生態系統、機遇與挑戰
低軌道(LEO, Low Earth Orbit)衛星能夠建立獨立運行的星鏈,或與地面基站整合,以提供持續的全球覆蓋,確保使用者無論身處地球上的任何地方都能保持連線。
在未來五年內,預計將有 70,000 顆新衛星發射升空,而目前在軌的衛星僅約 7,000 顆。
1. 市場潛力與增長機會
雖然目前評估仍屬早期階段,但未來十年內,該市場的總可服務市場(TAM)有望擴大近 10 倍,從 2024 年的 150 億美元 成長至更大規模。其中,交通與通信產業將是最大的應用領域。
此外,若低軌道衛星與電信業者(Telcos)進一步整合,可能會進一步擴展 TAM,並加速技術採用與商業化。
2. 關鍵變數與挑戰
LEO 衛星的發展仍面臨多項挑戰,包括:
延遲(Latency)
成本(Cost)
頻寬(Bandwidth)
太空垃圾(Space Debris)
在這些問題中,「太空垃圾問題」最有可能最先解決,而「延遲問題」則是最大的挑戰。由於 LEO 衛星距離地球較近(通常在 500-2,000 公里軌道高度),其延遲比 GEO 衛星低,但仍然高於地面通信,這使得其應用場景受限。
3. 產業生態系統
該產業正在快速發展,包括衛星載體(Payload) 與 衛星平台(Satellite Platform) 兩大核心領域。目前已識別出18 家全球公司,這些公司構成了 LEO 衛星供應鏈的重要組成部分。
4. 全球發展動態
未來五年內,中國衛星 計畫發射的數量最多,在預計的 70,000 顆新衛星中,中國佔 53,000 顆。這一增長將為供應鏈帶來可觀的營收增長,並可能改變全球衛星通信市場的格局。
2035 年市場規模展望:基準情境為 1,080 億美元
如果低軌道衛星要挑戰傳統電信公司,需要具備哪些條件?
低軌道衛星通信避免了傳統地面基礎設施所面臨的一些困難,例如複雜的地形或國界限制。理論上,一顆低軌道衛星只需90分鐘即可繞地球一圈,或每天繞地球16次;然而,由於其低軌道高度,視野較窄,這意味著需要1000多顆低軌道衛星才能實現全球覆蓋。此外,若要讓大量人口同時使用低軌道衛星通信,則需要更多的低軌道衛星,以確保每位用戶擁有足夠的速度和頻寬。
以Starlink為例,該公司目前擁有6500多顆低軌道衛星;然而,其提供的個人或商業通信服務,無論是價格、速度還是數據量,都比傳統的地面通信服務(有線和無線寬帶以及蜂窩服務)更昂貴且性能較低。理論上,若一顆低軌道衛星提供960Gbps的頻寬(例如下一代Starlink V3),要讓全球50%的人口同時以合理的速度和數據傳輸量(例如100Mbps)使用低軌道衛星通信,則需要約461,000顆低軌道衛星組成星鏈。儘管理論上天空只能容納10萬顆低軌道衛星,但通過增加每顆衛星的頻寬,可以減少所需的衛星數量。例如,Starlink已將其頻寬提升了十倍,從V2 mini(2023年發射,實際可達80Gbps)的96Gbps提升到V3的960Gbps(發射時間待定)。
低軌道衛星通信進入主流市場面臨以下關鍵挑戰。如果這些挑戰能夠得到解決,衛星技術有望挑戰傳統電信公司的地位:
發射成本:需要大量低軌道衛星組成星鏈以確保通信服務質量;然而,低軌道衛星的發射成本高達每公斤12,000美元。以部署成本為例,SpaceX的V2 mini衛星每顆成本超過300萬美元,而一個5G基站僅需43,000美元。
每顆低軌道衛星的頻寬:低軌道衛星在天空中的數量有限,如果每顆衛星的頻寬仍然較低,則難以為大多數人口提供與傳統地面基礎設施競爭的數據傳輸速度和數據量。
延遲:儘管低軌道衛星相比地球同步軌道(GEO)衛星具有更低的延遲,因為它們更接近地球,但數據傳輸路徑仍然比傳統地面基礎設施長,導致延遲較不具競爭力。
太空垃圾管理:低軌道衛星的壽命約為5年,因此必須有良好的太空垃圾管理,以減少脫軌衛星,並實施冗餘措施,以在衛星故障或維護期間保持服務。
對電信運營商的影響:低軌道衛星有潛力成為主流技術,對傳統電信公司產生正面和負面影響。在早期階段,低軌道衛星將補充偏遠地區的寬帶服務,與傳統寬帶在農村市場競爭。長期來看,衛星技術可能會整合到移動網路中,通過衛星和電信運營商的合作實現無縫連接。Starlink的B2B模式,與電信公司合作,將衛星服務作為4G/5G的附加服務,可以加速客戶接入和變現。這種合作可以為電信公司帶來額外的收入來源,長期來看具有正面影響。
低軌道衛星廣泛使用的途徑
儘管低軌道衛星通信進入主流市場面臨多重挑戰,以下關鍵技術改進將為大規模部署鋪平道路:
降低發射成本:將一顆低軌道衛星送入軌道的成本每公斤可高達12,000美元。然而,自2018年以來,SpaceX的獵鷹火箭通過以下方式將發射成本降低至2,000至4,000美元:(1)重複使用第一級火箭,(2)使用鋼材代替碳纖維和鋁合金,(3)更緊湊的設計以增加有效載荷。可重複使用火箭的成本可能進一步下降:(1)重複使用整個火箭(目前僅重複使用第一級),(2)增加火箭尺寸(SpaceX的下一代星際飛船可支持100至150噸的有效載荷,是獵鷹重型火箭的1.5至2倍,獵鷹9號的4至8倍)。目前,SpaceX的火箭一次可攜帶多達143顆低軌道衛星並將其全部送入軌道。理論上,當每枚火箭的有效載荷增加到150噸時,單位發射成本可能降至每公斤100至200美元。
增加頻寬並降低延遲:低軌道衛星的規格不斷升級,每顆衛星的頻寬增加,減少了組成網路所需的衛星數量,從而降低了發射成本。例如,Starlink已將其頻寬提升了十倍,從2023年發射的V2 mini的96Gbps提升到V3的960Gbps(發射時間待定)。為降低延遲,運營商可以增加地面站的密度,或使用便攜式用戶終端來增強數據傳輸。擁有用戶友好、價格合理且適用於多種場景的用戶終端,也可以推動消費者對低軌道衛星通信服務的認知和興趣。以Starlink為例,2024年推出的Mini用戶終端提供了一個緊湊且便攜的套件,增強了使用低軌道衛星通信服務時的移動性。
生態系統:將星鏈整合到現有網路中,也可以加速低軌道衛星覆蓋大多數人口的進程。這一生態系統需要電信公司、科技巨頭和政府之間的跨行業合作。例如,2024年,Starlink開始發射具有直接到手機功能的改進衛星,這些衛星將支持與智能手機的直接連接。Starlink在其網站上展示了三階段直接到手機計劃,2024年已實現手機短信功能,2025年實現手機數據和物聯網功能,未來實現語音通話。T-Mobile在2025年2月宣布,從7月開始,其Go5G Next計劃的用戶將免費獲得直接到手機的Starlink服務,其他用戶則需每月支付15美元。
衛星通信的新應用
低軌道衛星通信在天空中部署網路,而不是像傳統網路那樣在地面上部署,避免了因地形或國界帶來的部署困難。低軌道衛星可以作為海底電纜的補充,用於高速跨國網路。它們提供全球互聯網接入覆蓋,使用戶能夠在傳統基礎設施缺乏的地區保持連接,例如在飛行中、航空、海事或應急響應中,當地面基礎設施因災難中斷或在任何缺乏基礎設施的地方。
除了在偏遠地區或緊急情況下的通信外,這種全球覆蓋網路還可以賦能需要高頻寬進行流媒體或大數據傳輸且要求低延遲的新興技術;例如:Robotaxi、視頻會議/實時視頻流/混合現實應用、先進的遠程醫療、智慧城市、機器對機器(M2M)通信等。
除了地球上的通信,低軌道衛星通信也是太空探索的一大步,為更廣泛的太空基礎設施鋪平了道路,並可能支持星際通信和旅行。
頻寬:低軌道衛星寬帶將成為傳統固網(電話和短信)的補充,2023年BYD的仰望U8(越野玩家版)也配備了類似的衛星功能。長期來看,預計Robotaxi和全自動駕駛將為衛星通信帶來巨大的上升空間。衛星網路可以在沒有4G/5G網路的地方支持自動駕駛算法,而網路連續性對於完全依賴實時計算的自動駕駛至關重要。在Robotaxi和自動駕駛技術的推動下,GS預計在車輛上提供低軌道衛星網路將是一個長期的機會。
行動電話:低軌道衛星網路將與地面基站網路相連,提供無縫的行動網路連接,確保使用者能夠隨時隨地保持通信。衛星通信將成為下一代 6G 網路的一部分,而不僅僅是偏遠地區的輔助功能。然而衛星網路會取代 4G / 5G 基站,因為這兩種技術各有優勢:衛星網路:容易擴展,且不受地理條件限制;4G / 5G 網路:傳輸速度更快,且距離終端使用者更近。研究機構認為衛星通信有望成為未來智慧型手機的標準功能,這顯示出該技術擁有巨大的市場潛力。
汽車 / Robotaxi:中國吉利在 2023 年推出極氪001 FR,該車型具備衛星通信功能(可撥打電話與發送簡訊)。此外,比亞迪在 2024 年 推出的仰望U8(越野玩家版) 也配備了類似的衛星通信功能。從長遠來看,預計Robotaxi 與完全自動駕駛技術的發展,將為衛星通信帶來巨大的增長機會。在沒有 4G / 5G 覆蓋的地區,衛星網路可支援自動駕駛演算法的運行,而且自動駕駛車輛需要持續穩定的網路連接來進行即時計算。由於 Robotaxi 與自動駕駛技術的推動,在車輛上部署低軌道衛星網路將成為長期發展的機會。
海事:地球表面的71%被海洋覆蓋,而 4G / 5G 網路僅在岸上可用。海事互聯網服務一直很昂貴。傳統的銥星衛星海事計劃每月費用為340美元,包含50MB數據和免費的入站語音通話,而Starlink的海事計劃每月僅需250美元,包含 50GB 數據。Starlink已為全球75,000艘船隻提供服務,客戶包括馬士基、赫伯羅特和三井物產。預計低軌道衛星在海事市場將迅速實現變現,因為其具有顯著的成本優勢。
飛機和電動垂直起降飛行器(Evtol):飛機將成為衛星互聯網技術的早期應用之一。截至2024年底,Starlink的服務已安裝在450架飛機上,公司與夏威夷航空、卡達航空、聯合航空和法國航空等公司合作。Starlink有 2000 架飛機的合同待履行,表明2025年將有強勁的增長。從長遠來看,預計在低空運行的電動垂直起降飛行器將配備衛星通信功能。電動垂直起降飛行器中的自動駕駛滲透率將很高,因為低軌道衛星的無縫網路將比僅依賴地面網路更好地確保連續的數據監控和飛行安全。
增強現實(AR)/虛擬現實(VR)/擴展現實(XR):混合現實設備需要先進的網路能力,依賴低延遲和高吞吐量的網路連接。與傳統的海底電纜相比,衛星有潛力更高效地促進跨國連接,而無需與各種本地電信運營商交換數據。儘管衛星網路的擴展可能比傳統網路更昂貴,但考慮到在不同國家建設設施時的申請和許可流程,衛星網路的擴展速度可能比從零開始鋪設海底電纜更快。
鴻海在低軌道衛星行業擁有全面的覆蓋,涵蓋立方衛星(CubeSat)、攝像頭、電纜和連接器,以及透過合作夥伴技術提供的晶片組和軟體。GS 最近與鴻海低軌道衛星管理團隊進行了交流,並總結了以下關鍵要點:
鴻海的低軌道衛星:鴻海於2023年11月成功發射了其立方衛星Pearl系列,並於2024年12月在台灣國際太空科學、技術與產業大會(TASTI)上展示了其衛星技術,包括:衛星跟踪(例如檢測太陽的位置)、三軸穩定、地球觀測、雙向通信(例如如何解決多顆衛星同時傳輸信號時的多普勒效應/混合信號問題)以及太空數據收集和分析。總體而言,鴻海將自己定位為合同設計和製造服務(CDMS),為品牌客戶提供服務。
鴻海的組件和合作夥伴關係:除了立方衛星和相關的衛星技術外,鴻海還利用其子公司開發衛星組件:Rayprus的地球觀測攝像頭模組、鴻騰精密(FIT, 6088.HK)的太空環境電纜和連接器。此外,鴻海還提供地面站設施(例如網關、天線、調製解調器)。該公司的相控陣天線也獲得了主要客戶的認證。鴻海還與聯發科合作開發非地面網路(NTN)軟體定義無線電(SDR)晶片,並與Antaris合作開發軟體:多軌道衛星操作系統、設計、模擬和操作太空任務的軟體系統平台等。
為什麼選擇低軌道衛星通信:管理層預計未來的通信將朝著高覆蓋、高可靠性、高連接點和低延遲的方向發展。網路也正在從傳統的地面網路擴展到非地面網路。目前,全球仍有37%的人口(約29億人)無法連接互聯網,60%的全球陸地未被移動網路覆蓋。低軌道衛星網路帶來廣泛的覆蓋和低延遲,這可以增強農村地區的通信能力,並推動新興技術的發展:(1)車聯網(IoV)/Robotaxi:增強駕駛安全和數據傳輸效率;地面通信需要在不同基站之間多次轉移,這可能導致延遲,而低軌道衛星通信可以減少轉移頻率,(2)更精確的定位,因為衛星距離地球僅500-600公里,(3)混合現實(MR)應用,例如跨境實時視頻會議、先進的遠程醫療等。
如何降低低軌道衛星成本:鴻海的立方衛星是降低成本的一種解決方案:立方衛星是一種小型衛星,1U等於10cm x 10cm x 10cm。與電動車外包業務類似,鴻海還旨在標準化和模組化低軌道衛星,支持品牌客戶快速開發低軌道衛星並加速發射和變現。提高低軌道衛星的耐用性/產品生命周期也可以節省成本,低軌道衛星內部配備耐用的硬體,並通過OTA(空中升級)軟體升級更新功能。管理層還表示,他們預計ICT組件將佔低軌道衛星物料清單(BOM)的50%以上,隨著行業的擴展,未來成本可能會下降。
低軌道衛星通信服務可能成為6G時代的標準,補充傳統的地面通信服務。終端用戶可能不願意為6G支付雙倍費用,但可能會接受 10-20% 的費用增加,尤其是對於經常旅行的人來說,可以節省漫遊費用。一旦天空中有足夠的衛星,服務費用也可能降低,電信運營商可以共享衛星網路或地面站,類似於5G時代的塔台共享。政府也可以補貼基礎設施投資,以支持可負擔的服務費用。
低軌道衛星如何工作:為了實現24/7服務,管理層認為至少需要100-150顆低軌道衛星在同一軌道上運行,而能夠覆蓋多少終端用戶也取決於每顆衛星的頻寬和能力(例如功耗)。地面站也是必需的,因為低軌道衛星可能每天只經過同一位置兩次。鴻海在北極和東歐都有合作夥伴地面站,支持全球覆蓋。
預計到2029-31年,發射數量將從7,000顆增加到70,000顆
預計2025年衛星發射將加速,因為更多玩家加入競爭,試圖獲取更多頻率資源。一些研究人員估計,低軌道最多可以容納10,000顆衛星。根據 GS 的供應鏈研調,衛星玩家傾向於認為天空中有足夠的空間,但最理想的軌道(即那些以合適的速度和視野最有效地覆蓋地球的軌道)是有限的,這促使衛星玩家加速向國際電信聯盟(ITU)提交發射申請。除了競爭,GS 還看到消費者接受度提高,蘋果和華為都推出了具有衛星通信功能的智能手機,這增強了商業應用的信心。
全球衛星運營商已提交或宣布了 70,000 顆 LEO 衛星的計畫(見圖表 17),這些衛星預計將在 2025 至 2031 年間發射。在這些計畫中:Starlink 已獲得美國聯邦通信委員會(FCC)的許可,可發射 4,408 顆第一代(Gen1)衛星和 7,500 顆第二代(Gen2)衛星。然而,Starlink 最初申請的是 30,000 顆 Gen2 衛星。長期來看,媒體報導 Starlink 計畫最終建立一個由 42,000 顆衛星組成的星鏈,這將使其成為全球規模最大的衛星網路。亞馬遜的 Project Kuiper 目前已獲得 3,236 顆衛星的發射許可,預計在 2025 年進行首次正式發射。中國企業在低軌道衛星競爭中亦十分活躍,至少有三家業者提交了超過 10,000 顆衛星的超大型星鏈計畫。其中,國網(Guowang)和 G60 項目進展最快,這兩家公司已在 2024 年開始發射衛星,其國際電信聯盟(ITU)申請有效期至 2031 年。此外,英國的 OneWeb 目前已運營超過 600 顆 LEO 衛星,並已向 ITU 申請總計 2,000 顆衛星的計畫,但這些衛星尚未開始部署。
用戶增長路徑
截至2024年底,Starlink已擁有460萬用戶。Starlink於2021年初開始商業服務,並在2022年12月達到了第一個100萬用戶,耗時1年7個月。此後,用戶增長加速,2023年9月達到200萬,2024年5月達到300萬,2024年9月達到400萬,2024年12月達到460萬。Starlink目前的主要應用場景是在傳統網路服務不足的地區,包括船隻、飛機、汽車和農村地區的住宅網路。然而,與使用5G/4G信號在沒有電纜基礎設施的地區提供寬帶的固定無線接入(FWA)相比,Starlink的用戶增長速度較慢,因為其成本較高且速度較低。
衛星技術將在整合到6G網路後成為主流:衛星互聯網技術的最終主流應用場景將是即將到來的6G通信。即使經過多年的開發和部署,5G/4G信號覆蓋並不總是順暢,在擁擠的地方網路連接可能會變慢,這是由於地面基礎設施的限制和長投資周期。透過將衛星網路連接到地面基站網路,衛星將成為6G通信的集成部分,以在任何地方提供不間斷且穩定的互聯網連接。
低軌道衛星物料清單(BOM)成本
衛星組件
衛星的物料清單結構可分為有效載荷(例如通信組件)和衛星平台(即支持衛星運行和操作的系統)。理想情況下,有效載荷應佔衛星物料清單的大部分,因為它是實現衛星關鍵功能的部分。
低軌道衛星的有效載荷主要包括天線、T/R模組(發射/接收模組,處理微波/毫米波)、饋電網路和雷射,其中收發模組的價值最高。
低軌道衛星的平台系統包括反應控制系統(包括霍爾推進器)、電源系統(太陽能電池、能量分配、能量存儲)、結構和熱管理(金屬部件、導熱/絕緣材料)、衛星計算機(CPU、內存、PCB)以及測量與控制系統(傳感器、天線和導航接收器)。
衛星製造與衛星發射
昂貴的衛星發射和製造成本是低軌道衛星網路快速且經濟高效地創建的主要改進領域。GS 的行業可靠消息檢查表明,目前衛星發射成本高於製造成本,但長期來看這一比例應降至50:50。例如,Starlink的獵鷹9號每次發射對外部客戶的費用為 6,975 萬美元,而Starlink通常每次發射攜帶21-22顆V2 mini衛星,每顆衛星的發射成本為 320~330 萬美元。
低軌道衛星生意分拆解析:製造、發射、地面站、終端與服務
業務機會 - 在天空中
(1) 衛星組件:目前,一顆典型的LEO通信衛星的成本在50萬至150萬美元之間,包括通信系統的子系統(天線、轉發器、發射器和接收器)、推進系統、導航和控制系統、電源和熱控制系統。Starlink的一顆典型衛星使用四個相控陣天線和兩個拋物面天線,為供應商提供了新的通信組件市場。
(2) 衛星製造:雖然大多數運營商目前自行組裝衛星,但 GS 預計隨著發射規模的擴大,長期外包機會將增加。專業的ODM/OEM廠商在大規模生產方面具有優勢,擁有標準化設計、流程優化、材料選擇和供應鏈控制的專業知識,有助於降低成本。
(3) 衛星發射:火箭技術曾經由政府/軍方支持的實體主導,但自SpaceX成功開發可重複使用火箭以來,商業衛星發射業務蓬勃發展,顯著降低了成本。GS 看到多個新玩家計劃在2025-26年進行可重複使用火箭的試飛,包括中國的藍箭航天(朱雀-3)、銀河能源(PALLAS-1)、星際榮耀(雙曲線-3),以及美國的藍色起源(新格倫,已於2025年1月16日完成首次飛行)、火箭實驗室(中子)、相對論空間(Terran R)、法國的阿麗亞娜集團(Themis)和西班牙的PLD Space(Miura 5)。
業務機會 - 地面端
(1) 終端設備是與衛星進行數據接收和傳輸的便攜設備,由天線和路由器組成。亞馬遜已成功設計出製造成本低於500美元的用戶終端。目前,終端設備由電子ODM/OEM廠商製造,利用其全球生產能力。
(2) 地面站:除了用戶端的小型終端外,衛星網路還依賴地面站(或稱為網關)與地面網路連接,每個地面站包括大型天線、基帶處理系統和無線電設備。地面站理想情況下應靠近數據中心,以實現潛在的低延遲服務。
業務機會 - 衛星服務供應商
衛星服務供應商規劃和運營網路,投資基礎設施並向終端用戶銷售服務。互聯網服務提供商包括Starlink、Eutelsat OneWeb、亞馬遜Project Kuiper、中國衛通、SpaceSail、銀河航天、Viasat和銥星;定位服務提供商(如導航和高精度定位)包括華測、中海達、拓普康和天寶;感測服務提供商(如天氣、地球觀測)包括Maxar、空中客車、Planet Labs、Spire Global、長光衛星、Geovis、Piesat和Ellipspace。
低軌道衛星小百科
(1) 中國概覽
中國的LEO衛星運營商已制定了擴張計劃。2018年,上海SpaceSail成立(G60星座的運營商),並於2019年發射了兩顆測試衛星。2020年,另一個中國星座GW向國際電信聯盟(ITU)申請了12,992顆衛星。2021年4月,中國衛星網絡集團成立,這是一家國有企業,負責運營GW星座。2024年5月,鴻鵠-3向ITU申請了10,000顆衛星,成為中國第三個計劃發射超過10,000顆衛星的巨型星座。2024年8月,首批18顆G60衛星發射升空。2024年12月,首批GW衛星由中國長征五號B火箭發射升空。除了國內市場,G60衛星網路計劃支持海外客戶,並於2024年與巴西電信運營商TELEBRAS和2025年與馬來西亞衛星運營商MEASAT簽署了合作備忘錄。
天通是中國主要的衛星通信服務:天通衛星星座是中國首個自主研發和部署的衛星通信系統,目前有三顆地球同步軌道(GEO)衛星在軌(天通-1 01-03),第四顆衛星(天通-1 04)預計將於2025年發射。
套餐費用:中國電信在中國大陸提供四種衛星服務套餐(數據套餐尚未開放訂閱),包括:(1) 語音通話套餐:每月100元人民幣,包含60分鐘語音通話/每年1000元人民幣,包含720分鐘語音通話。(2) 數據套餐:每月300元人民幣,包含20M數據/每年3000元人民幣,包含240M數據。
所需設備:目前,華為、榮耀、Vivo、小米和Oppo的特定設備能夠與天通衛星星座進行連接。
中國移動在中國大陸的衛星電話服務每分鐘收費30-60元人民幣。2024年11月,中國移動向用戶開放了衛星短信服務。在2025年3月之前,每位用戶每月可以免費發送30條衛星短信,每條短信最多包含20個中文字符(位置信息佔2個字符)。
(2) 低軌道衛星運營商與里程碑
(3) LEO vs. MEO vs. GEO
物體可以在軌道上持續繞地球運行而不會墜落。對於繞地球運行的衛星來說,地球的引力將衛星拉向地球,而衛星的速度則將其拉向太空。GEO、MEO和LEO是衛星的三種主要地球軌道。
低地球軌道(LEO):LEO的高度為160公里至2000公里。這種相對較短的距離使LEO衛星具有最低的延遲和發射成本,但同時也帶來了最小的覆蓋範圍,這可以通過部署更多衛星來彌補。這些特性使LEO衛星適合用於通信和成像。私人公司發射自己的LEO衛星為公眾提供服務的趨勢使LEO衛星成為焦點。
中地球軌道(MEO):MEO的高度為2000公里至36000公里。這種中間位置使MEO衛星具有比LEO衛星更大的覆蓋範圍,但延遲也更高。由於覆蓋範圍較大,僅需6顆MEO衛星即可覆蓋地球,而LEO衛星則需要數千顆。高製造要求使MEO衛星主要用於大型企業和政府的通信和導航。
地球同步軌道(GEO):GEO的高度為35786公里。由於其高海拔運行,GEO衛星具有巨大的覆蓋範圍,僅需3顆GEO衛星即可覆蓋地球。GEO衛星繞地球運行的時間與地球自轉速度相匹配,使其能夠相對靜止於地球並持續覆蓋同一區域。這一獨特特性使GEO衛星在廣播和天氣/地球觀測方面非常有用。
LEO衛星每秒運行7.8公里,是LEO、MEO和GEO衛星中最快的,使LEO衛星能夠在90分鐘內繞地球運行16次。切換(也稱為移交)是衛星地球站從另一個站接管衛星控制的過程。高速運行使LEO衛星的切換頻率最高(每10分鐘一次),相比之下,MEO和GEO衛星的切換頻率較低。
一旦衛星發射升空,通常會在軌道上運行3-5年。LEO衛星相對較低的工作高度使其受地球引力影響最大,這意味著需要更多的燃料來提供推力並維持LEO衛星在軌道上運行。LEO衛星的耐用性主要取決於其攜帶的燃料量。SpaceX的衛星平均耐用性為5年,這意味著在舊衛星完成5年服務後,可以在新衛星上配備最新技術。
(4) 載體
載體是航天器或火箭的重要組成部分,太空任務的主要目標是將載荷送入太空中的預定區域。典型的載荷類型包括:
科學載體:通常用於收集科學數據或在太空中進行實驗。
通信載體:送入太空以建立地球與航天器/天體之間的連接。
人員運輸載體:用於將太空人送入預定的天體。
當發射攜帶衛星作為載荷的兩級火箭時,第一級提供火箭起飛的推力,然後在其燃料耗盡時自動與第二級和載荷分離,以減輕火箭的總重量。火箭上配備的載荷整流罩用於保護載荷免受壓力和加熱影響,一旦第二級離開地球大氣層,整流罩也會分離。最後,第二級點火兩次,將衛星送入預定軌道(GEO、MEO或LEO),然後自行分離。通常,火箭的第一級是完全消耗性的,僅用於一次任務以實現將載荷送入太空的目標。然而,SpaceX發明了可重複使用的火箭,使第一級能夠被回收並重複使用。
(5) 地面站和用戶終端
地面站是衛星與地球互聯網之間的轉接站,主要功能是發射和接收無線電波,與衛星建立通信鏈路。衛星地球站的主要組件包括接收天線、饋源喇叭、波導和接收器。地面站在衛星價值鏈中非常重要,因為如果沒有地面站,用戶無法從衛星收集數據或精確定位衛星的位置。SpaceX的地面站(也稱為網關)橋接了LEO衛星與互聯網之間的差距。SpaceX地面站的主要功能包括:
數據傳輸:從Starlink星座接收數據並將其傳遞到地球上的互聯網(反之亦然)。
命令和控制:向每顆衛星發送命令以控制Starlink星座的整體運作。
網路管理:管理整體工作負載並確保數據流暢。
用戶終端(有時稱為天線)通常由個人用戶購買和使用。它們發射和接收與衛星之間的信號,為用戶提供廣播、互聯網接入和數據傳輸等服務。SpaceX 推出了多種版本的用戶終端設備,適用於不同的應用場景,包括:住家用途、商業用途、極端環境、移動應用等。其中,便攜性(Portability) 是其用戶終端設備的主要銷售亮點之一。透過連接 SpaceX 在軌運行的數千顆 LEO 衛星,用戶可以攜帶 Mini Kit 版用戶終端,在全球任何地方使用,確保高速且穩定的網路連接,為客戶提供最佳的互聯網體驗。


























