SpaceX又双叒叕挑战的黑科技是什么？不只是全球天网 - 比思論壇

　　美国太平洋/西海岸时区2018年2月22日早上06：17分，SpaceX公司的一枚二手猎鹰九号火箭从范德堡空军基地的SLC-4E发射平台起飞，成功将西班牙的Paz（和平）卫星精准送入沿着晨昏线的太阳同步轨道。

　　由于已经到了安全使用上限，这枚二手火箭并没有进行一级回收，Paz也可以从轨道特点上看出是一颗典型的对地遥感卫星。但这次发射看点并不是它们，真正核心的是SpaceX首次公开测试的整流罩回收和未来星链（Starlink）全球布网计划的首批两颗试验卫星。

　　SpaceX回收火箭一级已经不再是个新闻。一枚崭新的猎鹰九号火箭仅6000万美元，比美国联合发射同盟（ULA）的同类火箭（德尔塔/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。而于此同时，SpaceX一直在尝试进一步降低成本的火箭整流罩回收技术。整流罩虽然看起来只是薄薄的一片，但它处在整个火箭的最上部，为提高火箭发射效率要求它必须质量轻、强度高、电磁波通透性强，价格因此很高。

　　SpaceX两片整流罩价格大约是500-600万美元，占到了崭新猎鹰9号火箭价格的10%左右。而回收它的难度极高，因为它们大概是在地球冯卡门线以外的距地表110千米高度被抛下。由于没有任何动力，SpaceX曾经尝试过让它依靠自身形状滑行和最终降落伞减速，但一旦落到海洋时还是会被破坏，无法复用。

　　而这次，SpaceX的新一代整流罩投入使用，体积更大、带有推进装置、GPS接收机等导航设备、姿态控制装置、滑翔/降落伞、重量却更低（仅1吨左右）。准备了好几年的Mr。 Steven回收船也经过再次改装，在大大的钩爪上面布置了一张大网。

　　把100千米以外超过10倍声速砸下来一片大锅完美接住的难度，就好比在迪拜塔上扔一颗乒乓球后在地面上用网球拍接住一样，难度可想而知。

　　可惜的是，这次公开试验并没有完全成功，最终Mr.Steven在海上追着整流罩跑，还是相差了几百米，距离成功可谓一步之遥。但这已经在技术可行性上取得重大进展，在下个月的SpaceX发射任务中将继续尝试。同时，SpaceX的第二艘回收船正在改装中，可以想象在未来两片同时回收的壮举也可以实现。

　　甚至这还不是伊隆马斯克“吹牛”的终点，他早在几年前就说过要在2019年左右也实现火箭第二级的回收。虽然不知道这个更加困难的“黑科技”到底能否实现，但谁知道SpaceX会不会再次惊叹世人呢。

　　看过2017年灾难电影《全球风暴》的朋友们应该还记得密集覆盖地球的卫星大网-荷兰男孩，仿佛铁幕一般。

　　如果把12000颗卫星都画出来，恐怕用欧空局曾经用来宣传太空垃圾严重性的图片最为合适了，密集恐惧症患者请撤退来自：ESA

　　SpaceX在2015年也提出了自己的大网：计划发射4425颗提供高速上网和通信服务的卫星，在1200千米高的近地轨道覆盖全球，为全球提供收费服务。在2017年，这个方案被扩展为了处在两个低轨轨道、两个通信频段（K/V）的共计12000颗卫星，提供的上网速度可达1GB/s，远远超过地面上现行的4G、未来的5G无线网络，甚至绝大部分的有线网络。这种超级Wi-Fi，势必将改写整个网络时代的格局。

　　同时为了应对日益严峻的太空垃圾问题，以及减轻庞大卫星网络带来的巨大压力（人类在过去60年里总共才发射了6000颗左右卫星），这些卫星都携带有轨控装置并在寿命最后阶段选择离轨返回地球大气中焚毁。

　　这次的一箭三星发射中，猎鹰九号也携带了这个庞大网络的两颗通信试验卫星，Microsat-2a和Microsat-2b，每颗卫星重达400千克，它们的昵称以著名动漫《丁丁历险记》命名为丁丁A星和B星。早在2016年，SpaceX就已经研制了Mircosat-1双星，但最终没有发射。不过现在看来，它们对于申请极其宝贵的频段和轨道资源而言是很有意义的，毕竟拿到美国联邦通信委员会、国防部等的许可相当困难重重。到了第二代试验卫星申请时，就变得顺其自然。

　　事实上，全球通信网络早已是商业航天领域的竞争焦点，一个重要原因就是利润。随着信息时代的继续“爆炸”，人类对通信能力的要求越来越高，这些公司也因此受益颇丰。以中国移动为例，2017年的营业额接近1000亿美元，利润丰厚。而按照对市场的估计，在未来20年内，全世界将有20%甚至50%的的通信服务转到天基，而且天基完全没有地理上的限制，对于高山、海洋、极地等传统通信极难覆盖的区域无差别对待，这将是一个海量的市场。

　　一方面，高水平的通信卫星公司甚至国家队在大力开发高通量通信卫星，这些处在地球静止轨道（36000千米高）的新型卫星动辄可以提供总通量高达100 GBit/s的通信服务，下一代已经在冲击1TBit/s。我国也在2017年发射了中国首颗高通量通信卫星实践十三/中星十六号，它的通信能力超过了以往中国所有通信卫星总和，一个直观的改变就是飞机上使用网络不再是障碍。但高通量卫星也有一定缺点：造价极高（数亿美元），轨道位置高信号传递时间就偏长，这对于实时高速网络而言还不算完美。

　　另一方面，商业航天公司则在近地轨道开始布局。由于飞的较低对地覆盖面积较小，不得不大大增加卫星数量，但这相比它的优势而言可以容忍：由于量产，单星的价格大大降低到数百万美元甚至更低（SpaceX预计量产后单星成本在100-150万美元）；由于一箭多星技术的成熟、且小型火箭（甚至没有能力抵达地球静止轨道）的广泛出现，卫星发射成本大大降低；卫星在达到寿命之后可快速补充替换；通信链路技术的成熟，意味着它们可以轻易通过K/V波段（地面数据链接）乃至激光通信实现星间数据快速传输，带给用户无缝快速上网体验。

　　在这种情况下，诸多商业公司加入这片蓝海，传统的铱星计划再度复苏，在2017-2018迅速建设新一代77颗卫星的庞大网络。新秀中除了SpaceX之外，OneWeb、三星、谷歌、空客等都在酝酿中，我国的航天科技和科工两大集团也提出了相应方案，还有诸多商业航天公司在这片蓝海中驰骋。

　　SpaceX毕竟是一家商业航天公司，这就意味着盈利是最重要的目标。但世界航天发射市场和载人航天市场并没有想象中大，目前世界每年大约90次左右火箭发射，SpaceX即便拿到其中一半的订单也仅仅是30-50亿美元的营业额。龙货运和客运飞船虽然研究完毕，但美国却宣布逐步退出国际空间站并最终将其私有化（2024年前后），这并不是一个好消息，因为NASA和军方的订单才是利润最丰厚的所在。

　　因此，SpaceX转型建造庞大的卫星通信网络、自己又拥有世界上几乎最低成本的发射费用，未来Starlink毫无疑问将是这家公司最大的盈利点所在。

有意思的是，这两颗试验卫星将在第一次对地试验时，发送那句曾经见证人类信息爆炸时代的“Hello World！”。