本文主要介紹一下世域公司如何僅利用新能源汽車賽道初創(chuàng)企業(yè)一半的資金完成大規(guī)模全球化星座系統(tǒng)建設(shè),并提出一些解決方案。換句話說,就是用一顆GEO衛(wèi)星的總成本造了一個(gè)低軌星座。
眾所周知,現(xiàn)在一個(gè)非常好的跑道就是新能源汽車,其實(shí)這個(gè)跑道已經(jīng)有很多企業(yè)布局了。既有知名的特斯拉汽車,F(xiàn)F法拉第未來,也有中國的蔚來汽車,小鵬汽車。這個(gè)跑道用蔚來汽車CEO李斌的話來說,起碼需要200億人民幣的啟動(dòng)資金來玩,才能形成完整的生態(tài)能力。對于商業(yè)航天這個(gè)跑道,尤其是低軌寬帶通信衛(wèi)星這個(gè)跑道,需要什么體量的資金?這其實(shí)還需要考慮到企業(yè)自身的定位和系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。如果實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比的大規(guī)模全球化服務(wù)的低軌衛(wèi)星星座,這個(gè)投資體量筆者認(rèn)為在100億以內(nèi)就可以搞定,甚至就是軟銀投資ONEWEB的16億美金就能基本實(shí)現(xiàn)世域公司的鵲橋衛(wèi)星星座。
相信真正的機(jī)會(huì)在沒有人做過的領(lǐng)域,想想漢能的李河君老師,31歲,投資200億造了當(dāng)時(shí)民營企業(yè)做的最大的一座水電站,更關(guān)鍵的在那個(gè)年代的200億是什么一個(gè)概念,再換個(gè)同齡人比特大陸詹克團(tuán)和吳繼寒那也是比別人有先見之明,在比特幣區(qū)塊鏈領(lǐng)域深耕多年并堅(jiān)持下來才有了今天的結(jié)果。
只有真正的沒有被人發(fā)現(xiàn)的跑道才有這樣的機(jī)會(huì),很開心,我們從15年開始做商業(yè)航天就認(rèn)識到了。直到今天世域公司還堅(jiān)持著當(dāng)時(shí)的初心不改,難能可貴,更重要的是我們基于非常成熟的分析之后認(rèn)可的跑道,一定沒有問題。
首先我們看看主流的低軌寬帶星座的系統(tǒng),兩個(gè)典型SPACEX的星鏈和ONEWEB一網(wǎng)公司。低軌寬帶一般波束都比較小,覆蓋范圍有限。因此如果需要全球組網(wǎng),數(shù)量相對而言會(huì)比較大,比如星鏈有12000多顆,一網(wǎng)就有7-800顆。比如ONEWEB,每顆衛(wèi)星可以覆蓋1080km*1080km的一個(gè)區(qū)域。覆蓋效果除了跟衛(wèi)星的高度有關(guān),跟星上載荷的視場角度也有密切的聯(lián)系,不同的載荷方案,設(shè)置的角度不一樣,也意味著可以提供的覆蓋范圍不一樣。不過好在現(xiàn)在的衛(wèi)星都是點(diǎn)波束覆蓋,而不是平均波束,用不用都給你點(diǎn)上,點(diǎn)波束的好處是,雖然可以覆蓋這么大的范圍,但不是這個(gè)范圍內(nèi)所有的終端都同時(shí)工作,它通過電掃描的方式不斷的切換用戶,靈活的將更細(xì)的波束打到用戶所在的區(qū)域,并提供相適應(yīng)的通信速率,這樣一來整個(gè)衛(wèi)星的效率就明顯得到提升了。
如果需要降低系統(tǒng)建設(shè)成本,一個(gè)是發(fā)射的時(shí)候,盡可能的多發(fā),一箭一軌。但是衛(wèi)星數(shù)量一多,重量一大就意味著需要花更多的錢造火箭,制造更多的衛(wèi)星。所以能不能有實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋同時(shí)也保持著足夠的衛(wèi)星數(shù)目,衛(wèi)星星座系統(tǒng)設(shè)計(jì)就顯得很重要。需要明確一點(diǎn),寬帶衛(wèi)星如果需要全球覆蓋,單純追求無盲區(qū)是很難的,除非真的用數(shù)量去堆出來。容忍合理的盲區(qū)設(shè)置非常重要。因?yàn)槟媒裉斓牡孛嬉苿?dòng)通信來說,也尚未達(dá)到這個(gè)高度。通過結(jié)合地面終端以及應(yīng)用軟件合理設(shè)計(jì),可以很好的增加用戶體驗(yàn)。
世域公司在星座構(gòu)型上一直有自己獨(dú)到的地方,主要還是從市場角度出發(fā)反推出主要的星座構(gòu)型。首先確定一點(diǎn),我們的主要市場還是以我國尤其是中西部地區(qū)為主,重點(diǎn)擴(kuò)展一帶一路,尤其是跟我們關(guān)系比較好的國家。歐美國家暫時(shí)并不需要有太多的考慮。從覆蓋的合理性而言,近極地軌道的星座,往往對于高緯度覆蓋會(huì)非常好,如何融合俄羅斯通信市場是一個(gè)值得考慮的因素。其整個(gè)國家國土橫跨北極圈,加上北極航道的開辟,未來高緯度的主要市場在這里。相對于ONEWEB和STAR 來說,中國衛(wèi)星通信企業(yè)做俄羅斯市場從戰(zhàn)略上再合適不過。近極地太陽同步軌道在高緯度地區(qū)的覆蓋密度很高,暫且不談美國和加拿大市場,能拿下北極圈一半的覆蓋區(qū)域就已經(jīng)有可觀的收入。其次我們在北極圈尋找信關(guān)站落地,在南極大陸建設(shè)自己的信關(guān)站,還能部署一些C-RAN基帶處理放方艙,可以避免在其他國家落地復(fù)雜的問題。這方面我們還是有豐富經(jīng)驗(yàn),筆者有親人甚至還參與了南極考察站的建設(shè)。這些小站可以將單軌互聯(lián)的通信衛(wèi)星串起來,實(shí)現(xiàn)軌道和軌道之間的互聯(lián),同時(shí)彌補(bǔ)的MEO中繼衛(wèi)星高緯度地區(qū)視場不足的缺陷。
另外一個(gè)市場,也就是O3b做的比較多的赤道附近的海島國家和遠(yuǎn)洋船舶市場,這也是急需要覆蓋的區(qū)域。舉個(gè)例子,以馬六甲海峽為主要區(qū)域的東南亞島嶼國家,經(jīng)濟(jì)實(shí)力非常強(qiáng),人口數(shù)量也很龐大,傳統(tǒng)光纖網(wǎng)絡(luò)很難實(shí)現(xiàn)家家戶戶的寬帶接入。二個(gè)這個(gè)區(qū)域是全球海洋船舶主流航道,來來往往的船舶非常多,這些都是低軌寬帶衛(wèi)星的重要用戶。世域公司設(shè)計(jì)了6顆MEO衛(wèi)星的核心目的,一個(gè)是用于數(shù)據(jù)中繼,另外的考慮就是這部分市場。衛(wèi)星平臺會(huì)稍大一點(diǎn),MEO衛(wèi)星之間用激光干路做鏈路,能支撐大容量場景。使用MEO作為近極地太陽同步軌道的補(bǔ)充也是合理考慮了高低緯度之間覆蓋密度的差異,補(bǔ)充了低緯度覆蓋密度不足的問題。
當(dāng)然了主流的中緯度國家是人口,經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中心,這基本是衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)都會(huì)考慮的服務(wù)對象。如何保證這些國家能最大限度的使用衛(wèi)星寬帶很重要,鑒于沒有使用數(shù)量及其龐大的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),還存在信號盲區(qū)的情況,我們需要作出的市場策略就是跟那些國家的地面網(wǎng)絡(luò)充分的融合,本身世域公司的鵲橋星座,采用的技術(shù)體系非常適合這一模式,基于第五代移動(dòng)通信技術(shù)的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)本身就是地面網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)補(bǔ)充,一個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片。進(jìn)入這些國家,尤其是一帶一路為主的中亞,非洲以及南美洲將變得非常的美妙。落后的非洲國家對于基礎(chǔ)設(shè)施的需求是能用就好,他們沒有太大的想法要重復(fù)中國整一個(gè)完善的光纖網(wǎng)絡(luò)體系,能幫他們實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信的訴求的技術(shù)路徑就是可以被接受的。往往直接從3G升級到4G甚至5G而沒有歷時(shí)負(fù)擔(dān)。世域公司的新型載荷支持使用點(diǎn)波束進(jìn)行動(dòng)態(tài)覆蓋,方向和帶寬都可以根據(jù)用戶的需求進(jìn)行定義,完美匹配了地面網(wǎng)絡(luò)的使用需求。
由于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)采用了非常巧妙的星間鏈路的設(shè)計(jì),基本上oneweb和star 都難以復(fù)制這條出路。我們在推特上公布一些細(xì)節(jié)的時(shí)候,甚至ONEWEB的負(fù)責(zé)全球衛(wèi)星市場發(fā)展部門的負(fù)責(zé)人Chris Torres都給我們手動(dòng)點(diǎn)過贊。我們的星間鏈路的好處就是非常的簡單,對于降低衛(wèi)星的重量有非常大的幫助,如果是銥星平臺,會(huì)非常的重,發(fā)射一個(gè)幾百顆衛(wèi)星組成全球網(wǎng)絡(luò)就成了天方夜譚。如果都采用ONEWEB的模式做透明轉(zhuǎn)發(fā),那么低軌衛(wèi)星的很多優(yōu)勢就沒有被充分發(fā)掘出了,顯得過于浪費(fèi)。二個(gè)中國沒有那樣的實(shí)力基礎(chǔ)做全球布站,即便是布站,恐怕真正的成本在于落地的問題,跟各個(gè)國家打交道的代價(jià)不比造一個(gè)星座成本低。這一點(diǎn)碧桂園在馬來西亞的項(xiàng)目,信威在烏克蘭的項(xiàng)目都有前車之鑒。我們有星間鏈路就不需要依賴誰,你的國家走不通大不了就跳過你不服務(wù)罷了。
仔細(xì)研究世域公司星座構(gòu)型的朋友會(huì)發(fā)現(xiàn)我們明顯增加的是橫向覆蓋密度,而刻意降低了縱向覆蓋密度。這又是出于什么角度的思考呢?聯(lián)想到近期SPACEX也開始規(guī)劃降低星座軌道高度,如果學(xué)習(xí)過地理知識的朋友會(huì)發(fā)現(xiàn)低軌衛(wèi)星其實(shí)繞地球公轉(zhuǎn)的周期非常的快,快的只有幾十分鐘一圈,所以對一個(gè)地面單點(diǎn)而言,在波束覆蓋區(qū)域之外的機(jī)會(huì)本來就很少,即便是出了覆蓋范圍,下一個(gè)衛(wèi)星幾分鐘之后就能接力上,這對于一個(gè)全球組網(wǎng)全球服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)來說如何實(shí)現(xiàn)性價(jià)比的成本設(shè)計(jì)已經(jīng)實(shí)屬不易。這個(gè)構(gòu)型得以存在的另一個(gè)因素就是我們的星間鏈路的設(shè)計(jì),在小平臺上實(shí)現(xiàn)了單軌直接的連接,我們避開了異軌直接的復(fù)雜性和對于平臺不切實(shí)際的要求,讓處在盲區(qū)的衛(wèi)星即便是沒有地面站的情況下依然能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的接入。你想一下在印度洋或者太平洋區(qū)域很多洲際航班,海島國家,可能方圓上萬公里都看到陸地,傳統(tǒng)低軌衛(wèi)星永遠(yuǎn)沒有辦法滿足這樣的需求,只能動(dòng)輒使用幾十億的GEO衛(wèi)星。這塊市場的體量也是非常龐大。
我們之所以這么設(shè)計(jì)單軌衛(wèi)星的數(shù)量指標(biāo),其實(shí)是跟世域公司喜鵲衛(wèi)星的指標(biāo)直接有關(guān),整個(gè)喜鵲衛(wèi)星的重量設(shè)計(jì)和載荷的選取也是出于這個(gè)因素的系統(tǒng)性考量。不能實(shí)現(xiàn)一箭一軌對于大規(guī)模部署非常的不利,今天我們的主流面向商業(yè)市場的火箭,特別是以長征2號丙型來做具體參考,這型火箭未來綜合使用成本恐怕要被壓縮到億元人民幣以下。如果用這款火箭做大規(guī)模組網(wǎng),一箭實(shí)現(xiàn)一個(gè)軌道面將非常的合適。對于spacex的火箭而言,我們認(rèn)為沒有必要把雞蛋放到一個(gè)籃子里面,從系統(tǒng)角度而言,安全和穩(wěn)定才是第一位,所以總體而言,面對全球競爭我們恐怕不會(huì)弱于星鏈項(xiàng)目。當(dāng)然了我們的國家也有自己的低軌項(xiàng)目,只是總體而言是否有這樣的競爭力還得仁者見仁智者見智。
喜鵲衛(wèi)星從設(shè)計(jì)之初單星指標(biāo)必須控制在百公斤以下,最后綜合測算出來的重量是在85公斤附近。這一尺寸和重量就是為了完美匹配我們的商業(yè)火箭甚至是為了民營企業(yè)的火箭。我們最近確實(shí)非常開心的看到Spacex公布的衛(wèi)星載荷的專利,從總體而言,跟我們16年公布的方案如出一轍。核心的思路其實(shí)還是要回到馬斯克的第一原理,不管是什么通信衛(wèi)星,其實(shí)歸根到底評價(jià)它的能力還是在于能量的利用效率,對于空間平臺來說如何提高能量利用效率才是第一位的。我們的新型載荷就是出于這一思路,英雄所見略同而已。極高能力利用效率的載荷結(jié)合小平臺的優(yōu)勢,把太陽能帆板和儲(chǔ)能系統(tǒng)的重量最大化的降低了。這也使得衛(wèi)星的整體重量下降很多。所以這一切都是綜合優(yōu)化之后的結(jié)果,相比馬斯克的星鏈相比人家占了火箭的便宜,只有從衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計(jì)角度實(shí)現(xiàn)超越未來才掌握了競爭的主導(dǎo)權(quán),從這一角度我們不比老馬落后。
世域公司鵲橋星座構(gòu)型基于新的5G衛(wèi)星通信空口,用軟件定義技術(shù)實(shí)現(xiàn)了全球的扁平化的控制,為日后全球服務(wù)全球運(yùn)營鋪出了一條路,我們要為中國衛(wèi)星通信事業(yè)尋找最優(yōu)解決方案。我們的路由方式很特別,兩條通道,一條就是基于5G軟件定義自適應(yīng)空口,實(shí)現(xiàn)能地面基站,微基站的MESH網(wǎng)絡(luò)互連,將主要的處理業(yè)務(wù)交給地面SDN網(wǎng)絡(luò)完成,衛(wèi)星只做處理轉(zhuǎn)發(fā),而不是ONEWEB的透明轉(zhuǎn)發(fā),透明轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)在不是效率很高的辦法。無法實(shí)現(xiàn)低時(shí)延的要求,跟5G未來的要求大相徑庭,對于未來無人駕駛汽車,物聯(lián)網(wǎng)IOT而言都是不能接受的,因?yàn)橐痪W(wǎng)系統(tǒng)從內(nèi)設(shè)計(jì)之初就是好多年前的產(chǎn)物,系統(tǒng)并沒有考慮移動(dòng)通信這一趨勢。所以你會(huì)看到今年我們一直被中國網(wǎng)友歌頌的維勒已經(jīng)辭去了CEO職務(wù)。而在對于某些海洋,航道,通信盲區(qū)的情況下,我們將使用星上處理星間鏈路的方式,把數(shù)據(jù)送到最適合它的地方。這也非常好的利用了小平臺衛(wèi)星幾乎所有能被發(fā)掘的潛能,縱觀全球星座系統(tǒng),只有世域公司。
就系統(tǒng)投資而言,我們完全可以參考蔚來汽車的模式,先確保公司融資掌握完整的定義能力,后面是否需要單獨(dú)規(guī)?;瘡?fù)制衛(wèi)星,發(fā)射空間基礎(chǔ)設(shè)施可以在上市融資之后進(jìn)行。初期的融資規(guī)模我們保守估計(jì)一下,20億人民幣可以具備集合先進(jìn)載荷衛(wèi)星系統(tǒng)研發(fā)能力,規(guī)?;a(chǎn)工廠和全球化的運(yùn)營系統(tǒng)的生態(tài)閉環(huán)。
最后我們想說一點(diǎn),對于一個(gè)初創(chuàng)公司,我們有信心能用相當(dāng)高的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力來彌補(bǔ)自身缺陷。我們也相信用投資新能源跑道一半的資金就可以玩轉(zhuǎn)整個(gè)星座系統(tǒng),一個(gè)集合了研發(fā)能力,規(guī)?;圃旌涂臻g基礎(chǔ)設(shè)施的完整一體化生態(tài)鏈條。世域公司這些年一直堅(jiān)持走在中國5G衛(wèi)星研發(fā)的第一線,很多工作都保持在行業(yè)甚至國際上領(lǐng)先的地位。雖然我們沒有花融到的錢來做滿足資本胃口卻華而不實(shí)的東西,但是這些年我們已經(jīng)形成了獨(dú)到完整的能力。在這里,我想為我們的母親和游子實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星系統(tǒng)打個(gè)廣告,這是由一大一小兩個(gè)衛(wèi)星構(gòu)成,它是國內(nèi)最具實(shí)用效果的實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星系統(tǒng)之一,主要驗(yàn)證5G衛(wèi)星空口以及衛(wèi)星毫米波通信載荷的一些性能,一旦成功,背后蘊(yùn)含著非常巨大的市場,能回答今天所有投資人和國家領(lǐng)導(dǎo)關(guān)心的商業(yè)航天到底是不是虛火的問題,能盤活這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈,對于火箭制造來說,只有衛(wèi)星真正的掙到錢了,才會(huì)源源不斷的訂購火箭,火箭也許再也沒有必要面對競爭被壓價(jià)的局面。
在這個(gè)過程中我們保持開放的心態(tài),也樂于跟資本市場,跟合作伙伴一起開展合作。在基于互相尊重的基礎(chǔ)上讓中國的衛(wèi)星通信事業(yè)走出去,讓中國另一張名片走出去,讓中國的空間基礎(chǔ)設(shè)施走出去,讓中國的資本走出去,服務(wù)于一帶一路,祖國復(fù)興,大家加油。
對了,忘記補(bǔ)充一句,我們非常想借助于港澳臺或者大學(xué)生的力量一起動(dòng)手,參與游子立方星小星的制造,將有互聯(lián)網(wǎng)的方式充分的跟社會(huì)各界進(jìn)行互動(dòng),也想通過組織學(xué)生高質(zhì)量的賽事活動(dòng)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的搭載發(fā)射制造。有感興趣的機(jī)構(gòu),任何腦洞大開的合作方案都可以聯(lián)系。
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