LEO：重蹈覆辙或涅槃重生两代人的观点分享

+ 《Via Satellite》MARK HOLMES/文 中国卫通 沈永言/编译

LEO：重蹈覆辙或涅槃重生两代人的观点分享

+ 《Via Satellite》MARK HOLMES/文 中国卫通 沈永言/编译

编者按：卫星产业的未来一直是卫星界的一个热门话题。如今，LEO成了这个话题的关键内容。从国际上的OneWeb（648颗）、SpaceX（4425颗）、LeoSat（78-108颗）、Telesat（117颗），到中国航天科工集团福星系统（156颗），LEO低轨星座又将卫星产业发展推向一个新的高潮，向人们展现了新的应用前景。尽管在十几年后的今天，技术条件和应用环境已经发生巨大的变化，但人们对于上一轮LEO泡沫留下的惨痛教训仍然刻骨铭心，对于这一轮LEO热潮的发展前景，可谓半信半疑、喜忧参半。其中，最关切、最有发言权的当属卫星产业界的老总们。

SATELLITE 2017华盛顿卫星大会期间，在一个由《Via Satellite》杂志咨询委员会参加的特别圆桌会议上，ABS CEO——Tom Choi，Arabsat CEO——Khalid Balkheyour，Spire企业发展VP——Theresa Condor，Boeing Satellite Systems International总裁——Mark Spiwak以及Advantech Wireless CEO——David Gelerman等一起探讨了LEO星座的未来。听听他们的高见，一定能够让我们耳目一新。

第一部分：咨询委员会的讨论

SATELLITE 2017华盛顿卫星大会上最热门的话题无疑是新LEO星座的前途，以及它们这次是否会比上个世纪九十年代更成功。对《Via Satellite》咨询委员会来讲，这似乎是一个值得深究的完美话题，一定会产生一些有益的反响。

卫星产业的未来总是一个热门话题，如今，LEO的角色是这个话题的关键部分。在一个由《Via Satellite》咨询委员会参加的特别圆桌会议上，ABS CEO——Tom Choi，Arabsat CEO——Khalid Balkheyour，Spire企业发展VP——Theresa Condor，Boeing Satellite Systems International总裁——Mark Spiwak以及Advantech Wireless CEO——David Gelerman等一起探讨了LEO星座的未来。

ATK在检验用于ORS 1的A200小卫星的总线能力

VIA SATELLITE：你们认为LEO卫星运营商和星座对整个卫星产业有什么影响？它们是未来方向吗？

Choi: LEO对于遥感产业来讲，是了不起的。但是，对于通信服务来说，结果相当负面。MSS和FSS 中的LEO运营商与我们已经相处近二十年了。Teledesic和Skybridge折戟沉沙，ICO、Iridium和GlobalStar 都走向破产，后两者通过破产保护、股东更换才起死回生。

对于电信服务而言，LEO的根本问题具有双重性：首先是低轨卫星不得不覆盖地球表面，而90%的地表是茫茫水域、冻土地带和荒郊野外。你不可能从荒无人烟的地方产生收入。建立一个90%容量被浪费的通信网络完全是无效的。其次是用户终端成本。由于卫星飞快移动，你需要复杂的跟踪天线，而低成本的相控阵天线并不存在。我看到了GEO FSS消费者宽带终端价格达到了200美元。除非终端价格达到这个水平，否则LEO运营商没有能力去开发消费者市场。

Condor: LEO卫星星座有一个竞争优势，对于特定市场，如对地观测、低数据率M2M，它是适用的技术。这包括资产跟踪、气象资料和某些遥感图像等数据业务。而MEO和GEO卫星偏重于实时、高带宽用途，如通信和卫星电视等。

一些提议的星座号称通过低轨来提供互联网服务，肯定有大笔资金投入其中，其技术也非常了得。如果没有其它缘故，所有这些星座都是在展示私人投资者对于太空产业的偏好。

由Nanoracks发射的两个Planet Labs Flock 1鸽子卫星

我认为，关键故事未必针对LEO星座，而是纳卫星的运用。我们将继续看到GEO卫星（通信、电视、某些气象资料）运用和LEO卫星（多数对地观测和跟踪）运用之间的差别。后者将越来越多地由纳卫星来驱动，原因在于其经常发射条件、经济性、指数级的技术改进能力。

Gelerman: LEO和卫星星座对我们的卫星产业肯定有冲击，尽管，一些技术挑战仍然存在，但是，外界对于它们的关注和投资是相当确定的。从某些部署来看，它们已经实际成为卫星产业的组成部分。

我们已经看到对地观测载荷可以非常有效地纳入小卫星架构之中。为了确立起合适的市场位置，市场、技术和投资仍需适当组合。最终，LEO将是传统GEO架构的补充，而非完全的竞争者。

Balkheyour: 一旦充分运作，LEO星座将对整个卫星产业产生深刻的影响。但是，它们肯定不能替代，也不能终结GEO卫星。因为后者具有独一无二的简单因素和竞争优势。LEO和GEO之间的关系将是互补的，而非竞争的。我希望两者能相互协同发展，确保卫星产业在连接世界、沟通数字鸿沟方面，尤其在广大农村和欠发达地区，发挥其独特作用。

Spiwak: 全球性的连接需求在持续增长，同时在推动市场需求组合。人们最终会看到，究竟是LEO卫星，还是GEO HTS能够传输海量数据。LEO仅仅是整个故事一个部分，但是当我们讨论卫星产业的未来时，它是重要的一部分。

今天，我们看到了，在卫星制造和用户终端两个方面，LEO卫星都驱动了大规模的投资。高级制造技术、数字载荷和支撑技术正在被开发出来，以保证容量增长和在轨灵活性。同样重要的是用得起的电扫描和相控阵用户天线，它们对于整体商业成功至关重要。同时，这些卫星和地面技术的发展将促进用户使用成本的降低。

Mareshi: 纯星队运营和千篇一律心态的时代已经过时，因为那种方式不能再满足持续增长的宽带连接需求。LEO星座并非唯一的答案，但是它们是满足这些需求的另外路径。

这些平台是对GEO的补充。例如，通过与OneWeb的互操作，我们的宽带移动服务可以扩展到极地冰帽地区，这对航空和航海用户很重要。这种互操作以LEO的高仰角补充了GEO的广播能力。因为，在城市景区等地方，GEO卫星信号可能会被遮挡。

PhoneSat 2.5是NASA阿姆斯研究中心研制的立方体卫星，它采用常见的商业智能手机

VIA SATELLITE: GEO运营商能从这波新运营商那里学到什么？GEO运营商的运作方式会发生根本变化吗？

Choi: 这波新的LEO运营商正在警告古板的GEO运营商有点不思进取，失去了作为无线通信领导者的创新精神。它们显示出GEO运营商成本过高，市场开拓不力。我同意这个观点，可是，我不认为LEO是解决之道。正如Viasat 3所显示的那样，你可以从单个GEO位置得到大容量，可以将低成本带宽和低成本用户终端组合在一起。我倒是愿意看到GEO运营商向这个方向发展。

Condor: 区分GEO和LEO之间的根本差异很重要。它们物理结构完全不同，在分辨率、功率和辐射等方面相差2-4数量级。话虽如此，GEO运营商有必要考虑与LEO运营商寻求合作，互利互惠。我们已经看到这种创新精神正在被倡导。

Balkheyour: GEO 运营商享有一个难以回避的竞争优势，它们已经从业数十年，经历过许多实际威胁，但都化险为夷。可是，GEO运营商需要直面艰巨的现实，新系统在资本和进入市场时间方面的困难一如既往，容量过剩、技术快速变化，这使得它们在启用之前就变得过时，MHz或Mbit单价几乎在稳定下跌。显而易见，从长远看来，目前的商业模式不再可持续，需要彻底变革。我希望在设计、制造和发射方面，LEO星座能带来大量必要的变化。我们应该看到，价格和进入市场时间会大幅度降低，这与未来几十年连接需求的激增浪潮结合起来，一定会带来稳健的商业增长。但是，只有经历这轮产业风暴的企业才能享有它。

Mareshi: 我们不会因为这些新的运营商而轻易改变我们的业务。我们会根据客户需求来决定业务，只是刚开始关注它们如何影响行业的方方面面，并将卫星放在未来许多有用的中心位置来考虑。问题的关键在融合——传统广域波束业务与HTS、GEO和LEO卫星的互操作。我们认为，我们与OneWeb的合作关系会有助于我们双方在Ku波段地面系统上的大规模创新和开发，降低成本，提高宽带卫星的接入能力，打开新的市场。

VIA SATELLITE: LEO运营商的历史悲喜交集。你们认为这次是山重水复，还是柳暗花明？

Choi: LEO的商业失败可谓一言难尽，投资者差不多颗粒无收，这种失败不会戛然而止。

Gelerman: 历史经常会重复是毫无疑问的——第一次为悲剧，第二次为闹剧。但这次肯定会有所不同，与Teledesic和Skybridge时代不同的是承诺和投资都得到见证。这次还会是老样子？不好说。

Spiwak: 我认为，由于随时随地连接需求和期望的缘故，这次LEO星座的变化非常之大。我们当中任何一位最后一次在社区里对最新娱乐或体育新闻、商业或政治头条消息一无所知，却心安理得，是何时？

自从上次对大型LEO进行海量投入以来，技术进步已经天翻地覆。当然，这并非说一切万事大吉，但是，市场力量和技术能力上的变化前所未有。所以，我希望这次的面貌能焕然一新。

VIA SATELLITE: 快速制造和发射卫星是这些星座的主题，你们认为它对整个卫星产业有震动作用？

Condor: 纳卫星和GEO卫星是完全不同的技术，市场定位迥异，经济性也千差万别。然而，全球各个产业的创新速度正在加速，到2021年，75%的标准普尔500公司将出局。所有的产业，包括LEO 和GEO卫星提供商，都被迫对日益变化的技术能力和市场需求寻求更为灵活的迭代、创新和应对之策。

Gelerman: 毫无疑问，制造卫星的能力正在提高，这些LEO星座规模的迅速扩大对太空技术益处极大。如果不出意外，这个努力正在显著地推动卫星产业走到经验曲线之前。

Balkheyour: 当然，我们对此有所期待。对于GEO运营商的长期生存发展来讲，卫星制造和运营方式都要进行彻底变革。GEO系统需要在一年内，以更小的成本完成设计、制造和发射。这个变革是必须的，不得不这样。

部署中的O3b太阳能电池阵列板

Spiwak: 绝对是这样。随着技术的进步和到位，新的制造技术也成为基本要求，卫星的速度和成本将持续下降。也就是说，挑战在于选择低成本LEO卫星的工具和技术，并将它们有效地应用到更大功率、更复杂的卫星之上。

过去，许多技术没有能非常有效地在不同类型卫星和系统之间转移。我们卫星这一行必须在转移这些能力和驱动空间系统成本下降方面做得更好一些。

Mareshi: 如果卫星通信要想在全球电信设施中继续扮演一个重要角色，其生态中的每个人都必须继续致力于创新。我们需要更加强大、更灵活的平台，如可以更快速制造的软件定义式卫星。我们需要一个适宜的发射业，其功能要多样，成本要低廉。归根到底，只有你能以及时的方式发射你的航天器来服务你的客户，你的卫星技术才能称得上先进。

VIA SATELLITE: 我们已经看到SES收购O3b, Intelsat入股OneWeb。这波新的运营商将会继续被并购，或与一个强大的GEO结为伙伴关系？

Mareshi: 向用户提供新的、创新性解决方案并不一定要求兼并，我们投资OneWeb的目的是率先构建一个能够覆盖两极的高通量宽带平台。

这个伙伴关系与我们顺应卫星服务提供产业生态、致力于持续创新和投资是一致的。这个方式未必适合于所有运营商，但是，我们相信，通过在Ku频段地面系统上的创新和开发，我们将降低卫星宽带系统的成本，提高其接入能力，打开新的市场。

VIA SATELLITE: 最后，你们认为LEO运营商将给卫星产业带来什么？

Condor: LEO运营商已经带来了新的客户，并且通过低成本接入使得空间数据民主化。它们已经创造出了一些新的职业，令人激动的并非是关于太空或卫星本身，而是卫星对地球上一些人及其事业产生影响的方式。它们同样给卫星产业带来新的私人投资、行业明星，以及许多动人故事，所有这些对产业的影响都是正面的。

Gelerman: LEO运营商已经给卫星产业带来两件重要事情：第一， 对广大无服务地区可以受益于卫星通信的意识；第二，LEO业务中的著名成员给卫星产业带来了激情和远景，这又令年轻工程师们产生了兴趣。

即使LEO业务不成功，年轻工程师们对于卫星产业的兴趣也将得以很好保存，最近这个产业由于缺乏新的天赋而正走向衰退。在这方面。LEO和星座“梦想家和摇滚之星”已经帮助了整个产业。

Balkheyour: LEO 星座将带来很多所需技术变化和成本缩减。一旦这些星座以流水线生产方式开始部署，规模经济将带来卫星制造成本的急剧下降。 它起始于小卫星，但是必将对GEO系统产生深刻影响。

Spiwak: 竞争有助于推动技术进步。除了GEO和MEO系统，LEO运营商也将影响产业的未来。然而，不管是哪个卫星系统在哪，对卫星产业的驱动力量都将构成满足客户需求的能力，其途径是发现新的和创新性的经济有效解决方案。

Mareshi: 今天的宽带连接机会无处不在，巨大挑战需要许多解决方案。我们需要一个互操作的、灵活的架构，来允许我们的客户将卫星技术整合进他们自己的网络之中，在需要之时来补充光纤或无线技术。

我们不应该人为排除一个轨道平面或频段，而是要考虑如何利用卫星技术的优势来造福于客户。正是这个让我们与OneWeb结为伙伴关系，以及为何我们认为与我们的星队互操作至关重要，而不仅仅是兼容。一些人对GEO/LEO完全互操作表示质疑，但是，在我们看来，这正是未来的需求，我们有意要推动创新，去实现我们空间网络的全部潜能。

第二部分：千禧代的视角

在2016年中期，《Via Satellite》设立了一个“下一代”咨询委员会，这样，我们可以就如何持续办好出版物从他们中得到高见。也就是说，除了与我们的主要咨询委员会对话之外，我们同样决定听取我们下一代咨询委员会的意见，来看看他们是如何看待LEO星座的未来的。

我们正在目击LEO星座方面前所未有的投资，运营商的目的是将它作为卫星业务新的增长来源。尽管这并非LEO系统的第一次出彩，但是《Via Satellite》读者中的千禧之子们相信这次可能明显不同。

大家知道，LEO曾历经磨难，上世纪九十年代后期许多项目最后都烟消云散。然而，总体上的乐观情绪依然存在。Accion Systems公司创立者和CEO Natalya Bailey认为，虽然需求和技术都很充分，但卫星产业承受不起再输一次。

“一个令我吃惊的方式就是，你得在展现一点业务之前，筹集10亿美元，发射600颗卫星。对我来讲，如果你正在得到风险资金支持，那么分块来证明部分业务、技术和市场，将更有意义。” 她说道。“例如，发射一颗卫星、演示业务案例、开始筹集资金。分块来做事，而不是这种全部或全无方式。但是，我总体上保持乐观看法。”

一个Spire工程师正在建造一个立方体卫星

Virgin Galactic公司副董事Sirisha Bandla说，尽管有传言认为，“小卫星革命”可能是重复过去产业的失败版本，然而，在目前十字路口上，有许多上个世纪九十年代所没有的因素。“从处理能力到推进技术上的巨大改进从多个细节增加了功能，使得平台更为经济有效。”她说，“这与商业模式结合起来，吸引了天使和传统投资者。例如，Draper Fisher Jurvetson、Bessemer Venture Partners、Fidelity以及Virgin Group。此时此刻，许多LEO运营商得到资助（已经有了客户，有些开始提供服务）。新技术、新增投资只是这次通向不同路径的少数因素。”

Iridium系统工程师Jordan Irving目前正忙于Iridium Next卫星的首次发射。他承认，LEO星座过去的确历程曲折，但希望这次能够有所斩获。他说，“我们可能看到某些概念会消失，但是，我们Iridium公司证明了如果财务方面安排妥当，LEO星座会成为杰出的运营技术方式。”

总体情景

Space Generation Advisory Council (SGAC) 执行董事——Minoo Rathnasabapathy认为，LEO卫星运营商和下一代星座发射是重要的力量，它推动了技术创新、影响了太空通信架构。“这些趋势的加速、在全球范围内提供泛在互联网通信的新商业星座计划的数量，是数据驱动社会的反映，这个社会珍视连接和覆盖”，她补充道。

可是，Rathnasabapathy认为，LEO卫星与其它卫星的发射“有可能恶化轨道碎片问题”。她说，LEO的使用提出了数据率、时延、连续覆盖等方面的巨大挑战，这些都得考虑。与其它LEO/MEO和GEO的干扰挑战、LEO卫星间可能的相互干扰同样值得关注。而且，LEO卫星运营和卫星星座高度依赖发射服务提供商和其它部门，后者可能影响卫星产业的可行性和成长性。

Rathnasabapathy认为，应对这些挑战将推动技术和财务进步，这对卫星产业会产生巨大影响，如降低进入门槛、驱动市场增长。她说，“带有可行商业模式的新的和现有参赛者混合在一起，如果得到成功实施的话，可能打开新的市场，增加全球化的程度，从而为卫星产业的未来铺平道路，反过来又吸引下一代太空专业人员的兴趣。”

Bandla说，LEO卫星运营商和卫星星座正在对整个卫星产业产生积极的作用。“它们正在培育一些卫星公司，正在增加业内投资，多元化卫星的业态，促进一些互补产业，如专业的小卫星发射和数据分析等。它们的确是未来整个卫星产业的稳定部分，弥补了现在和未来GEO卫星运营商。”

尽管，人们习惯于将目前的局面与上个世纪九十年代末相比，不可否认的是，如今情况已时过境迁。Bailey指出，现在人们希望时刻在线，这使互联网星座更为有用。然而，在上个世纪九十年代，这个需求却并不存在。

她说，“另一个有利于这些星座的趋势是，摩尔定律使得这些小卫星功能越来越强。在制造和发射成本降低的同时，需求随之上升，商业案例开始走进现实。在遥感领域，可以说在购买遥感星座方面，存在巨大的价值主张。我们可以计算出最优分辨率和回访率。顺便说一句，目前无人能真正告诉你，因为我们并不确定杀手级应用何在。我认为，这个可能是一个赢者通吃的局面，可能有两家会生存下去，而不是所有的遥感星座都将存活下去。在通信世界，有足够的空间容纳多家公司。对于遥感，你可以获取一张图像，然后卖给所有客户。”

GEO运营商能学到什么？

过去几年里，我们看到了SES收购O3b，Intelsat入股OneWeb。大运营商正在展示它们并非只是吊在GEO这棵树上。越来越多的从业多年的FSS运营商开始走出他们的安乐窝，着手打探新的卫星创新项目。Bailey认为，我们将看到标准总线和现货组件(COTS)将更加流行。

她说，“COTS组件将会变得越来越好。我只是没有看到它们（大FSS运营商）发射非常昂贵、非常定制化的GEO卫星，但却看到了一些LEO和MEO中的健壮卫星，其中的设计开始应用于GEO。最终，它们各显神通。因此，我认为，下一个十年军用卫星将依然如故，但我的确认为我们将会看到变化。

Bandla说，相比GEO这类大型航天器，对制造商来讲，小卫星更加低廉和高效，这使得小卫星平台能够进行快速在轨测试和部署新技术。GEO运营商可以利用这些技术和平台，作为它们未来航天器的测试床，有人在考虑将LEO作为GEO的踏脚石。

Irving认为，“LEO星座将推动行业创新。GEO庙太小，所以新想法和新概念必须要在LEO上实现。如果专门运营GEO的运营商无动于衷，它们将错失扩展业务的良机。”

Irving说，Intelsat 和 OneWeb之类交易可能只是冰山一角。太空/卫星产业总是熙来攘往，并购一如既往。在与经验丰富同事一起的时候，我有时很难跟上他们的讨论。因为，他们谈到过去的公司由于最终被其它公司收购，因此我从都来没有听说过。所以，我们认为，更多的这波新运营商会被行业巨头所收购。

Bandla认为，今天行业里有一些自然形成的伙伴关系。未来，会有更多的合作关系形成，它允许GEO运营商与LEO运营商结伴，以弥补、扩展它们的产品和服务。Bandla认为并不一定所有新的LEO运营商会被收购，一些具有强势商业模式的LEO会独立于任何老GEO运营商。但是，市场将继续演变，如果机会出现，我们可能看到更多的收购和投资。

O3b卫星正移交给 VS08发射

然而，尽管Bandla对LEO星座的未来保持乐观，她同时也认为，与任何其它竞争性市场大同小异，并非所有的LEO星座都能持续发展下去。但是，由于小卫星的资本要求较低，她认为，许多初创公司能够利用传统太空行业所没有的投资机会。

今天，得到资金支持初创公司的数量是史无前例的，这个势头表明市场需要这类业务。尽管许多公司使用下一代技术来应对这些行业需求，它们同样在寻求有别于传统运营商的新商业方式。例如，OneWeb吸引了首次进入商业航天的投资者，在地面应用方面同样也采用创新举措，来进行客户和业务开发。Bandla补充道。

Bandla认为，这波新平台可以当作GEO和地球轨道外运行测试床。有了更经济有效的在轨航天器运行环境，政府和产业可以重新考虑未来的计划和投资方法。那里不再只是一个运行顶尖航天器的一个环境，相反，技术可以超越一个项目生命周期来发展，项目风险门槛也会更低。

发展趋势

根据Rathnasabapathy的观点，由于能力范围的扩大、开发部署成本的降低和速度的提高，LEO运营商将对技术进步作出更加敏捷的市场反应。她说，“通过利用LEO卫星系统的独特功能，随着数据和数据产品内在需求的增加，LEO运营商将瞄准更好的投资回报。快速建造和发射政府和商业星座的趋势会继续保持。LEO行业将不可避免地要继续改进能力和应用，推动竞争，在欧洲、北美和其它新兴太空领域的现有技术和新技术上进行投资。”

Bailey希望卫星界可以展示必要的雄心壮志，来保证这些星座的成功，而不是仅仅在通信系统外围开发市场。卫星界最好出现能真正与Verizon 和AT&T之类地面运营商竞争的公司。从长远来看，如果我们从现在回顾100年前，谁能说当时在地上铺设百万公里的铜缆是一个好主意？我希望我们能开始看到这些太空竞争者。