2022-07-15
科技巨頭進攻低軌衛星界！波音、Sony加入戰團圍攻SpaceX，劍指9千億美元商機！
俄烏戰爭期間，烏克蘭通訊設施遭受破壞，全球首富伊隆·馬斯克（Elon Musk）旗下的航太公司SpaceX，啟動星鏈（Starlink）衛星通訊服務援助烏克蘭，突顯了低軌衛星通訊的重要性，預估2040年全球衛星產業市值上看9,000億美元以上，吸引愈來愈多科技巨頭紛紛搶進此領域。除SpaceX星鏈外，市場上還有Oneweb、Telesat、Amazon Kuiper三強對峙，加上新加入戰團的波音（Boeing）與索尼（Sony），令低軌衛星市場全面進入戰國時代！
衛星產業市值逾9千億美元
過去20年，全球衛星發射數量平均每年約為200顆以下，惟最近這幾年發射數量卻大幅攀升：2019年發射了490顆低軌衛星（LEO），及至2020年發射量已突破1,000顆。市場預計，2021年至2030年每年發射量將會在1,700顆以上，當中以低軌衛星為主，2021年低軌衛星發射量足足是同步軌道衛星（GEO）的61.6倍。
低軌衛星因為距離地面比較更近（160至2,000公里），故此以往主要用於地表觀測。隨著SpaceX等業者近年積極在低軌道部署通訊衛星，及至2021年通訊應用（如衛星寬頻、IoT物聯網連接）已佔低軌衛星的8成以上。至於同步軌道與中軌道衛星（MEO），則應用於衛星電視廣播、交通導航、衛星電話或窄頻連線。
美國衛星產業協會（Satallite Industry Association）的數據顯示，2020年全球太空經濟規模已達3,713億美元（約2.9兆港元），其中衛星產業（衛星發射、製造、服務和地面設備）佔74%。當世界各國相繼增加太空研發投資，加上低軌衛星逐步邁向商業化，預計到2040年太空經濟產值可望成長至1兆美元（約7.8兆港元），衛星產業將佔88%，達到9,252億美元（約7.2兆港元）。
Starlink領跑低軌衛星市場
目前低軌衛星市場上有4大巨頭鬥得如火如荼，分別為美國SpaceX星鏈計劃、英國與印度合作的Oneweb、獲加拿大政府支持的Telesat、以及美國亞馬遜（Amazon）古柏計劃（Project Kuiper）。
2018年，SpaceX成功發射一枚獵鷹9號運載火箭，把兩顆小型實驗通訊衛星投放至低軌道，星鏈計劃正式啟動。截至2022年7月，SpaceX已發射逾2,800顆衛星，其中在軌運作的低軌衛星有2,405顆，最終目標是在2027年達到42,000顆的衛星星系（Satellite Constellation）規模。
自2018起，SpaceX便不斷發射火箭，把星鏈衛星送進低軌道空間，現有逾2,400顆衛星在軌運作。（圖片來源：維基百科）
Starlink現已在全球32個國家開通衛星寬頻服務，2022年5月訂戶數攀升至40萬人，較3月大幅成長60%。同年6月，SpaceX獲美國聯邦通信委員會（FCC）批准，可以提供低軌衛星寬頻服務給移動中物體，包括：飛機、汽車、以及船隻等；換言之，無論是航機上的乘客、開車橫越美國的駕駛者、甚至從歐洲前往美國港口的貨輪船員，未來均可透過星鏈高速上網。
由此可見，Starlink在低軌衛星市場上已是遙遙領先。因此，即使SpaceX仍未上市，公司市值已高達1,250億美元（約9,750億港元），超越美國金融科技初創Stripe，成為全美市值最高的初創公司，更超越波音成為全球身價第4高的航太企業。
俄烏戰爭爆發後，烏克蘭在Twitter發文請求馬斯克提供Starlink衛星網絡作為通訊支援。馬斯克隨即在兩週後將首批星鏈設備送到烏克蘭。圖中為基輔市長維塔利·克里契科與弟弟弗拉迪米爾·克里契科，帶著星鏈裝置轉運往基輔。（圖片來源：維基百科）
SpaceX由2022年7月起推出「Starlink Maritime」海上衛星通訊方案，讓船舶用戶可享用100至350Mbps的寬頻上網服務。（圖片來源：Starlink官網）
OneWeb業務發展波折重重
在Starlink的後方，有一名奮力追趕上來的追兵──英國衛星公司OneWeb。2020年，該公司因資金鏈斷裂而陷入破產邊緣，幸好獲英國政府與印度電訊商Bharti Global出手相救，注資10億美元（約78億港元），得以浴火重生。
OneWeb在軌營運的低軌衛星為428顆，預計2022年底前完成首階段648顆衛星的發射部署，長遠目標為構建由6,372顆衛星組成的星系。該公司一路走來波折重重，繼破產危機後，又遭遇到俄國國企違約事故，要達成以上目標變得殊不容易。
OneWeb為全球大二大低軌衛星業者，現階段已發射428顆低軌衛星。（圖片來源：OneWeb官網）
本來，OneWeb跟俄國國企俄羅斯航太（Roscosmos）簽訂了衛星發射合約，藉由聯盟號火箭每次把34至36顆衛星送入低軌道；只要2022年內再執行6次發射任務，便可完成首階段部署，有望2022年8月提供覆蓋全球的衛星寬頻服務。
可是，2022年2月俄侵戰爭爆發，歐美各國對俄羅斯實施制裁，俄國為求反制西方國家，命令聯盟號火箭退出市場，拒絕為歐美企業發射衛星，令OneWeb衛星發射計劃被迫停擺。於是OneWeb不得不放低身段，求助於競爭對手SpaceX。2022年3月，該公司宣布其低軌衛星將搭乘SpaceX獵鷹9號火箭升空，以繼續完成衛星寬頻網絡部署。
OneWeb衛星發射在2022年3月因俄烏戰爭而中斷，現時該公司已轉向SpaceX和New Space India委託火箭發射服務，預計其衛星部署將於2022年第四季重新上路。（圖片來源：OneWeb官網）
Telesat縮減衛星星系規模
完全依賴對手當然不是上策，故此OneWeb稍後便要找來另一幫手。2022年4月，該公司宣布已跟印度政府簽訂合作協議，2022年下半年會委託印度國營企業 New Space India 進行衛星發射。預計印度將是OneWeb未來的重要發射據點，助其追上Starlink。
除SpaceX與OneWeb兩大初創外，來自加拿大的老牌衛星通訊公司Telesat也會進軍低軌衛星領域。其現存業務涵蓋航空通訊、海事通訊、以及固定通訊，並會為銀行、礦山等特定行業提供客製化的衛星通訊方案。因此，Telesat低軌衛星服務的市場定位跟Oneweb相若，都是瞄準企業與政府應用市場。
Telesat獲加拿大政府承諾投資12億美元（約93.6億港元），建置由298顆衛星組成的低軌衛星星系。新冠疫情期間，全球供應鏈處於混亂狀態，導致Telesat低軌衛星的關鍵零件供應受阻。有鑑於此，該公司決定修改計劃，將星系規模從原先298顆縮減至188顆，惟2024年提供商用通訊服務的目標則保持不變。
Telesat的低軌衛星「Lightspeed」計畫預計成本高達50億美元（約390億港元），現已成功籌集33億美元（約257億港元）的資金。（圖片來源：Telesat官網）
亞馬遜Kuiper計劃發展墮後
低軌衛星4大玩家中，亞馬遜Kuiper計劃發展最晚，惟展現的企圖心卻不小。該公司已向FCC提出申請，要求把衛星部署規模從3,236顆擴增至7,774顆。但有趣的是，Amazon迄今仍未發射過一顆衛星。
根據亞馬遜的規劃，2022年第四季前將會發射2顆Kuiper試驗衛星，2023年則會發射9批低軌衛星；現已有約1,000名Amazon員工被調職到Kuiper計劃，預計最快在2025年至2026年開始提供衛星寬頻服務。
2022年4月，亞馬遜宣布，跟阿利安太空（Arianespace）、藍色起源（Blue Origin）、以及聯合發射同盟（United Launch Alliance，ULA）簽訂衛星發射合約，預計未來5年最多會有83次發射機會。似乎Amazon終於意識到自己在衛星部署上要急起直追了。
Amazon已跟Arianespace、ULA、以及Blue Origin簽訂合約，將由3間公司執行多達83次的發射任務，把Kuiper衛星載送升空。（圖片來源：Amazon官網）
2022年6月，亞馬遜Kuiper計劃與美國電訊商Verizon宣布建立合作關係，未來將會展開低軌衛星連網服務測試。Verizon希望，2022年至2023年可以透過Kuiper低軌衛星，向企業客戶提供5G專用網絡與物聯網連接。看來Amazon已為未來衛星寬頻應用作好部署。
波音、Sony、韓華急起直追
低軌衛星不僅在寛頻通訊上展現極大價值，在國防航太上也扮演著非常重要的角色，因此近年不少軍工企業也爭相跨足此市場。美國老牌航太與國防企業Boeing曾於2017年曾向FCC提交一項名為「V頻段星座」的低軌衛星部署申請，但卻一直未能獲批。及至2021年11月，FCC終於批准波音可以發射147顆低軌道衛星，遠低於原先提議的2,956顆。後來，波音提出擴大部署申請，希望將星系規模擴增至5,789顆。
波音早於2018年已併購小型衛星公司Millennium Space Systems，以提高其低軌衛星研發能力。該公司苦等至2021年11月始獲FCC批准發射147顆低軌衛星。（圖片來源：波音官網）
韓國韓華集團（Hanwha）旗下的國防企業韓華系統在2021年3月宣布，2023年前將投入5,000億韓圜（約30億港元），研發低軌衛星和衛星控制系統，並計劃在2030年前發射2,000顆低軌衛星，提供都會區、貨運無人機、民航客機所需的網絡訊號連結。同年8月，韓華系統向OneWeb投資3億美元（約23.4億港元），通過入股方式取得OneWeb衛星通訊與發射服務的經驗和技術。
韓華系統在2020年6月收購了英國衛星通訊天線公司Phasor Solutions，以增強其低軌衛星開發實力。（圖片來源：韓華系統官網）
就算是消費電子品巨擘Sony也無法抵擋低軌衛星的魅力，在2022年6月宣布成立新的子公司Sony Space，開拓衛星業務。該子公司以美國加州為總部，計劃利用雷射光作通訊媒介，將在軌運作的12,000枚衛星連結起來，組成可互換訊號的通訊網絡。此外，該公司亦會聯同日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）與東京大學，在2022年秋季合作發射小型衛星。
有鑑於電波通訊容量已接近極限，Sony Space主力研發光通訊技術，作為低軌衛星的通訊媒介。（圖片來源：Sony官網）
低軌衛星產生大量太空垃圾
為甚麼各家公司爭相提交衛星發射申請、甚至乎要求擴大部署規模呢？究其原委，建立低軌衛星網絡的困難之處，不在於製造或發射衛星，而在於佔據足夠的軌道位置；低軌道的空間有限，各家業者深知如不搶先卡位，就難以霸佔最有利位置。
然而，美國太空總署（NASA）卻擔心，當成千上萬的衛星湧入低軌道，可能會構成潛在的碰撞風險。2021年4月，OneWeb曾致函FCC，投訴Starlink衛星險些與自家衛星相撞。因此，現時低軌衛星均需配備自動碰撞規避系統。
更教人擔憂的是，日後壞掉的老舊衛星如來不及自行銷毀，或許會在低軌道上殘留大量太空垃圾。為防患於未然，世界各國現正積極研究如何有效回收太空垃圾的技術。譬如美國與英國資助企業開發太空垃圾追蹤科技；歐盟透過視覺導航系統，測試捕捉太空碎片的可能性；日本則考慮以磁鐵回收太空廢棄物的解決方案。由是觀之，當低軌衛星滿布星空後，可能會衍生出太空垃圾回收的新型產業！
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