新業(yè)態(tài) 新技術(shù) 新挑戰(zhàn)
——2023 年美國衛(wèi)星大會(huì)見聞

Blaine Curcio （Orbital Gateway Consulting）

2023 年3 月13——16 日，2023 年美國衛(wèi)星大會(huì)在華盛頓舉辦。美國衛(wèi)星大會(huì)自1981 年開始舉辦，是以衛(wèi)星和太空技術(shù)產(chǎn)業(yè)為主題的年度重要展會(huì)。來自120 個(gè)國家、超過12500 人、300 多家廠商參與，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）、一網(wǎng)公司（OneWeb）、加拿大電信衛(wèi)星公司（Telesat）、美國亞馬遜公司（Amazon）等均參會(huì)。大會(huì)主要包含4 個(gè)主題論壇，聚焦衛(wèi)星技術(shù)、低軌衛(wèi)星/小型衛(wèi)星、軍工、決策管理等方面。本次大會(huì)最重要且最受參會(huì)廠商關(guān)注的主題之一是衛(wèi)星通信，除此之外，技術(shù)主題論壇還聚焦于軟件驅(qū)動(dòng)、太空計(jì)算、信息安全等話題。

本次大會(huì)舉辦了數(shù)十場座談會(huì)和會(huì)議，熱門話題包括：①星座的持續(xù)崛起，出現(xiàn)了想要超越主要話題制造者“星鏈”（Starlink）的新業(yè)務(wù)形態(tài)；②新的用戶終端和通信技術(shù)；③對新航天發(fā)展局限性的提醒。

全球大型科技公司和越來越多的初創(chuàng)企業(yè)深度參與到衛(wèi)星行業(yè)中來，使得為期一周的會(huì)議顯得節(jié)奏更快，信息更豐富。隨著會(huì)議中衛(wèi)星相關(guān)重要公告的發(fā)布，新商業(yè)計(jì)劃的不斷涌現(xiàn)，人們期待著更加鼓舞人心的2023 年的到來。

星座不僅是“星鏈”

雖然Starlink 仍然是2023 年美國衛(wèi)星大會(huì)的主要話題，但不是唯一受到關(guān)注的星座。就在會(huì)前的3月9 日，第17 批40 顆OneWeb 衛(wèi)星發(fā)射入軌，在軌衛(wèi)星總數(shù)達(dá)到582 顆，接近全球覆蓋；會(huì)議期間，OneWeb 公司與亞馬遜云服務(wù)（AWS）達(dá)成全球合作協(xié)議，AWS 將通過與OneWeb 公司綁定的衛(wèi)星連接手段為AWS 的企業(yè)客戶服務(wù)，同時(shí)AWS 還可以利用OneWeb 公司的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行空間數(shù)據(jù)分析。

2023 年2 月22 日，美國人族軌道公司（Terran Orbital）與德國初創(chuàng)公司里瓦達(dá)空間網(wǎng)絡(luò)公司（RSN）簽署了一份合同，為其設(shè)計(jì)和制造300 顆Ka 頻段低軌寬帶衛(wèi)星（其中12 顆為備份星），并提供衛(wèi)星運(yùn)行支持服務(wù)，合同金額24 億美元。合同對衛(wèi)星的交付時(shí)間非常敏感，需要在2026 年上半年部署所有衛(wèi)星，以滿足國際電信聯(lián)盟（ITU）對其星座計(jì)劃使用的Ka 頻段網(wǎng)絡(luò)資料監(jiān)管的截止日期要求。

與之前低地球軌道（LEO）衛(wèi)星的商業(yè)概念類似，該項(xiàng)目旨在建立一個(gè)高速、安全的非地球靜止軌道（NGSO）衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，可為政府和企業(yè)提供高可靠性、高質(zhì)量的通信服務(wù)產(chǎn)品。在會(huì)議舉辦期間，RSN還宣布與美國阿雷亞技術(shù)公司（Aalyria）建立合作伙伴關(guān)系，旨在利用Aalyria 優(yōu)化RSN 公司的網(wǎng)絡(luò)，這在RSN 的系統(tǒng)構(gòu)架下顯得很有意思，因?yàn)镽SN計(jì)劃采用激光星間鏈路而非地面網(wǎng)關(guān)站作為路由交換的主要手段，這使得RSN 系統(tǒng)大幅增加了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)可能采用的路由數(shù)量。

本次大會(huì)是谷歌（Google）高空氣球互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)新公司Aalyria 的亮相派對，Aalyria 公開展示了多層集成低軌/中軌/機(jī)載（LEO/MEO/HAPS）網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃。2022 年9 月，Aalyria 從“隱身模式”中現(xiàn)身，宣布拿下美國國防創(chuàng)新部門（DIU）800 萬美元合同，為其混合空間架構(gòu)項(xiàng)目研制網(wǎng)絡(luò)原型系統(tǒng)。而2023 年美國衛(wèi)星大會(huì)是其公開亮相后參加的首個(gè)全球性會(huì)議，在會(huì)上展示了其可實(shí)時(shí)編排天、空、地、海網(wǎng)絡(luò)資源的Spacetime 軟件平臺，旨在結(jié)合地球與太空、電波傳播、天氣現(xiàn)象和大氣特征來創(chuàng)建一個(gè)可優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)空間。

與此同時(shí)，Aalyria 公司正在開發(fā)一套激光通信系統(tǒng)Tightbeam，這是一種大氣激光通信技術(shù)。Aalyria 首席執(zhí)行官稱，將在2023 年巴黎舉辦的世界衛(wèi)星商業(yè)周（WSBW）上提供更多信息。

在美國人工智能研究公司（OpenAI）研發(fā)的人工智能聊天機(jī)器人程序（ChatGPT）和人工智能（AI）成為社會(huì)熱點(diǎn)話題的時(shí)候，Aalyria 正試圖將AI 引入網(wǎng)絡(luò)管理，這將對數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行發(fā)送、傳輸和接收的方式產(chǎn)生重大影響。雖然Aalyria 仍處于發(fā)展初期，但是擁有大量資金，從Google 繼承了很多先進(jìn)的技術(shù)和一支優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)。

同樣值得注意的是，Aalyria 不打算發(fā)射任何衛(wèi)星，它的定位就是純粹的平臺產(chǎn)品。如果一家公司想要將數(shù)據(jù)從世界的一個(gè)地方傳送到另一個(gè)地方，會(huì)聯(lián)系A(chǔ)alyria 并使用其算法來了解成本、性能以及使用低軌、中軌、地球靜止軌道（GEO）、高軌道（HEO）衛(wèi)星、機(jī)載和其他網(wǎng)絡(luò)的路由。從某種意義上說，Aalyria 正努力為全球網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建一個(gè)由人工智能驅(qū)動(dòng)的管道。展望未來，考慮到NGSO 星座會(huì)發(fā)展成為類似手機(jī)上像安卓（Android）一樣的操作系統(tǒng)，而Aalyria 如果能夠創(chuàng)建一個(gè)開元、開放標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，將使Aalyria 擁有有利的產(chǎn)業(yè)鏈定位。

所有非Starlink 的星座都在盡力傳遞這樣一個(gè)明確的觀點(diǎn)：星座市場足夠大，可以容納多個(gè)玩家。即使是最成熟的傳統(tǒng)衛(wèi)星運(yùn)營商顯然也認(rèn)識到了NGSO 的重要性，國際通信衛(wèi)星公司（Intelsat）和歐洲通信衛(wèi)星公司（Eutelsat）在大會(huì)召開前幾天達(dá)成了一項(xiàng)為期7 年、價(jià)值數(shù)百萬歐元的協(xié)議，Intelsat 將能夠使 用OneWeb 和Eutelsat 的GEO 衛(wèi)星，來服務(wù)機(jī)載衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)。

新型終端和通信技術(shù)

在2023 年美國衛(wèi)星大會(huì)上，除了與星座相關(guān)的空間段消息受到關(guān)注外，Amazon 還發(fā)布了一個(gè)“柯伊伯”（Kuiper）地面終端，以及Kuiper 項(xiàng)目的一些新信息。在由Amazon 副總裁戴夫·林普（Dave Limp）對Kuiper 產(chǎn)品的介紹中，他展示了速率分別為100Mbit/s、400Mbit/s 和1Gbit/s 的小型、中型和大型終端。雖然最終定價(jià)細(xì)節(jié)仍然較為模糊，但林普表示，中型終端的制造成本約為400 美元。

林普表示，Amazon 公司將終端的價(jià)格視為星座成功最重要的因素，因此花費(fèi)了大量時(shí)間和資金來降低其終端成本。降低價(jià)格的關(guān)鍵之一就是公司設(shè)計(jì)的普羅米修斯（Prometheus）芯片。該芯片將用在Kuiper 衛(wèi)星、網(wǎng)關(guān)和終端中，使單顆衛(wèi)星能夠處理高達(dá)1Tbit/s 的容量。Kuiper 計(jì)劃在2024 年開始發(fā)射批量衛(wèi)星，并很可能推出Kuiper 衛(wèi)星的初始Beta測試版。

除了Kuiper 終端，英國科巴姆衛(wèi)星通信公司（CobhamSatcom）和歐洲衛(wèi)星公司（SES）也簽署了一系列支持O3b 增強(qiáng)（O3b mPower）衛(wèi)星的通信終端合同，O3b mPower 衛(wèi)星預(yù)計(jì)在2023 年投入使用；凱米塔公司（Kymeta）向OneWeb 交付了第一副自制天線，并將隨著OneWeb 星座的投入使用和平板天線的產(chǎn)能提升開始逐漸交付更多產(chǎn)品；同時(shí)，海事衛(wèi)星通信天線公司（Intellian）也發(fā)布了其最新一代的電子掃描陣列天線。

與此同時(shí)，還有一些新的通信技術(shù)成為焦點(diǎn)，其中最突出的就是激光通信。在星座座談會(huì)上，Starlink 副總裁喬納森·霍費(fèi)勒（Jonathan Hofeller）指出，將在二代衛(wèi)星上使用激光通信星間鏈路，RSN 公司也計(jì)劃在其600 顆衛(wèi)星星座上使用激光通信，這將有助于緩解其網(wǎng)絡(luò)中的通信瓶頸。

新航天的局限性

盡管2023 年美國衛(wèi)星大會(huì)對未來發(fā)展非常樂觀，但大會(huì)期間也有幾個(gè)情況體現(xiàn)了新航天的局限性。維珍軌道公司（Virgin Orbit）讓幾乎所有員工休假，因?yàn)檫@家初創(chuàng)公司正在試圖籌集資金（編者注：截至發(fā)稿時(shí)，該公司融資不順，大幅裁員后正在申請破產(chǎn)保護(hù)）；相對論空間公司（Relativity Space）的首枚人族-1（Terran-1）火箭發(fā)射失敗，這印證了商業(yè)發(fā)射公司所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，尤其是那些使用3D打印技術(shù)的公司（編者注：雖然該火箭在3 月23 日發(fā)射失利，卻也向世界證明了3D 打印制造火箭結(jié)構(gòu)是可行的）。

就Virgin Orbit 而言，其希望能夠通過改裝的波音747 客機(jī)完成小型運(yùn)載火箭的發(fā)射，將小型衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，但最終影響Virgin Orbit 前景的可能是其最大的競爭對手SpaceX，由于很難在發(fā)射服務(wù)的價(jià)格和頻次上與SpaceX 競爭，特別是SpaceX即將試射的“星艦”（Starship），可能會(huì)進(jìn)一步改變其自創(chuàng)的獵鷹-9（Falcon-9）火箭的發(fā)射價(jià)格和頻次紀(jì)錄。

結(jié)語

2023 年美國衛(wèi)星大會(huì)可能是有史以來規(guī)模最大的衛(wèi)星會(huì)議，新公司紛紛出現(xiàn)，老牌公司也分享了很多新的進(jìn)展。衛(wèi)星通信行業(yè)正在進(jìn)入“恢復(fù)增長”階段，大多數(shù)運(yùn)營商的收入都在新冠病毒（Covid-19）暴發(fā)期間出現(xiàn)不同程度的萎縮，但也在2022 年和2023年出現(xiàn)了增長的回歸。

然而不可否認(rèn)的是，目前的增長速度仍不及預(yù)期，并且有幾家大公司也加入了競爭。Starlink 在近年來一直是業(yè)界公認(rèn)的領(lǐng)導(dǎo)者，但在本次大會(huì)上，Amazon 公司通過高調(diào)宣布Kuiper 進(jìn)展提高存在感，而較小的仍是潛在競爭對手的公司，例如美國阿斯特蘭尼斯空間技術(shù)公司（Astranis Space Technologies），看似微不足道，但其也在會(huì)議上售出了兩顆小型GEO 衛(wèi)星。所有這一切都意味著，在未來的5 ～10 年內(nèi)，衛(wèi)星行業(yè)的收入可能會(huì)比現(xiàn)在更高，但是每個(gè)運(yùn)營商的市場份額、價(jià)值鏈和利潤狀態(tài)都會(huì)與本次大會(huì)舉辦時(shí)有很大不同。