軌驗(yàn)證試驗(yàn)衛(wèi)星。這10顆衛(wèi)星將在2017年底或2018年初發(fā)射。

OneWeb公司選擇佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心附近的高技術(shù)園區(qū)作為衛(wèi)星制造廠的落腳點(diǎn)，主要是考慮到這里有6～7家從事航空航天制造企業(yè)，具有技術(shù)人才優(yōu)勢(shì)，而且還得到佛羅里達(dá)州政府的支持。根據(jù)OneWeb公司與佛羅里達(dá)航天公司（Space Florida）達(dá)成的協(xié)議，后者將為新建衛(wèi)星制造廠投資8000萬(wàn)美元，佛羅里達(dá)州交通運(yùn)輸部還將在新廠建設(shè)階段投入1750萬(wàn)美元的配套資金。OneWeb衛(wèi)星工廠將來(lái)要每月生產(chǎn)幾十顆衛(wèi)星。在衛(wèi)星生產(chǎn)高峰期，該衛(wèi)星制造廠每天能組裝3～5顆衛(wèi)星，所需生產(chǎn)人員250人。工廠不僅為OneWeb自己制造近900顆低軌道衛(wèi)星，還打算承接來(lái)自其他運(yùn)營(yíng)商或客戶(hù)的小衛(wèi)星制造業(yè)務(wù)。

國(guó)際商業(yè)航天界對(duì)這一舉措的評(píng)價(jià)很高，認(rèn)為OneWeb開(kāi)創(chuàng)了利用自動(dòng)生產(chǎn)、組裝流水線進(jìn)行大規(guī)模、低成本衛(wèi)星生產(chǎn)的全球先例，將大大促進(jìn)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

同時(shí)國(guó)外媒體普遍認(rèn)為OneWeb衛(wèi)星工廠的建立將進(jìn)一步促進(jìn)佛羅里達(dá)地方經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)。2011年，由于NASA終止“航天飛機(jī)計(jì)劃”導(dǎo)致佛羅里達(dá)太空海岸數(shù)千人失業(yè)，新建衛(wèi)星制造廠落戶(hù)佛羅里達(dá)將為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造新的就業(yè)崗位，并帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前OneWeb衛(wèi)星工廠已經(jīng)開(kāi)始招聘核心網(wǎng)工程師、機(jī)械工程師、首席系統(tǒng)工程師、高級(jí)衛(wèi)星通信工程師、高級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師、高級(jí)軟件架構(gòu)師等共250個(gè)職位，據(jù)稱(chēng)上述雇員未來(lái)5年內(nèi)平均年薪為65579美元。

OneWeb還要把維珍銀河公司帶進(jìn)佛羅里達(dá)，因?yàn)镺neWeb要在佛羅里達(dá)用維珍銀河公司的Launcher One火箭發(fā)射數(shù)百顆組網(wǎng)衛(wèi)星。這是全美衛(wèi)星生產(chǎn)地點(diǎn)與發(fā)射地點(diǎn)如此靠近的首創(chuàng)。OneWeb表示，如果需要，一顆衛(wèi)星從生產(chǎn)線出廠之后最快數(shù)小時(shí)之內(nèi)就可以被發(fā)射上天。

維珍銀河公司將用波音747飛機(jī)攜帶Launcher One火箭升空，當(dāng)飛機(jī)上升至10500m高空時(shí)，Launcher One火箭點(diǎn)火，并將衛(wèi)星送入工作軌道。維珍銀河公司的火箭/衛(wèi)星發(fā)射需要一條很長(zhǎng)的飛機(jī)跑道，而肯尼迪航天中心因航天飛機(jī)退役正好就具備這個(gè)條件。由于SpaceX、藍(lán)色起源和聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟這3家火箭發(fā)射公司早已落戶(hù)佛羅里達(dá)，維珍銀河公司的入駐將使商業(yè)航天發(fā)射業(yè)務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。

除此之外，2015年OneWeb公司還與阿里安航天公司簽署用聯(lián)盟火箭共21次發(fā)射OneWeb衛(wèi)星的合同。該合同總價(jià)值超過(guò)10億美元，是固定價(jià)格。此合同還包括2020年前附加5次聯(lián)盟火箭和3次阿里安6號(hào)火箭發(fā)射的選項(xiàng)。

二、申請(qǐng)低軌衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)牌照，披露更多衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)信息

OneWeb在宣布衛(wèi)星工廠落戶(hù)佛羅里達(dá)之后一周，緊接著就向美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）遞交了低軌道（LEO）衛(wèi)星通信系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)許可申請(qǐng)。這一舉措是OneWeb低軌星座發(fā)展的又一重要進(jìn)展。OneWeb表示將嚴(yán)格遵守FCC、國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）的各項(xiàng)規(guī)定和要求，做好低軌星座與地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星之間Ku、Ka頻段資源的兼容與共享。由于OneWeb星座的720顆低軌道衛(wèi)星在飛越赤道的過(guò)程中，其專(zhuān)利“漸進(jìn)俯仰（progressive pitch）”技術(shù)能逐步改變LEO衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射的方向和電平值，因而能有效消除對(duì)GEO衛(wèi)星的干擾。

根據(jù)最新設(shè)計(jì)，未來(lái)的OneWeb星座由720顆衛(wèi)星組網(wǎng)（最初設(shè)計(jì)為648顆），18個(gè)軌道面，每個(gè)軌道面40顆衛(wèi)星，衛(wèi)星軌道高度為1200km。每顆衛(wèi)星重約150kg，造價(jià)不超過(guò)50萬(wàn)美元。

在OneWeb遞交FCC的技術(shù)文檔中還披露了有關(guān)星座設(shè)計(jì)的如下重要信息：

1）全系統(tǒng)工作頻率如表1所示。

表1　OneWeb星座系統(tǒng)工作頻率

2）720 顆衛(wèi)星（18個(gè)軌道面，每軌道面40顆衛(wèi)星）。每顆LEO衛(wèi)星有16個(gè)橢圓形用戶(hù)波束（工作在Ku頻段）和2個(gè)饋電波束（工作在Ka頻段）。

3）Ka頻段的饋電波束采用雙圓極化。

4）全球共部署50多個(gè)地面Ka關(guān)口站（美國(guó)至少有4個(gè)）。每個(gè)關(guān)口站至少配置10副天線，每副天線口徑為2.4 m或更大。

5）設(shè)計(jì)用戶(hù)終端天線尺寸為30cm～75cm，或?yàn)闄C(jī)械式雙拋物面天線、或?yàn)榈统杀鞠嗫仃囂炀€。

6）由于衛(wèi)星在其軌道中不停地移動(dòng)，所以用戶(hù)在一顆衛(wèi)星過(guò)頂時(shí)要漸漸地從一個(gè)波束“漫游”到另一個(gè)波束，接著再“漫游”到同一軌道、下一顆衛(wèi)星的第一個(gè)波束（或者是鄰近軌道的其他衛(wèi)星）。這些“漫游”（或叫波束/衛(wèi)星切換）均為無(wú)縫切換，用戶(hù)不會(huì)有感知。

OneWeb若能從FCC這一全球最通用、最復(fù)雜的無(wú)線通信監(jiān)管機(jī)構(gòu)首先獲得運(yùn)營(yíng)許可，將對(duì)OneWeb開(kāi)拓其他國(guó)家市場(chǎng)具有重要意義，因?yàn)槊绹?guó)FCC認(rèn)證在實(shí)際操作中往往是其它國(guó)家的參考基準(zhǔn)。

據(jù)估計(jì)，F(xiàn)CC的批準(zhǔn)可能要到2017年中才能下來(lái)。現(xiàn)在OneWeb已經(jīng)開(kāi)始了第二輪的融資行動(dòng)。

三、市場(chǎng)定位：率先突破B2B衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)，然后開(kāi)拓發(fā)展中國(guó)家市場(chǎng)

OneWeb表示，盡管其最終目標(biāo)是建成全球無(wú)縫覆蓋的寬帶衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)，但在星座建設(shè)初期將率先對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家地面網(wǎng)絡(luò)尚未覆蓋的中小型企業(yè)開(kāi)展B2B衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)，等到地面用戶(hù)終端設(shè)備的生產(chǎn)規(guī)模、營(yíng)業(yè)額、現(xiàn)金流、成本控制等各方面達(dá)到一定程度之后，再全面開(kāi)拓發(fā)展中國(guó)家邊遠(yuǎn)地區(qū)的衛(wèi)星寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。

在搶占發(fā)達(dá)國(guó)家B2B業(yè)務(wù)的同時(shí)，OneWeb還將積極開(kāi)拓航空和其它衛(wèi)星寬帶市場(chǎng)，并借助其合作伙伴，或者合作伙伴的合作伙伴，來(lái)獲得重要而又關(guān)鍵國(guó)家（如印度、中國(guó)）的運(yùn)營(yíng)執(zhí)照或落地許可，為將來(lái)開(kāi)展更大規(guī)模、更深度的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入業(yè)務(wù)打好基礎(chǔ)。

根據(jù)以往低軌衛(wèi)星星座的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，用戶(hù)終端設(shè)計(jì)和成本問(wèn)題是星座成敗的關(guān)鍵。OneWeb星座的遠(yuǎn)期目標(biāo)市場(chǎng)是中國(guó)和印度等發(fā)展中國(guó)家，因此用戶(hù)終端價(jià)格低廉、使用方便、容易維護(hù)是OneWeb能否進(jìn)入這一市場(chǎng)的關(guān)鍵因素。

四、航空市場(chǎng)是新熱點(diǎn)，機(jī)載衛(wèi)星終端競(jìng)爭(zhēng)正在進(jìn)行

2015年3月，OneWeb與洛克韋爾·柯林斯公司（Rockwell Collins）簽署備忘錄，雙方約定Rockwell Collins是OneWeb機(jī)載衛(wèi)星終端研發(fā)/設(shè)計(jì)的唯一合作伙伴。由于Rockwell Collins公司開(kāi)發(fā)的電子掃描陣列天線在外形尺寸和重量方面均顯著優(yōu)于傳統(tǒng)機(jī)載天線，因而既能減輕飛行阻力、降低油耗，同時(shí)又具備快速波束移動(dòng)和調(diào)整天線方向圖的能力，確保最佳通信性能。

然而相隔一年，2016年3月，美國(guó)Gogo公司宣布與Intelsat公司合作，將采用“Intelsat Epic GEO衛(wèi)星+OneWeb LEO衛(wèi)星”高低軌衛(wèi)星相結(jié)合模式為全球民航飛機(jī)提供機(jī)載衛(wèi)星寬帶服務(wù)。Gogo 有2Ku機(jī)載天線，Intelsat在OneWeb聯(lián)盟中擁有機(jī)載寬帶應(yīng)用的主要經(jīng)營(yíng)權(quán)。那么最終Gogo和Rockwell Collins誰(shuí)將與OneWeb簽訂機(jī)載天線的正式合作協(xié)議，將成為業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。

由于先前Rockwell Collins與OneWeb簽署的只是備忘錄，不是正式協(xié)議，而且當(dāng)時(shí)雙方談?wù)摰闹皇荓EO衛(wèi)星應(yīng)用，而現(xiàn)在Intelsat參與的“GEO+LEO”共享網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，又有Gogo公司的先進(jìn)2Ku機(jī)載天線的優(yōu)勢(shì)，Rockwell Collins承認(rèn)目前的情況對(duì)它不太有利。

Gogo認(rèn)為，雖然其2Ku天線系統(tǒng)具有一些獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，但要順利實(shí)現(xiàn)“GEO+LEO”衛(wèi)星之間的無(wú)縫通信切換還需要做大量的工作。

總之，最后誰(shuí)來(lái)為OneWeb提供機(jī)載天線方案，是為L(zhǎng)EO衛(wèi)星做一個(gè)“單一”應(yīng)用天線，還是要支持“GEO+LEO”的綜合應(yīng)用，這有待觀望。

●曉春_綜述