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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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