8月19日,SpaceX公司使用“獵鷹9”運載火箭,將53顆“星鏈”衛星送入太空。至此,已發射的“星鏈”衛星數量3108顆,全球用戶數量超過50萬。自SpaceX公司“星鏈”部門2015年初組建以來,堅持“邊研、邊建、邊用”,雖然已發射衛星數量尚不足計劃的十分之一,但展現出的廣闊應用前景不可低估。
一、 批準的國家
截止8月初,“星鏈”已在北美、歐洲、大洋洲和中南美洲的36個國家得到批準、落地應用:
(注:依據“星鏈”官方網站地圖及其他開源資料整理;綠色表示歐盟國家,藍色表示北約國家,灰色表示“五眼聯盟國家”,黃色表示待入歐盟/北約國家。)
結合“星鏈”官網地圖,分析已經批準應用的國家的特點, 可以看出:
(一)選擇的政治性。首先,36個國家中,歐盟成員國占23個, 北約成員國占24個,“五眼聯盟”5個成員國占全。這些區域性經濟和軍事聯盟成員國,占36個國家的86% 。其次,明確將中國、俄羅斯、伊朗、朝鮮、阿富汗、塞爾維亞、古巴等10余個國家排除在外。最后,將臺灣地區列入其未來投入使用計劃。這種政治性、軍事性的選擇和意圖暴露無遺。
(二)分布的地域性。首先,“星鏈”主要用戶集中于北美、歐洲及大洋洲地區。據統計,“星鏈”約51.7%的用戶流量位于美國,27.1%位于加拿大,澳大利亞、英國、新西蘭、德國、法國的用戶流量在1%-5.7%之間,其他國家用戶流量僅約2%。其次,“星鏈”用戶主要分布于南、北半球中高緯度地區。北半球以北緯30度至55度之間為主,南半球則集中于澳大利亞、新西蘭南緯34度至46度之間地區。用戶最集中的地區為美國北部、美加邊境的華盛頓州、蒙大拿州、明尼蘇達、緬因州一帶。這種地域性的分布,一方面與“星鏈”初始部署的軌道選擇有關,也與以服務于美國為核心的初衷有關。
(三)應用的限制性。首先是頻段的限制。每個批準的國家,都對“星鏈”使用的頻段有所限制,而且部分國家因為頻段的沖突而一度中止開放“星鏈”的使用。其次是應用類型的限制。“星鏈”新服務類型的應用,也需得到相關國家政府再次批準。最新 的“海上星鏈”(StarlinkMaritime),目前僅接受美國用戶預訂,其他國家用戶則需本國政府批準該服務后才能預訂。
(四)威脅的潛在性。在我周邊,無論是日、韓等發達國家,還是越南、老撾、柬埔寨、緬甸、蒙古等發展中國家,均被“星鏈”列為未來將投入使用的范圍。菲律賓將在年底前使用“星鏈”為偏遠地區提供通信服務,成為我周邊首個正式應用“星鏈”的國家。不遠的將來,“星鏈”將覆蓋我周邊幾乎所有國家和地區,對地緣政治、國家主權統一和安全都將產生深遠影響。
二、商業的應用
“星鏈”對普通民眾開放試用時間早、價格低,因此占據其用戶的絕大部分。但美聯邦通信委員會今年6月批準SpaceX的“星鏈”應用于機動平臺,以及“星鏈”新服務類型不斷推出,其商業用戶將由原來的中小企業向航海、航空行業擴展:
注 1:不保證承諾速率與服務持續性。在使用高峰期,實際速率可能低于 承諾速率;如網絡擁堵,可能暫時降低速率。
注 2:在使用高峰期、“星鏈”用戶密集地區的預期速率。
(一)中小企業。SpaceX今年2月初推出、3月重新命名的“星鏈商用”(StarlinkBusiness)服務,面向最多需同時支持20個用戶在線的中小企業機構。適用范圍包括偏遠地區旅游、野外資源勘探等領域。地面終端采用新型高性能天線,面積更大、掃描角度更廣,適應極端天氣條件能力更強。
(二)海上平臺。今年7月推出“海上星鏈”(StarlinkMaritime)服務,主要面向遠洋郵輪、豪華游艇、貨輪或海上資源勘探平臺等。目前“皇家加勒比”郵輪公司(RoyalCaribbean)等已開始應用。配備兩部高性能天線,可獲得更寬視場角,降低信號丟失幾率。計劃明年一季度覆蓋全球海域。
“StarlinkMaritime”當前適用海域與計劃
(三)民用航空。SpaceX今年4月先后與美JSX、夏威夷航空公司達成協議,由“星鏈”為其公務機、民航機提供空中網絡服務。達美航空(Delta)也對“星鏈”服務進行了測試。SpaceX獨立研發并于今年6月首次公開展示其新型機載衛星通信天線。
公開展示的“星鏈”機載衛星通信天線
三、政府的應用
(一)偏遠補盲。一是美國。美聯邦通信委員會2020年底同意向SpaceX提供8.56億美元補貼,以將“星鏈”引入偏遠農村。雖然該委員會日前以“星鏈”仍為“在開發技術”且“用戶終端價格過高”為由取消補貼計劃,但仍承認“星鏈”的技術前景。二是加拿大。加政府將“星鏈”列入其高速互聯網建設規劃,計劃至2026年幫助98%的民眾接入高速網絡;魁北克省政府則宣布將在今年9月底前為1萬農村家庭免費提供“星鏈”終端。三是菲律賓。計劃今年底前由政府采購“星鏈”終端,為偏遠地區提供免費Wi-Fi。
(二)搶險救災。一是美國內救災。“星鏈”2020年8月用于華盛頓州山火救災。雖然當時僅發射700余顆“星鏈”衛星,但其地面終端在救災時表現突出:僅需1人、5-10分鐘即可架設完成,無需拖車等附加設備,通信帶寬約為其他衛星的兩倍,信號時延僅為四分之一。“星鏈”在2021年底肯塔基州龍卷風救災中也得到應用。二是海外應急。“星鏈”參加了多次海外救災。南太平洋島國湯加今年1月火山噴發導致海底光纜被毀,SpaceX為此提供部分“星鏈”終端,并在湯加附近的斐濟建設了地面站。“星鏈”還為2021年7月德國萊茵蘭-普法爾茨州、今年3月澳大利亞新南威爾士州洪災救援提供了支持。
(三)地緣工具。在俄烏沖突爆發后,在美聯邦政府機構、 按美外交政策行事的國際開發署(USAID)操弄下,迅速向烏方提供大批“星鏈”地面終端,其中首批有近三分之一由政府買單。“星鏈”在烏有效應對了俄方的干擾攻擊,在維持烏政府對外發聲、美西方對烏情報支援、烏軍保持指揮鏈通暢、對俄目標實施偵察 打擊等方面發揮了重要作用。“星鏈”進一步成為美推動外交、維護美地緣政治利益的工具。
在星座建設不斷推進、民用、商業用戶不斷增加的背景下,“星鏈”的未來政府應用也將更加廣泛,既可實現對海空態勢的遠程監視及港口、機場的流量管理,也可對偏遠地區資源實施遠程 保護開發、災害預報,還可以用于地球氣候、空間氣象的監測預 報等廣泛領域。
四、軍事的應用
自2018年以來,據不完全統計,美軍與SpaceX在衛星領域的聯合研發、性能測試、演習應用、服務采購等形式的合作達20余次:
近年來,美軍對近地軌道衛星的軍事應用高度重視,并不斷強化與以SpaceX為代表的低軌星座運營商的合作。
(一)需求政策。一是支持商業航天。無論是商業航天公司的發展,還是其商業成果的應用,美國防部都制定了相應的政策,為商業航天在軍事領域的應用打開了方便之門。二是大力發展低軌星座。美國防部國防高級研究計劃局(DARPA)推出了“黑杰克”(BLACKJACK)低軌星座計劃,美國防部航天發展局推出了“下一代太空架構”,美空軍今年2月又提出新計劃,力求實現多個商業衛星星座的互聯互通。三是積極推動有序發展。采取國內立法、國際合作等多種途徑,規范低軌星座的建設和發展,加大低軌星座的監測和管控,力圖將低軌衛星快速發展導致的太空碎片、資源擁擠、空間接近等不利影響降到最低限度。
(二)聯合研發。為保證商業衛星公司產品符合軍方需要,或解決商業衛星公司難以獨立完成的研究項目,美軍通常與商業企業進行聯合研發。美國防部航天發展局2020年10月授予SpaceX研制生產4顆紅外預警衛星合同,今年5月又尋求SpaceX等商業公司提供光學成像、雷達成像、信號分析等情報能力,為商業低軌星座提供了廣闊應用前景。美陸軍2020年5月與SpaceX簽署協議,共同研發“星鏈”跨軍事網絡的數據傳輸能力。美空軍則于2021年底與Vidterra公司簽署合同,研發通過“星鏈”進行ISR視頻低時延分發的技術。SpaceX與美BallAerospace公司合作研發用于戰術飛機的衛星天線及保形整流罩,但美空軍同時也與雷聲公司簽署了相關天線的研發合同。太空軍今年7月明確提出與商業衛星公司合作方式,即由其提供ISR傳感器載荷,或為載荷研發生產機構與商業衛星公司“牽線搭橋”,由商業衛星平臺搭載相關載荷,滿足美軍指揮員的情報需求。
(三)性能測試。在2017年“星鏈”首次發射前,美空軍就推出“DEUCSI”計劃,探索如何將“星鏈”等商用星座與傳統衛星通信網絡集成。“星鏈”2018年首次發射后,美空軍當年底與SpaceX簽署合同,對“星鏈”在C-12、KC-135、C-17、AC-130等大型平臺上的應用進行測試。美空軍F-35戰機部隊今年4月也對“星鏈”終端進行前沿部署測試,主要用于向該型機專用維護網絡傳輸相關數據。
(四)演習應用。為檢驗“星鏈”等商用衛星星座在重大行動中的通信保障能力與穩定性,為戰時應用創造條件,美軍在不同演習中應用“星鏈”進行通信保障:美空軍在2020年10月“橙色旗”演習、2021年5月“北部邊緣”演習中,均驗證了“星鏈”在大型空中平臺上的應用情況。美陸軍則于2021年9月的“項目融合”演習中,對“星鏈”等低軌星座進行了演習數據傳輸測試,尋求增加可用數據傳輸手段,縮短“從傳感器到射手”的時間。
(五)采購服務。美軍目前已開始正式采購“星鏈”服務。由于“星鏈”是目前唯一可覆蓋歐洲、非洲的商用星座,而被美軍歐洲總部/非洲總部連續采購。一是2021年7月采購“星鏈”為期一年的服務,并于同年8月用于駐德國拉姆施太因基地美空軍部隊與美國務院、國土安全部的聯系,以解決從阿富汗撤離人員問題。二是歐洲總部空軍/非洲總部空軍今年8月采購為期一年的“星鏈”服務,重點用于第86空運聯隊,以滿足“東歐內部及周邊因支援烏克蘭局勢而不斷增加的通信需求”。三是美空軍特種作戰司令部日前正式采購部分“星鏈”終端,用于滿足裝備AC-130等型機的第一特種作戰聯隊使用。
隨著建設進程的不斷推進、技術的不斷迭代升級,“星鏈”在軍事領域的應用將明顯增加,有極大可能向光電成像偵察、電子偵察干擾、導航定位、態勢感知、反導預警攔截等多領域發展;其應用范圍將全面擴展、全球覆蓋,實現由局部向全球、由邊緣向縱深、由通信向綜合的轉變,支撐“全域戰”“馬賽克戰”等聯合作戰行動的實際運用。
五、未來的展望
雖然馬斯克推動的“星鏈”星座起步相對較晚,但目前已經成為在軌衛星數量最多、覆蓋范圍最廣、前景最為光明的商業衛星星座,同時也可能對未來軍事領域構成顛覆性沖擊。而馬斯克正在推進的火星移民、重登月球、人形機器人、腦機接口、新能源汽車、太陽城等等計劃,幾乎涉及所有行業。將這些項目進行聯系起來的思考,將有可能挖掘出馬斯克創新發展的背后動因,有可能描繪出未來人類生活和戰爭的全息形態,有可能導致全球科技發展、大國博弈形勢的根本性調整。對此,我們將不斷跟蹤研判,陸續推出最新的研究成果。
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