在降低成本高速賺錢的道路上越走越遠(yuǎn)
美國太平洋/西海岸時(shí)區(qū)2018年2月22日早上06：17分，SpaceX公司的一枚二手獵鷹九號(hào)火箭從范德堡空軍基地的SLC-4E發(fā)射平臺(tái)起飛，成功將西班牙的Paz(和平)衛(wèi)星精準(zhǔn)送入沿著晨昏線的太陽同步軌道。
火箭起飛瞬間 來自：SpaceX
由于已經(jīng)到了安全使用上限，這枚二手火箭并沒有進(jìn)行一級(jí)回收，Paz也可以從軌道特點(diǎn)上看出是一顆典型的對(duì)地遙感衛(wèi)星。但這次發(fā)射看點(diǎn)并不是它們，真正核心的是SpaceX首次公開測(cè)試的整流罩回收和未來星鏈(Starlink)全球布網(wǎng)計(jì)劃的首批兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星。
看點(diǎn)一：整流罩回收“黑科技”
巨大卻輕巧、極為昂貴的獵鷹九號(hào)火箭整流罩 來自：SpaceX
SpaceX回收火箭一級(jí)已經(jīng)不再是個(gè)新聞。一枚嶄新的獵鷹九號(hào)火箭僅6000萬美元，比美國聯(lián)合發(fā)射同盟(ULA)的同類火箭(德爾塔/Delta-4和宇宙神/Atlas-5)便宜一半以上，使用二手火箭更是再打7折。而于此同時(shí)，SpaceX一直在嘗試進(jìn)一步降低成本的火箭整流罩回收技術(shù)。整流罩雖然看起來只是薄薄的一片，但它處在整個(gè)火箭的最上部，為提高火箭發(fā)射效率要求它必須質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、電磁波通透性強(qiáng)，價(jià)格因此很高。
SpaceX兩片整流罩價(jià)格大約是500-600萬美元，占到了嶄新獵鷹9號(hào)火箭價(jià)格的10%左右。而回收它的難度極高，因?yàn)樗鼈兇蟾攀窃诘厍蝰T卡門線以外的距地表110千米高度被拋下。由于沒有任何動(dòng)力，SpaceX曾經(jīng)嘗試過讓它依靠自身形狀滑行和最終降落傘減速，但一旦落到海洋時(shí)還是會(huì)被破壞，無法復(fù)用。
可以說，整流罩回收難度不亞于火箭一級(jí)。
整流罩與特斯拉跑車對(duì)比，很難想象巨大的兩片整流罩重量?jī)H和這輛車相當(dāng) 來自：SpaceX
而這次，SpaceX的新一代整流罩投入使用，體積更大、帶有推進(jìn)裝置、GPS接收機(jī)等導(dǎo)航設(shè)備、姿態(tài)控制裝置、滑翔/降落傘、重量卻更低(僅1噸左右)。準(zhǔn)備了好幾年的Mr。 Steven回收船也經(jīng)過再次改裝，在大大的鉤爪上面布置了一張大網(wǎng)。
理論上：整流罩滑行并準(zhǔn)確被Mr。 Steven的大網(wǎng)接住。
改裝過后的Mr.Steven要挑戰(zhàn)接住巨大整流罩 來自：SpaceX
把100千米以外超過10倍聲速砸下來一片大鍋完美接住的難度，就好比在迪拜塔上扔一顆乒乓球后在地面上用網(wǎng)球拍接住一樣，難度可想而知。
可惜的是，這次公開試驗(yàn)并沒有完全成功，最終Mr.Steven在海上追著整流罩跑，還是相差了幾百米，距離成功可謂一步之遙。但這已經(jīng)在技術(shù)可行性上取得重大進(jìn)展，在下個(gè)月的SpaceX發(fā)射任務(wù)中將繼續(xù)嘗試。同時(shí)，SpaceX的第二艘回收船正在改裝中，可以想象在未來兩片同時(shí)回收的壯舉也可以實(shí)現(xiàn)。
甚至這還不是伊隆馬斯克“吹牛”的終點(diǎn)，他早在幾年前就說過要在2019年左右也實(shí)現(xiàn)火箭第二級(jí)的回收。雖然不知道這個(gè)更加困難的“黑科技”到底能否實(shí)現(xiàn)，但誰知道SpaceX會(huì)不會(huì)再次驚嘆世人呢。
看點(diǎn)二：Starlink全球天網(wǎng)
看過2017年災(zāi)難電影《全球風(fēng)暴》的朋友們應(yīng)該還記得密集覆蓋地球的衛(wèi)星大網(wǎng)-荷蘭男孩，仿佛鐵幕一般。
如果把12000顆衛(wèi)星都畫出來，恐怕用歐空局曾經(jīng)用來宣傳太空垃圾嚴(yán)重性的圖片最為合適了，密集恐懼癥患者請(qǐng)撤退 來自：ESA
SpaceX在2015年也提出了自己的大網(wǎng)：計(jì)劃發(fā)射4425顆提供高速上網(wǎng)和通信服務(wù)的衛(wèi)星，在1200千米高的近地軌道覆蓋全球，為全球提供收費(fèi)服務(wù)。在2017年，這個(gè)方案被擴(kuò)展為了處在兩個(gè)低軌軌道、兩個(gè)通信頻段(K/V)的共計(jì)12000顆衛(wèi)星，提供的上網(wǎng)速度可達(dá)1GB/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地面上現(xiàn)行的4G、未來的5G無線網(wǎng)絡(luò)，甚至絕大部分的有線網(wǎng)絡(luò)。這種超級(jí)Wi-Fi，勢(shì)必將改寫整個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的格局。
同時(shí)為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的太空垃圾問題，以及減輕龐大衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)帶來的巨大壓力(人類在過去60年里總共才發(fā)射了6000顆左右衛(wèi)星)，這些衛(wèi)星都攜帶有軌控裝置并在壽命最后階段選擇離軌返回地球大氣中焚毀。
兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星將在Paz成功釋放后再入軌 來自：SpaceX
這次的一箭三星發(fā)射中，獵鷹九號(hào)也攜帶了這個(gè)龐大網(wǎng)絡(luò)的兩顆通信試驗(yàn)衛(wèi)星，Microsat-2a和Microsat-2b，每顆衛(wèi)星重達(dá)400千克，它們的昵稱以著名動(dòng)漫《丁丁歷險(xiǎn)記》命名為丁丁A星和B星。早在2016年，SpaceX就已經(jīng)研制了Mircosat-1雙星，但最終沒有發(fā)射。不過現(xiàn)在看來，它們對(duì)于申請(qǐng)極其寶貴的頻段和軌道資源而言是很有意義的，畢竟拿到美國聯(lián)邦通信委員會(huì)、國防部等的許可相當(dāng)困難重重。到了第二代試驗(yàn)衛(wèi)星申請(qǐng)時(shí)，就變得順其自然。
事實(shí)上，全球通信網(wǎng)絡(luò)早已是商業(yè)航天領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，一個(gè)重要原因就是利潤(rùn)。隨著信息時(shí)代的繼續(xù)“爆炸”，人類對(duì)通信能力的要求越來越高，這些公司也因此受益頗豐。以中國移動(dòng)為例，2017年的營業(yè)額接近1000億美元，利潤(rùn)豐厚。而按照對(duì)市場(chǎng)的估計(jì)，在未來20年內(nèi)，全世界將有20%甚至50%的的通信服務(wù)轉(zhuǎn)到天基，而且天基完全沒有地理上的限制，對(duì)于高山、海洋、極地等傳統(tǒng)通信極難覆蓋的區(qū)域無差別對(duì)待，這將是一個(gè)海量的市場(chǎng)。
現(xiàn)役世界第一通信衛(wèi)星Viasat-2，容量達(dá)到300 GBit/s 來自：Space Systems Loral
一方面，高水平的通信衛(wèi)星公司甚至國家隊(duì)在大力開發(fā)高通量通信衛(wèi)星，這些處在地球靜止軌道(36000千米高)的新型衛(wèi)星動(dòng)輒可以提供總通量高達(dá)100 GBit/s的通信服務(wù)，下一代已經(jīng)在沖擊1TBit/s。我國也在2017年發(fā)射了中國首顆高通量通信衛(wèi)星實(shí)踐十三/中星十六號(hào)，它的通信能力超過了以往中國所有通信衛(wèi)星總和，一個(gè)直觀的改變就是飛機(jī)上使用網(wǎng)絡(luò)不再是障礙。但高通量衛(wèi)星也有一定缺點(diǎn)：造價(jià)極高(數(shù)億美元)，軌道位置高信號(hào)傳遞時(shí)間就偏長(zhǎng)，這對(duì)于實(shí)時(shí)高速網(wǎng)絡(luò)而言還不算完美。
另一方面，商業(yè)航天公司則在近地軌道開始布局。由于飛的較低對(duì)地覆蓋面積較小，不得不大大增加衛(wèi)星數(shù)量，但這相比它的優(yōu)勢(shì)而言可以容忍：由于量產(chǎn)，單星的價(jià)格大大降低到數(shù)百萬美元甚至更低(SpaceX預(yù)計(jì)量產(chǎn)后單星成本在100-150萬美元);由于一箭多星技術(shù)的成熟、且小型火箭(甚至沒有能力抵達(dá)地球靜止軌道)的廣泛出現(xiàn)，衛(wèi)星發(fā)射成本大大降低;衛(wèi)星在達(dá)到壽命之后可快速補(bǔ)充替換;通信鏈路技術(shù)的成熟，意味著它們可以輕易通過K/V波段(地面數(shù)據(jù)鏈接)乃至激光通信實(shí)現(xiàn)星間數(shù)據(jù)快速傳輸，帶給用戶無縫快速上網(wǎng)體驗(yàn)。
Starlink的最大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Oneweb已經(jīng)拿到了接近20億美元融資 來自：Thinkstock
在這種情況下，諸多商業(yè)公司加入這片藍(lán)海，傳統(tǒng)的銥星計(jì)劃再度復(fù)蘇，在2017-2018迅速建設(shè)新一代77顆衛(wèi)星的龐大網(wǎng)絡(luò)。新秀中除了SpaceX之外，OneWeb、三星、谷歌、空客等都在醞釀中，我國的航天科技和科工兩大集團(tuán)也提出了相應(yīng)方案，還有諸多商業(yè)航天公司在這片藍(lán)海中馳騁。
SpaceX畢竟是一家商業(yè)航天公司，這就意味著盈利是最重要的目標(biāo)。但世界航天發(fā)射市場(chǎng)和載人航天市場(chǎng)并沒有想象中大，目前世界每年大約90次左右火箭發(fā)射，SpaceX即便拿到其中一半的訂單也僅僅是30-50億美元的營業(yè)額。龍貨運(yùn)和客運(yùn)飛船雖然研究完畢，但美國卻宣布逐步退出國際空間站并最終將其私有化(2024年前后)，這并不是一個(gè)好消息，因?yàn)镹ASA和軍方的訂單才是利潤(rùn)最豐厚的所在。
因此，SpaceX轉(zhuǎn)型建造龐大的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、自己又擁有世界上幾乎最低成本的發(fā)射費(fèi)用，未來Starlink毫無疑問將是這家公司最大的盈利點(diǎn)所在。
Hello World 來自： aestheticblasphemy.com
有意思的是，這兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星將在第一次對(duì)地試驗(yàn)時(shí)，發(fā)送那句曾經(jīng)見證人類信息爆炸時(shí)代的“Hello World！”。
人類的嶄新時(shí)代，已經(jīng)到來。
