迄今為止（~24年4月），SpaceX已經(jīng)向LEO發(fā)射了超過6000顆星鏈衛(wèi)星，其中大約400顆衛(wèi)星已脫離軌道，有5600顆衛(wèi)星正在運(yùn)行，占到全球總活躍衛(wèi)星數(shù)量的50%左右，擁有舉足輕重的地位。
預(yù)計未來幾年中，星鏈衛(wèi)星數(shù)量仍將快速增長。
2022年12月，SpaceX獲得了美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）的批準(zhǔn)，可將總計12000顆星鏈衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)入軌道。
在這個基礎(chǔ)上，SpaceX正在積極征求FCC的意見，希望批準(zhǔn)發(fā)射42000顆衛(wèi)星入軌，目前仍未得到準(zhǔn)許。
SpaceX共發(fā)射過4種版本的星鏈衛(wèi)星，分別稱為v0.9，v1，v1.5，v2.0 Mini。
目前Starlink星座中占比最高的是v1.5的衛(wèi)星。SpaceX計劃未來大量發(fā)射v2.0衛(wèi)星，構(gòu)建第二代衛(wèi)星星座，從而大幅提升通信能力。
一代星座（Gen1 Constellation）是星鏈最初的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。由超過4600顆衛(wèi)星組成，包括v0.9、v1和v1.5星鏈衛(wèi)星。
v0.9是SpaceX的prototype衛(wèi)星，于2019年5月發(fā)射進(jìn)入太空，每個v0.9衛(wèi)星重量約500磅。
v1首次于2019年11月發(fā)射，迄今為止SpaceX已發(fā)射約1700顆v1衛(wèi)星。v1衛(wèi)星配備了相控陣天線（Phased Array Antennas），重約570磅。
v1.5作為v1的升級版本，于2021年9月首次推出。截至目前，SpaceX已發(fā)射近3000顆v1.5衛(wèi)星，使其成為星鏈星座中占比最高的衛(wèi)星。
相比v1，v1.5配備了衛(wèi)星間激光通信系統(tǒng)，使衛(wèi)星之間能夠直接相互通信。這個功能非常重要，它有效降低了對地面基站的數(shù)量要求。
一顆v1.5衛(wèi)星的重量約為675磅，比v1的衛(wèi)星大了一圈，每顆衛(wèi)星能夠支持18-20 Gbps的帶寬。
二代星座（Gen2 Constellation）是SpaceX即將推出的衛(wèi)星星座，預(yù)計將顯著提升用戶的通信速度，由v2.0衛(wèi)星構(gòu)成。
與v1.5 類似，v2.0也將配備激光器，用于衛(wèi)星間相互通信。此外，v2.0將利用E-band頻率進(jìn)行backhaul，并將配備更高性能的電動推進(jìn)器。
每個v2.0衛(wèi)星重約2500磅，將支持相當(dāng)于v1.5衛(wèi)星4倍的通信容量，每顆衛(wèi)星能夠支持約100 Gbps的帶寬。
v2.0衛(wèi)星比v1.5重很多，必須通過星艦（Starship）進(jìn)行運(yùn)載發(fā)射，但星艦?zāi)壳叭匀惶幱跍y試中，SpaceX現(xiàn)有最強(qiáng)的運(yùn)載火箭仍然是Falcon 9以及Falcon Heavy。
為了不耽誤Gen2星座的建設(shè)，SpaceX于2023年2月推出了v2.0 Mini衛(wèi)星，重量約1500磅，能夠通過Falcon 9運(yùn)輸?shù)教罩小?/p>
對于一顆以17000英里/小時的速度穿行于太空的衛(wèi)星來說，要讓它和位于500英里外地球上的手機(jī)相連，是一項非常艱巨的任務(wù)，目前的Gen1星座還不支持衛(wèi)星與手機(jī)直連。
為了實現(xiàn)“Direct-to-Mobile”，建設(shè)Gen2星座是必要的一步。
在星鏈出現(xiàn)之前，衛(wèi)星通信的傳統(tǒng)方法是GEO（geostationary），即對地靜止衛(wèi)星。
GEO衛(wèi)星與地球保持相對靜止，運(yùn)行在赤道上空約35000千米的高空，這個軌道被稱為“對地靜止軌道”。
傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信服務(wù)，往往只由一顆對地靜止衛(wèi)星提供。而Starlink通過在近地軌道部署幾千顆低軌衛(wèi)星，交織形成低空衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。Starlink的衛(wèi)星運(yùn)行在距離地面550千米的高空，比GEO衛(wèi)星低多了。
要知道，衛(wèi)星與地面距離越遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t就越明顯。因此GEO衛(wèi)星只能用來發(fā)發(fā)電報，所謂窄帶通信，無法支持視頻電話、直播流媒體等寬帶通信需求。
Starlink衛(wèi)星上使用的重要技術(shù)包括：
（1）自動防撞系統(tǒng)（Autonomous Collision Avoidance）：星鏈衛(wèi)星可以自主探測并躲避迎面而來的星際碎片或航天器。
（2）星球追蹤器（Star Tracker）：每顆衛(wèi)星都配有星球追蹤系統(tǒng)，由一系列傳感器構(gòu)成，可根據(jù)觀測到的恒星位置確定衛(wèi)星自身的位置、高度和方向。
（3）太空激光器（Optical Space Lasers）：SpaceX使用激光技術(shù)，讓衛(wèi)星之間能夠直接相互通信，而無需通過位于地球表面的基站進(jìn)行數(shù)據(jù)重定向，顯著提高了數(shù)據(jù)傳輸速度。
（4）相控陣天線&拋物面天線（Phased Array & Parabolic Antennas）：每顆星鏈衛(wèi)星配備了4 個相控陣天線和2個拋物面天線。相控陣天線是平面的、靜態(tài)的，而拋物面天線則是曲面的，可以人工操作調(diào)整。
（5）氪動力離子推進(jìn)器（Krypton-powered Ion Propulsion Systems）：星鏈衛(wèi)星使用氪動力離子推進(jìn)器調(diào)整自身的狀態(tài)，執(zhí)行升軌或離軌任務(wù)。Starlink衛(wèi)星是人類有史以來第一個采用氪動力推進(jìn)的航天器。
目前衛(wèi)星的生產(chǎn)制造是一個勞動密集型的流程，不具備規(guī)模效應(yīng)，就像是福特發(fā)明流水線之前的汽車生產(chǎn)工藝。
通過現(xiàn)代化流水線生產(chǎn)，空客旗下的OneWeb能夠每天生產(chǎn)2顆衛(wèi)星。SpaceX也表示正在積極部署衛(wèi)星的自動化生產(chǎn)線，提升衛(wèi)星產(chǎn)能，從而滿足Gen2星座的部署需求。
Starlink的衛(wèi)星通信服務(wù)于2021年2月正式向公眾開放。到22年底，Starlink的訂閱數(shù)達(dá)到了100萬人。23年9月，Starlink訂閱數(shù)達(dá)到200萬。
截止24年3月，Starlink已經(jīng)擁有260萬名訂閱用戶，差不多每周增加2.5萬名用戶。隨著第二代星座的部署，星鏈的通信能力和帶寬水平將顯著提升，預(yù)計Starlink的用戶群體將繼續(xù)快速增長。
Starlink主要有四種類型的訂閱用戶，它們分別是：
（1）Households/Stationary Business subscribers：家庭 & 固定商業(yè)
（2）Maritime subscribers：海事
（3）RV subscribers：房車
（4）Aviation subscribers：航空
除此之外，隨著第二代星座的部署，Starlink有望拓展第五類場景：移動智能終端，包括手機(jī)、汽車、無人機(jī)、eVTOLs等。
第二代星座能夠?qū)崿F(xiàn)“Direct-to-Mobile”，從而讓星鏈為移動智能終端提供衛(wèi)星通信服務(wù)，不需要額外配置終端接收器。
Morgan Stanley預(yù)計，如果只考慮前四大場景，Starlink總用戶規(guī)模將從24年底的380萬增長到2040年的3200萬。如果將第五類場景包含在內(nèi)，Starlink的用戶規(guī)模有望在2040年達(dá)到10億。
Starlink目前并沒有向全球用戶開放。這一方面是因為星鏈目前通信承載能力有限，另一方面和地緣政治密切相關(guān)。
23年10月之前，美國只有部分地區(qū)可以接入星鏈網(wǎng)絡(luò)，但是隨著SpaceX發(fā)射部署v2 Mini衛(wèi)星入軌，星鏈的通信覆蓋能力得到了顯著提升。
目前整個美國地區(qū)都可以接入星鏈網(wǎng)絡(luò)，大多數(shù)歐洲國家、日本、澳大利亞、新西蘭等也可以接入星鏈網(wǎng)絡(luò)。
23年底，印度國家議會頒布了新的《電信法案》，為國際衛(wèi)星通信服務(wù)商提供了準(zhǔn)入流程，將有助于Starlink進(jìn)入印度市場。
南美洲和非洲目前處于waiting list，而星鏈在中國、俄羅斯、中東部分地區(qū)不可用。
SpaceX提供5種通信服務(wù)方案，分別稱為Standard、Priority、Mobile、Mobile Priority、Aviation。
（1）Standard：主要面向個人或家庭客戶，終端接收器固定不動，通常把終端接收器安裝在家庭屋頂上。
（2）Priority：Standard的高端版本，也是面向固定的用戶終端，但主要服務(wù)于商業(yè)或政府用戶，通常把終端接收器安裝在辦公大樓的屋頂。
（3）Mobile：Starlink面向移動用戶終端推出的服務(wù)計劃，比如房車用戶，可以把終端接收器安裝在房車的頂棚上，適合外出旅游野營時的通信需求。
（4）Moblie Priority：Mobile的高端版本，也是面向移動的用戶終端，但主要服務(wù)于游輪和船舶，通常把終端接收器安裝在船頂。
（5）Aviation：Starlink為飛機(jī)提供的通信服務(wù)計劃，提供給商業(yè)航空公司使用，這個方案的定價比前4個方案貴很多。
在正式使用Starlink的衛(wèi)星通信服務(wù)之前，所有用戶都需要購買終端接收器。對于Standard、Mobile方案的客戶，可以選購標(biāo)準(zhǔn)終端，定價$599；對于Standard Priority、Mobile Priority的客戶，需要選購高性能終端，定價$2500。
終端的采購屬于一次性費(fèi)用，然后用戶每個月需要再支付通信服務(wù)的套餐費(fèi)用。
以Standard服務(wù)方案為例，用戶需要先花$599購買標(biāo)準(zhǔn)終端，然后每月支付$120購買服務(wù)套餐。這么算下來，一年的總資費(fèi)為$2040，并不便宜。
SpaceX的Aviation服務(wù)方案比較特別，它需要專門配備一款高性能終端，其名稱為“low-profile Aero Terminal”，定價15萬美金，比其他方案的終端設(shè)備貴得多。每月的通信套餐服務(wù)價格為2.5萬美金，因此一年開支約為45萬美金。
自2022年起，SpaceX已經(jīng)宣布與多家電信運(yùn)營商、航運(yùn)公司、航空公司建立合作伙伴關(guān)系，為它們提供基于星鏈的衛(wèi)星通信服務(wù)。
下圖把SpaceX這兩年的商業(yè)合作情況總結(jié)的非常清晰，我們挑選幾個重點來探討。
2022年8月，SpaceX與T-Mobile共同推出一項名為“Coverage Above & Beyond”的計劃，目標(biāo)是通過接入衛(wèi)星通信能力，讓你無論走到哪里，手機(jī)都有信號。
據(jù)統(tǒng)計，美國有接近20%的國土面積沒有被地面移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋，因此存在信號死角的情況。這時星鏈衛(wèi)星充當(dāng)了“太空中的蜂窩鐵塔”，如果T-Mobile用戶的手機(jī)無法與地面基站建立連接，手機(jī)將自動轉(zhuǎn)向太空并從最近的星鏈衛(wèi)星獲取信號。
SpaceX與T-Mobile計劃在2024年正式推出這項服務(wù)。
除了T-Mobile之外，SpaceX最近還與瑞士的Salt、新西蘭的One New Zealand、加拿大的Rogers、澳大利亞的Optus、日本的KDDI、智利的Entel等電信巨頭建立了“Direct-to-Mobile”的合作關(guān)系。
2022年12月，SpaceX推出了新的業(yè)務(wù)部門：Starshield（星盾），正式將星鏈衛(wèi)星用于軍事領(lǐng)域，服務(wù)美國政府及軍方。
簡而言之，星盾其實就是專供美國軍方使用的星鏈。
截止目前，Starshield已經(jīng)獲得多項美國政府和軍方的合同。23年10月，SpaceX與Space Force簽署了一份為期一年、價值7000萬美金的擴(kuò)散近地軌道（PLEO）衛(wèi)星服務(wù)合同，為其空中、陸地及海洋上的各種固定及移動單位提供高質(zhì)量、低延遲的衛(wèi)星通信服務(wù)。
2023年12月，Space Force宣布Starshield在北極地區(qū)成功完成了為期9個月的軍事測試。盡管氣候惡劣，Starshield仍然展現(xiàn)出了極高的穩(wěn)定性和可靠性。
與此同時，SpaceX正在與NRO（National Reconnaissance Office）合作建設(shè)一個機(jī)密的地球觀測衛(wèi)星星座，這份合同價值18億美金，于2021年簽署。
說到星盾，就不得不提PWSA。
美國的Space Development Agency（SDA）目前正在與商業(yè)衛(wèi)星制造商合作建設(shè)一個低軌衛(wèi)星星座，用于增強(qiáng)美國的導(dǎo)彈防御能力，該網(wǎng)絡(luò)被稱為“PWSA”，全稱是Proliferated Warfighter Space Architecture。
PWSA將包含多層次衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，提供基于LEO的導(dǎo)彈監(jiān)控及預(yù)警能力。SDA目前正在與多家商業(yè)衛(wèi)星廠商合作，分層級建設(shè)PWSA衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。
SpaceX目前在第零層提供了4顆星鏈衛(wèi)星，SDA為此支付了1.49億美金。PWSA的第零層一共包括28顆衛(wèi)星，其中有19顆用于數(shù)據(jù)傳輸、8顆用于導(dǎo)彈預(yù)警、1顆用于測試。
除了SpaceX外，第零層的衛(wèi)星供應(yīng)商還包括York Space Systems、Lockheed Martin、L3Harris Technologies。
截止目前，SDA已經(jīng)在第零層部署了衛(wèi)星，而第一層、第二層尚未啟動。第一層預(yù)計會包含150顆衛(wèi)星，于24H2開始發(fā)射。第二層將包含250顆衛(wèi)星，于26/27年開始發(fā)射。第三層、第四層的相關(guān)計劃仍未公布，預(yù)計PWSA的規(guī)模最終會擴(kuò)展到大約550顆衛(wèi)星。
近年來隨著世界局勢的動蕩，星鏈在地緣軍事沖突中開始起到越來越重要的作用。
星鏈在俄烏沖突、加以沖突中起到的決定性作用，凸顯了在重要地區(qū)加強(qiáng)通信容量冗余的必要性。
此前大家普遍認(rèn)為，衛(wèi)星通信的主要目標(biāo)是去覆蓋那些地球表面上還沒有被地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋到的偏遠(yuǎn)地區(qū)，比如加拿大北部地區(qū)、南喬治亞島等。
但是2023年3月，美國太空司令部的James Dickinson將軍在評論SpaceX在俄烏戰(zhàn)爭中展現(xiàn)的星鏈通信能力時說到：對于現(xiàn)代戰(zhàn)爭而言，擴(kuò)大對已覆蓋地區(qū)的衛(wèi)星通信容量，并形成必要的冗余和彈性，是非常有必要的。
2022年2月，隨著俄烏沖突拉開序幕，烏克蘭地面通信網(wǎng)絡(luò)被摧毀，烏克蘭時任副總理Mykhailo Fedorov請求SpaceX激活在烏克蘭地區(qū)的Starlink衛(wèi)星通信服務(wù)。
SpaceX應(yīng)烏克蘭的要求，向其提供了終端接收器，并啟動了星鏈通信服務(wù)。烏克蘭的平民可以使用星鏈來訪問互聯(lián)網(wǎng)，軍方則通過星鏈來收集情報，引導(dǎo)無人機(jī)執(zhí)行軍事行動。
2022年9月，馬斯克向五角大樓通報稱，SpaceX已經(jīng)向烏克蘭捐贈了2萬個星鏈終端接收器，耗資8000萬美金，如果得不到明確的政府資助，將無法繼續(xù)向烏克蘭提供星鏈通信服務(wù)。
同月，SpaceX拒絕了烏克蘭軍方在Sevastopol地區(qū)激活星鏈通信服務(wù)的請求。馬斯克推測，烏克蘭軍方之所以提出這個請求，是為了擊沉停泊在此處的大量俄羅斯艦隊。
馬斯克表示，如果批準(zhǔn)了這一激活請求，就表明SpaceX明確參與了重大戰(zhàn)爭行為和沖突升級，因此拒絕了這一請求。
2023年6月，五角大樓宣布與SpaceX達(dá)成協(xié)議，為SpaceX在烏克蘭的星鏈服務(wù)提供明確資金支持，具體交易細(xì)節(jié)沒有披露。截止2023年9月，烏克蘭情報總局局長Kyrylo Budanov表示，烏克蘭軍方正在戰(zhàn)爭前線大范圍使用星鏈通信服務(wù)。
目前Starlink的衛(wèi)星數(shù)量已經(jīng)占到所有繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星總數(shù)的一半以上，具有壓倒性的競爭優(yōu)勢。該領(lǐng)域的主要參與者包括：
（1）中國國網(wǎng)：2021年4月，中國航天科技集團(tuán)（CASC）宣布計劃建設(shè)由13000顆衛(wèi)星組成的國家衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座，簡稱“國網(wǎng)”。2023年夏季，國網(wǎng)衛(wèi)星正式開始通過長征運(yùn)載火箭送入太空軌道。
（2）歐盟Iris：2022年11月，歐盟正式宣布啟動Iris項目，建設(shè)關(guān)鍵太空基礎(chǔ)設(shè)施，以減少對第三國的依賴，確保歐盟的自治主權(quán)，并在地面網(wǎng)絡(luò)缺失或中斷的情況下，提供關(guān)鍵的通信服務(wù)。歐洲議會目前已經(jīng)批準(zhǔn)24億歐元的預(yù)算，作為Iris項目的第一階段投入。
（3）Eutelsat OneWeb：Eutelsat OneWeb是由GEO衛(wèi)星運(yùn)營商Eutelsat和LEO衛(wèi)星運(yùn)營商OneWeb于2023年合并成立的公司，旨在將GEO衛(wèi)星的高吞吐量優(yōu)勢與LEO衛(wèi)星的低延遲特性相結(jié)合，提供綜合的衛(wèi)星通信服務(wù)。
截止2023年12月，Eutelsat OneWeb的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)共包含630顆LEO衛(wèi)星以及36顆GEO衛(wèi)星，其衛(wèi)星主要由空客（Airbus）制造。
然而由于種種原因，Eutelsat OneWeb的衛(wèi)星部署計劃一再推遲，該公司近期下調(diào)了24財年的業(yè)績指引。
（4）Amazon Project Kuiper：Project Kuiper于2018年正式啟動，并于2020年7月獲得FCC批準(zhǔn)，可以部署由3236顆衛(wèi)星組成的LEO星座。Amazon在Project Kuiper上配備了超過1000名工程師，并通過與ArianeGroup、自家的Blue Origin、競對SpaceX、以及United Launch Alliance合作，將衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)入太空軌道。
除此之外，還有Intelsat、SES、Telesat、Iridium、Lynk Global、Globalstar等衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)提供商參與競爭。
至此，我們對SpaceX的星鏈業(yè)務(wù)進(jìn)行了全面解讀。
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