静止轨道卫星才300千克？

文/ 松堂

地球静止轨道通信卫星自从发明以来，一直沿着越来越大、越来越重的道路前进。但是，并非所有客户都需要这么大的卫星。大卫星的投资大、保险贵、运营成本高，而且需要很多租户才能把成本收回来。因此，进入21世纪后，美国轨道科学·ATK公司和德国OHB公司都开发了比较小型的地球静止轨道（GEO）卫星平台，或者用于租户不算太多的市场，或者用来给大卫星提供补充。但是，这两家公司都不如一家新成立的企业胆子大。轨道科学·ATK公司和OHB公司的GEO卫星发射重量怎么也有两吨多，而这家新成立的、名为Astranis的公司，打算研制和发射300千克的GEO卫星。相比现在动辄5吨、6吨的常规通信卫星，这简直就是一夜回到解放前了。这么小的卫星，有什么用啊？

▲ Astranis公司的卫星在轨想象图

软件无线电的“微GEO”

这家企业位于著名的硅谷。关于这种小型GEO卫星的用途，他们的说辞和所有宽带通信卫星拥趸一样，“服务于缺少宽带服务的地区”、“世界上有XX亿人没有宽带”（到底有多少亿人，有30亿和40亿等不同的说法）。不过按照Astranis的说法，他们的小型GEO卫星不但比传统大GEO卫星更划算，甚至比新兴的低轨道卫星更加划算。

按照公司公布的数据，这种边长不过90厘米（不含太阳电池）、重量不过300千克小卫星可以提供10吉比特/秒的通信容量。相应地，卫星发电能力可以达到2000瓦。这个数据还是不错的，上世纪末的中型卫星平台也不过只有这么大功率。有足够的电力，才有足够的发射功率，也才有足够的带宽。但这种小卫星的秘诀还不止于此，据说星上的数字化处理设备才是王牌，而公司创始人、技术总监赖安·麦克林科说，这种设备正是公司自己发明的，不但灵活性很好，而且价钱很便宜。相对于OHB公司的“小GEO”卫星，Astranis公司给自己的卫星起名“微GEO”。

除了卫星小，这家公司也很小，目前只有20名工作人员。不过，他们正在招兵买马。当第一颗卫星入轨时，预计公司员工总数也不会超过50人。

2018年1月，Astranis公司在印度PSLV火箭上搭载发射了一颗3U立方星DemoSat-2，验证了有关技术。根据公开信息，这是一颗工作在UHF频段的软件定义卫星。

据悉，DemoSat-2在2月15日的试验中传输了两部高清视频，位于阿拉斯加的地面站先是把这两部视频传输给卫星，卫星上的有关设备经过实时处理，再发回给地面站，“卫星工作完美”。

软件无线电是最近几年卫星通信领域比较热门的话题，国内外都有人在积极推进。如果能依靠软件无线电技术，在一颗300千克的卫星上实现10吉比特/秒的带宽，那么用五六吨的大卫星是不是就可以实现高一个数量级的带宽呢？至少，美国卫讯公司的Viasat-3就宣称要做到这一点。

是情怀更是生意

这么小的卫星要想进入地球静止轨道，显然不需要单独购买大型火箭的发射服务，那样就太不划算了。但是现有的小卫星运载火箭都是为低轨道研制的，不可能把300千克的卫星送入地球同步转移轨道。因此，和大卫星一起搭载大型火箭发射，是比较合理的选择。

他们的想法，至少打动了硅谷最著名的风险投资基金之一Andreessen Horowitz。 这 也 是Andreessen Horowitz公司第一次向航天领域投资。由于有了Andreessen Horowitz这样的大牌基金领军，Astranis经过两轮融资，已经拿到了1800万美元。Andreessen Horowitz公司说，自己对这家小公司的项目超级感兴趣。

▲Astranis卫星（右）和主流地球静止轨道通信卫星（左）的尺寸对比

所谓“向没有宽带的人提供服务”不仅仅是情怀，更是生意。在2017年秋天，摩根斯坦利经过评估认为，通过卫星向这几十亿人提供宽带服务，可以创造出4000亿美元的年营业收入。当然，这个市场上已经有不少竞争者了，其中包括一网公司和太空探索技术公司这样的大牌。

当然，“Astranis”的说辞也是有合理性的。采用GEO轨道，只要一颗卫星就可以开展初期服务，投资少、见效快。至于GEO卫星覆盖不到的两极地区，那里到底也没有太多人口，覆盖不到影响也不大。

▲Astranis的两位创始人约翰·戈德马克和瑞安·麦克林科

“Astranis”没有公布“微GEO”的价格，但据说在数千万美元量级。而当今的主流通信卫星一般价值两亿到三亿美元。对消费用户来说，每兆比特/秒带宽的月租金可能会在75美元。这个数字肯定比城市里的光纤入户或者4G要贵得多。但是考虑到它针对的是没有光纤和4G的用户，这个数字总归比传统卫星固定业务要便宜不少。

这么小的GEO卫星如果能取得成功，一方面会带来卫星通信行业的新商机，另一方面也会导致卫星带宽租金雪崩式下降。根据统计，近几年来国际市场上卫星转发器租金已经下跌了60%，主要原因就是新的高通量卫星急剧压低了转发器均价。这让很多只有几颗卫星的小运营商日子越来越难过了。“微GEO”对这些小运营商来说，是救命稻草还是压死稻草，恐怕也很难说。★