Starlink：馬斯克的低地球軌道衞星是如何運作的，以及它們的缺點是什麼 - 彭博社

埃隆·馬斯克

攝影師：斯特凡尼·雷諾茲/法新社/蓋蒂圖片社接近30億人從未使用過互聯網，億萬富翁埃隆·馬斯克和傑夫·貝索斯正致力於縮小數字鴻溝。通過他們的Starlink和Project Kuiper網絡，這兩位企業家正在競相發射數千顆繞地球運行的小衞星，連接那些對地面寬帶來説太偏遠或因自然災害或衝突而被切斷的地方。中國和歐洲國家支持競爭對手的低地球軌道（LEO）系統，擔心被排除在關鍵未來技術之外。但殖民化這個地球大氣層的特殊區域需要鉅額啓動成本，以及複雜且潛在危險的挑戰。

1. 低地球軌道（LEO）有多低？

大多數LEO衞星繞地球表面500公里（311英里）至2000公里的高度運行，因此它們可以比傳統通信衞星更快地向地面發送數據，傳統通信衞星通常位於大約36000公里外。那些高軌系統的中位信號延遲，或延遲，幾乎為600毫秒，來回一趟太慢，無法支持諸如實時視頻流、自動駕駛汽車和高頻證券交易等技術。Starlink的目標是將延遲降至20毫秒，馬斯克希望最終將其減半。以這樣的速度，LEO衞星可能與最快的地面網絡競爭。

來自上方的更低、更快的通話

目前大多數通信衞星都處於地球同步軌道。計劃將大量較小的衞星羣部署到低地球軌道，這樣它們將更好地定位以快速接收和傳輸數據。

2. Starlink為什麼需要這麼多衞星？

靠近地球的衞星只能看到地球表面的一小部分，因此你需要更多的衞星。此外，在低地球軌道中，為了保持穩定軌道所需的速度——通過平衡其速度與地球引力來實現——增加了，因此衞星必須以約每小時27,000公里的速度飛行，以保持在空中，繞行地球需要90到120分鐘。由於每顆衞星只能短暫與地面發射器接觸，另一顆衞星需要在第一顆消失之前出現在地平線上。為了確保始終有衞星在頭頂上方，你需要大量的衞星沿着交叉路徑分佈在環繞地球的軌道上。

3. Starlink及其競爭對手如何盈利？

通過向消費者、政府、在偏遠地區工作的企業以及需要填補自己網絡中空白的地面5G無線和固定寬帶服務提供商出售他們的服務。Starlink還吸引了軍方客户的興趣，母公司Space Exploration Technologies Corp.於6月獲得五角大樓合同，為烏克蘭提供連接，並於9月與美國太空部隊簽署了另一份合同。有關Starlink在烏克蘭的使用引發了爭議，因為據悉馬斯克拒絕了該國政府延長Starlink覆蓋俄羅斯佔領的克里米亞地區的請求，以協助對俄羅斯目標進行海軍無人機襲擊。馬斯克於9月27日在他的社交媒體平台X上寫道：“Starlink需要成為一個民用網絡，而不是參與戰鬥的一方。”

4. 有人可以獲得Starlink嗎？

它已經在越來越多的國家提供，價格各不相同。截至2023年9月，在紐約市，Starlink套餐每月價格為120美元，在阿拉斯加為90美元，在英國為75英鎊（92美元），不包括硬件成本和交付費用。

5. 什麼促使了進入LEO軌道？

技術進步、發射成本下降以及偏遠地區對連接需求的增長。過去的LEO項目，如Iridium、Globalstar和Orbcomm都破產了。如今的項目更具可行性，因為隨着更輕、可重複使用的火箭的推出，衞星發射的成本已經大幅下降。馬斯克的獵鷹9號可以以每公斤2600美元的成本發送衞星，而20年前大約是1萬美元。SpaceX估計安裝Starlink可能需要高達300億美元，馬斯克表示年收入最終可能達到500億美元，有助於資助他的終極抱負 — 殖民火星。

6. Starlink的競爭對手是否在迎頭趕上？

2022年4月，貝索斯的亞馬遜公司達成了有史以來最大的發射協議，為他的網絡發送超過3,000顆衞星。中國正在建設一個LEO星座，歐洲頂尖衞星和航空航天公司已經聯合競標歐盟主導的價值60億歐元（64億美元）的IRIS²衞星項目。法國總統馬克龍表示，創建一個能與馬斯克匹敵的歐洲衞星服務是“主權問題”。到本十年末，圍繞地球可能會有超過100,000顆衞星飛來飛去，是2022年初運行的衞星數量的20倍以上。天文學家已經注意到不斷增長的衞星數量，抱怨Starlink衞星干擾了他們對太空的觀測。

7. 低地球軌道的缺點是什麼？

由於衞星移動速度很快，碰撞更難預測，可能會造成毀滅性後果。在低地球軌道運行的直徑為10釐米的碎片可能含有相當於7公斤TNT的能量，足以將衞星炸成數千片。雷達探測系統只能估計衞星的軌跡在幾英里範圍內，因為太陽輻射和大氣阻力使軌道路徑略微不規則。低地球軌道已經被用於氣候觀測、地球成像和軍事目的，以及國際空間站。它還充斥着廢棄衞星和舊航天器的碎片。人們擔心幾次碰撞可能會引發進一步的碰撞，形成碎片雲，使低地球軌道上最有用的軌道在未來幾個世紀內無法使用。有各種提議用於清除太空垃圾。但這將耗資數十億美元，政府無法決定由誰來買單。

參考書架

• 彭博智庫分析師約翰·戴維斯表示，SpaceX和競爭對手OneWeb的抱負被現實情況所掩蓋。
• 彭博商業週刊關於新太空競賽和馬斯克使Starlink成功的挑戰的報道。
• 彭博智庫指出，導致低地球軌道系統成功的先前障礙基本仍然存在。
• 有關所有這些新衞星可能如何影響觀星的更多信息，請查看國家地理的特寫。
• 來自Celestrak的數千顆軌道衞星的可視化。
• 一個交互式圖表顯示將衞星送入太空的成本不斷下降。