马斯克星链与芯事：30亿美元炸出卫星互联网革命，GPU算力创无限可能

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据最新消息，马斯克“千人上火星计划”又一次未能如愿。据不完全统计，他在星舰项目上投入至少30亿美元，总投入超过200亿人民币。然而，尽管投入巨大，星舰研发道路仍然充满坎坷。早在今年4月，运力超过150吨的“史上最强运力”火箭在发射后几分钟内就在夜空中崩裂解体。自4月首飞以来，SpaceX对星舰进行1000多次改进。在11月18日21点，星舰33台推进器完成检测，进入预发射状态。发射3分钟后，飞船与推进器成功分离，9分钟后按照预定程序关闭引擎。然而，就在SpaceX团队为这一重要里程碑庆祝时，二级火箭发生故障，导致飞船失去联系。虽然路透社将此次任务定义为“一次失败的发射”，但SpaceX团队和马斯克并未因此放弃。

SpaceX官方表示将继续通过测试提高星舰的可靠性。在这期间，33台猛禽发动机全部成功点火并通过级间热分离。对于马斯克来说，本次项目发射的重点是测试系统和收集数据。他在上个月就表示，“（对于第二次发射）不要把发射台炸了就好。”这位世界首富之所以对商业火箭如此宽容，是因为他的目标远大：将1000人送上火星！盈利或许只是星舰项目的附带产出。

早在16年前，马斯克就预测人类将在2025年前抵达火星。为实现他的愿景，SpaceX团队致力于创新技术，而本次星舰发射是商业公司尝试飞出地球的重大举措。为实现个人航天的目标，马斯克团队研发出垂直起降可回收系统，按照预定设想，星舰飞船将从得克萨斯州发射，并在升空约1.5小时后降落在夏威夷，若需再次执行任务，只需往发动机再次灌满液态甲烷和液态氧。

在璀璨的星辰大海中，卫星互联网正引领着人类探索宇宙、拓宽认知边界的新征程。在这无限可能的征程中，需要对卫星互联网专业知识进行深入探究，借助AI算力，静待应用在未来的星辰大海中开花结果。那么，如何打造互联卫星网平台呢？

卫星互联网：星辰大海，征程无限

卫星互联网利用卫星通信技术，将地面基站搬到太空中的卫星平台，每颗卫星都成为天上移动基站，为全球用户提供高带宽、灵活便捷的互联网接入服务。即使在没有地面通信基站的情况下，利用卫星信号也能支撑电力巡检、应急保障等任务。

卫星互联网作为地面通信重要补充，具有低延时、低成本、广覆盖和宽带化等优势。

一、低延时

由于低轨卫星距离地表较近，时延相对较低，相比传统高轨卫星可以更好地满足实时通信需求。

二、低成本

卫星互联网组网成本较低，比地面5G基础设施及海洋光纤光缆建设更经济高效。随着技术的不断进步，未来卫星制造及发射成本还有望持续下降。

三、广覆盖

卫星互联网可以覆盖到地面网络难以覆盖的偏远地区、海上和空中用户，实现全球无缝覆盖，满足不同用户对互联网服务需求。

四、宽带化

随着高通量技术不断成熟，单星容量得到提升，单位带宽成本降低，可以满足高信息速率业务需求，为下游应用打开新发展空间。

卫星互联网专业知识解答

一、高轨卫星通信系统已经商用，为什么要建设低轨系统？

已商用高轨卫星通信系统服务大众市场，但受限于其通信容量和服务质量，难以满足对时延、带宽要求较高的大众应用场景。因此，需要建设低轨卫星通信系统来弥补高轨系统的不足。华为发布支持卫星通话的Mate 60 Pro手机是高轨卫星通信系统开始面向大众市场提供商用服务的标志。相比高轨系统，低轨卫星通信系统具有更高的系统容量和更低通信时延，能够更好地满足手机通话等大众应用场景需求。

低轨卫星通信系统具有短时延和大容量等优点，比高轨系统更具商业化价值。低轨卫星通信系统空间段由大量低轨道卫星组成，能提供更快的通信速度和更大的系统容量，可同时为大量用户提供宽带网络接入服务。

典型高低轨卫星通信系统效率对比

二、为什么频轨资源是卫星互联网争夺的焦点？

LEO轨道资源相对丰富，但高价值轨位仍是稀缺资源。为避免频率干扰和卫星碰撞风险，卫星之间需保持安全距离，导致同一高度轨道存在容量上限。研究显示，200年内，高度200~900km的LEO轨道空间可容纳180万颗活动卫星。另据中科院软件所研究，当同层与跨层星间最小安全距离均为50km时，高度300~2000km轨道空间内可容纳17.5万颗卫星。尽管LEO轨道卫星容量较大，但300~600km左右轨道高度在卫星寿命、通信时延、频率干扰等方面具有一定优势，是卫星互联网星座运营方重点争夺的位置。

传统卫星频段日益拥挤，Ka频段成为低轨卫星通信核心通道。卫星频段由ITU划分并分配给各国，1.5GHz和2GHz的L、S频段有“黄金频段”之称，但因稀缺性及大量频率资源已被占用，国内申报和海外协调难度大，目前卫星通信业务几乎无法使用L/S频段实现全球覆盖。NGSO宽带互联网星座大都选择Ku、Ka频段，但Ku、Ka频段在轨GEO卫星网络资料数量大，同一区域多个NGSO频谱排他性严重，如OneWeb声称拥有Ku频段独家频谱拥有权，Ku/Ka频段的频率协调难度越来越大。

不同频段资源的主要应用领域

三、怎么理解申报的星座规模和实际发射数量间的关系？

国际上卫星频轨资源获取采用“先到先得”原则，申报方需要向ITU提交申请，并在公示后一定时间内拥有该频轨资源的独家使用权。SpaceX于2015年提出“Starlink计划”，并于2016年向ITU申请1.2万颗卫星的发射计划，随后于2019年将星座规模扩大至4.2万颗。此后，卫星频轨资源的竞争日益激烈，全球主要国家均采取批量申报的方式以锁定优势轨位及频率资源。包括波音、空客、亚马逊、Google、Facebook等企业在内的众多企业均已在ITU申报大量的卫星频轨资源。

海外小卫星星座建设计划

四、如何降低卫星互联网的星座部署成本？

卫星工程大系统包括卫星系统、运载火箭系统、发射场系统、测控系统和地面应用系统，其中卫星系统和运载火箭系统是成本占比最高的两大系统。据SpaceX数据，猎鹰9号运载火箭发射成本主要由火箭成本、发射成本、保险成本和测控成本组成，其中火箭成本占比达70%。据美国卫星工业协会数据，2022年全球卫星制造业收入约158亿美元，发射服务业收入约70亿美元，卫星行业市场规模约为发射服务环节的2.25倍。目前国内卫星制造成本和火箭发射成本与海外存在明显差距，未来具有较大优化空间。