從星鏈計劃看低軌道衛星商機（1）

王志強博士

談低軌道衛星商機前，必須先瞭解Elon Musk是如何起家，他的商業模式以及星鏈計畫（Starlink）版圖全貌為何。

Elon Musk起家

Musk從電子商務支付系統PayPal賺得創業第一桶金，再以eBay在2002年以15億美元買下PayPal的資金，設立SpaceX以及其他幾家新創公司，其中包括生產電動車的Tesla。

Tesla能夠成功打開電動汽車市場，供應高達75%零件（註一）的台灣廠商居功厥偉，例如馬達動力系統（富田電機、和大、中鋼）、車電系統（和碩、台積電、亞光、同欣電）等。

商業模式

Musk的太空事業版圖是，提供衞星發射服務開始，SpaceX的核心商業理念在於：實現「垂直整合」（Vertical Integration），提供一條龍服務，降低營運成本，並持續改良演變 。

SpaceX從開發「獵鷹九號」（Falcon 9）液態火箭引擎（註二）起步，逐步進入通信衛星產業星鏈計畫（註三）。 亞馬遜（Amazon）創辦人Jeff Bezos的Blue Origin所推出Kuiper衞星計畫（註四），與SpaceX的星鏈計畫（Starlink）的商業模式如出一轍。

星鏈計畫

在星鏈計畫（Starlink）進入衛星通信市場前，HughesNet 和Viasat是兩家比較著名的全球「寬帶衞星網路」（Broadband Satellite Network）營運商 – HughesNet有20多顆衛星，Viasat也有6顆衛星，上述兩家公司的衛星全都分布在「地球同步軌道」（Geosynchronous Orbit；GEO）。

一般GEO通信衞星都放置在飛行高度達36,000公里的GEO軌道上，好處是涵蓋面積廣，壞處則是信號傳輸距離遠，會造成顯著的「信號延遲」（latency）；平均延遲時間約為100至300「毫秒」（ms）。

一般來說，視訊串流（video streaming）與電子遊戲是無法接受100~300「毫秒」（ms）的信號延遲。造成通信信號延遲的原因不只一種，本文所提到的延遲主要是因為距離所造成的「信號傳播」（propagation）延遲。

一般而言，手機的cellular信號延遲小於5毫秒，而衞星通訊信號延遲往往超過100毫秒，主要是因為地球同步衛星離地面太遠、而且頻寬較小。並不是世界上每個角落都設有基地台，所以在偏遠地區，以及一些第三世界國家沒有「網格網路」（cellular）的基礎建設，最便捷的通訊設備還是得靠衞星通訊。

低軌道衛星通信

Musk看準了這個商機，計劃逐步在「地球低軌道」（Low Earth Orbit；LEO）發射4.2萬顆小衞星，佈建出一個低軌道通信衛星網（參見上圖）。低軌道通信衛星網共分為三層：底層在340公里、中層為550公里、上層在1,110公里左右，目的就是要將信號延遲數字降低到25毫秒以下。

在Starlink加入衛星通信戰局前，全球發射的軌道衞星總數累計為12,480顆，目前大約只有4,900顆還在運作。Starlink目前已經發射超過3,000顆衛星到低軌道，Starlink能夠快速佈置低軌道衛星，就是靠SpaceX的火箭發射能力 。

「獵鷹九號」（Falcon 9）火箭一次能運載60顆250公斤的小衞星到低軌道；Falcon Heavy甚至可以一次運送245顆衛星；而SpaceX的衞星製造工廠每個月可生產約120顆衛星。

Starlink Internet目前的服務地區，侷限於美國高緯度地區及加拿大、英國、丹麥、比利時、法國、德國、荷蘭、澳洲及紐西蘭等地，估計到2023年底才能完整覆蓋全球各國。

在俄烏戰爭中，Musk對烏克蘭無償提供Starlink衛星通信服務，不得不承認他不僅是經營長才、科技天才，更是位市場行銷高手。

星鏈計畫難道只是瞄準沒有「網格網路」（cellular）基礎建設的偏遠地區與第三世界國家？當然不是，所以台灣廠商需要洞悉星鏈計畫的商業版圖全貌。

下一篇會繼續為讀者介紹SapceX火箭發射器、Starlink衛星本體、用戶端天線與相控陣列天線的演變及所衍生的商機。

附註一：電動車產業卡位戰 特斯拉75%零件MIT （Yahoo 新聞） 

附註二：漫談太空旅行（四）

附註三：馬斯克的「星鏈計畫」（Starlink）

附註四：不讓馬斯克專美於前！亞馬遜旗下Kuiper計劃明年發射首批低軌衛星，劍指SpaceX「星鏈計畫」

作者

王志強博士曾任美國麥道太空系統公司（MDSSC）空氣動力學專家，1992年加入台翔航太（TAC）協助民航機產業發展；曾歷任安達信 企業戰略經理，中國和光集團戰略長、鴻海董事長特別助理、友達營銷高階主管、林肯電氣合資公司廣泰執行副總、美世顧問台灣區總經理、上海佳格營運長等。

SpaceX公布Starlink衛星圖片（二）