用42000颗卫星替代光纤和基站，靠谱吗？
文 | 贡晓丽
深夜抬头仰望星空，浩瀚无垠的宇宙让你陷入沉思，一眨眼，却发现几十颗星星排成一列，像小火车一样匆匆划过夜空……
今年5月24日，荷兰卫星跟踪者马可·兰博埃克被这魔幻的一幕惊得目瞪口呆，他在油管上发布了这段视频，结果发现澳大利亚、荷兰、英国、美国甚至肯尼亚，都有人目睹了这一星空奇观，有网友开玩笑说，"这是圣诞老人趁着淡季在训练驯鹿拉雪橇吧。"
这不是圣诞老人的玩笑，而是埃隆•马斯克的杰作。就在这一天，SpaceX公司的猎鹰9号火箭成功将60颗卫星一次性送入了距离地表440公里的初始轨道。
这60颗卫星，标志着SpaceX的星链星座计划正式拉开序幕，他们准备将总计42000颗卫星送入近地轨道，组成全球最大卫星星座——星链星座，从而真正实现覆盖全球的自组网络，彻底摆脱光纤和基站的区域限制。
目前，SpaceX正在美国联邦通信委员会（FCC）申报20份卫星部署计划——每份1500颗，共计30000颗，此前，FCC已经批准了他们1.2万颗卫星的星链部署。
用卫星网提供低成本无干扰通信
为什么要搞星链星座？主要为了解决网络不可靠和网络成本过高这两大难题。
SpaceX判断，未来20年，全世界将有20%-50%的网络系统由地基转到天基，因为天基可以覆盖到传统信号传输薄弱的地区，不会受到高山、海洋、极地的干扰。
此外，美国地广人稀，光纤基站组网的传统方案，对他们来说其实很不划算。
在中国铺设同样长度的光缆，能连接100个基站，而在美国往往只能连接10个。基站间平均距离过远，铺设光纤投入产出比太低，所以美国作为发明互联网的国家，人均带宽却不如日本、韩国、新加坡以及一些欧洲国家。
可是，要将整个地球的一部分网络通信从地基转向天基，需要海量的卫星，所以按照SpaceX的计划，到2024年约有近1.2万颗卫星组成星链网络，理论上可以覆盖地球表面。
今年，SpaceX还会部署2至6批卫星，每批60颗。预计到2024年，他们会将4425颗卫星部署在地球上方1150公里至1325公里处，通过Ku与Ka波段之间传输数据，另有7518颗卫星部署在地球上方335公里至346公里处，以V波段传输。
星链最早可能从2020年开始，为美国北部和加拿大地区提供服务，随后会拓展到其他地区。
至于星链建成后会如何影响上网价格，SpaceX副总裁库珀曾表示，SpaceX的卫星网络系统有很高的性价比，但未具体说明上网服务的资费会降到何种程度。
库珀还表示，打算以不同价格销售不同的数据包，以满足各种需求。
放卫星的不只SpaceX一家
放这么多卫星需要多少钱？
SpaceX此前估算，仅在2024年前部署12000颗卫星，就需要100亿美元的成本，但是回报同样惊人，如果SpaceX能在这场太空竞赛中笑到最后，预期年收入将高达300亿美元。
正因为这笔生意有的赚，所以亚马逊、OneWeb、Telesat等公司同样将目标定位为天空通信网络，将与Starlink构成直接竞争关系。
2017年，OneWeb公司就抢先一步获得了FCC在美国运营卫星上网服务的批准，因此按照相关规定，SpaceX在部署卫星时需与其进行协调。
60颗堆叠在一起的Starlink卫星
当年9月，SpaceX还和OneWeb、Telesat就卫星频段问题，在FCC争得不可开交。
在SpaceX之前，OneWeb就发射了首批六颗卫星，其计划总共包括648颗卫星。而Telesat公司的目标是建立一个由292颗卫星组成的网络，亚马逊公司也已经公布了一个拥有3236颗卫星的卫星群计划。
OneWeb卫星被发射到太空中的艺术渲染图
相对于竞争对手，SpaceX的最大优势无疑是自由的发射机会，用自家的猎鹰火箭发射卫星，无论在成本还是计划方面都有着明显优势。
天文学家联名抗议干扰观测
自1957年前苏联发射第一颗人造卫星之后，人类已发射了大约8100颗人造卫星，而目前在轨运行的卫星总数是2062颗，如果SpaceX真的把42000颗卫星全部送上天了，绕地轨道上的航天器会发生堵车甚至撞车吗？
事实上，已经有一颗386公斤重的星链卫星，一度迫近欧洲空间局的卫星轨道，迫使欧空局作出一个回避操作，而SpaceX将此事件归咎于系统错误。
至于地面安全，SpaceX承诺卫星生命结束后，至少95%的组件在返回大气层时都会燃烧解体。
目前看来，对星链星座意见最大的是天文学家。
这是美国洛威尔天文台于5月25日晚拍摄的一张宇宙观测照片，画面上原本应该只有一个遥远的星系，可是SpaceX的星链卫星们恰好划过上空，在长时间曝光的照片上留下了珠帘儿似的痕迹。
用天文学家的行话来说，这叫"污染观测数据"。
当时恰逢美国天文学会年度大会，针对SpaceX卫星干扰天文观测的行为，天文学家们发表了公开声明：
"美国天文学会关切地注意到，非常庞大的卫星群即将部署进入近地轨道。预计在未来几年内，这类卫星的数目将增加到数万颗，对天文学可能产生重大的不利影响。这些影响可能包括卫星反射或自身发射的光，会严重干扰光学和近红外观测；卫星通信波段电磁辐射对射电天文观测的影响以及与天基天文台（比如哈勃太空望远镜等）的碰撞。"
然而，马斯克在回应文章中称："我们特地避免使用专门用于射电天文学的特定低Ku频率。研究人员还可以移动卫星来降低它们的反射率。我们将确保星链对天文学上的发现没有实质性的影响，因为我们也非常关心科学。"
SpaceX星链身后还有一箩筐的质疑声音，地面如何支持、卫星频段如何与现行手机标准兼容、卫星的单向广播方式如何满足交互……
不过，无论星链计划最终能否成功，我们还是应该为马斯克的敢想敢做敢当鼓掌。