科技新势力 低轨道卫星

低轨道卫星是串连起全世界高速传输环境中,最重要的一个环节,这也难怪从特斯拉到亚马逊接连杀进这个商机,甚至连女股神的太空探索ETF销售额度瞬间秒杀,低轨道卫星到底有什么魅力?(图/先探投资周刊提供)

自美苏冷战起,人类对于太空场域的运用与探索就不断扩大,且大国对于「争霸太空」的企图心也随着时间的推移不断膨胀,从登陆月球、探索火星,到卫星布局等皆是战场。如今随着第五甚至第六代行动通讯的到来,低轨道卫星(Low-Earth Orbit; LEO)遂成为二一世纪全球竞争的新战场,不论是传统太空强权抑或是新兴太空国家,无不投下大量资源发展太空科技与产业,就是希望能搭上即将爆发成长的低轨道卫星商机。但究竟低轨道卫星为何得以成为此次全球太空军备大战的主角?

回顾卫星的发展史,自一九六五年第一颗商业通讯卫星发射成功后,卫星通讯服务正式开始蓬勃发展,专家解释,所谓的通讯卫星,就是把架设在地面大楼屋顶的基地台移到太空中,优点是讯号覆盖范围大,几乎可以传送到世界的任何一个角落。一般来说,卫星依轨道高度不同,可分为同步轨道(Geostationary Orbit; GEO)、中轨道(Medium-Earth Orbit; MEO)及低轨道卫星三种。

传输时间短、低延迟为优势

而卫星的高度与「绕地球时间」有关,当卫星高度愈低,前进速度愈快,绕地球一圈需要的时间就愈短;反之,卫星高度愈高,绕地球一圈的时间就愈长。进一步来看,不同距离也使这些卫星肩负着不同的任务,同步卫星顾名思义就是与地球同步运转的卫星,距离地面三五七八六公里,延迟时间大约二五○毫秒(ms);由于同步卫星会固定在相对于地面的同一个位置,因此可以持续对地球上的同一个范围进行连续观测,像是电视转播、气象云图就是用到此卫星。中轨道卫星高度落在二○○○到三五七八六公里之间,延迟时间大约一○○毫秒,目前主要是卫星定位、导航使用。

至于低轨道卫星距离地表最近,在二○○○公里以下,因传输时间短,延迟时间仅大约「二○毫秒」,而这就是使它成为这波太空军备大战主角的关键原因。伴随5G正式运行,为了满足人工智慧(AI)、物联网、车联网等新兴应用,大频宽、低延迟、大量连结的需求也跟着与日俱增;且未来的6G不仅比5G更快速、更稳定、传输量更大,也将有更大覆盖及极低能源/成本的诉求。

对此,低轨卫星的价值就在于可提供不受地形限制的大范围覆盖,补足地面基地台无法到达的地区如山区、海上、沙漠等,进而实现无缝式的全方位覆盖。举例来说,低轨道卫星可协助自驾车在接收不到行动网路时,改由卫星网路来通信及导航,确保车辆在自动驾驶行进过程中的高度联网与准确控制;而若从全球人口来看,目前地球上还有约三五亿人没有受到网路的覆盖,但有了低轨卫星的辅助,这些人也将有网路可以使用。

再者,近几年火箭发射成本开始随着「可重复利用」此一特性降低,和十年前相比,现在卫星制造发射成本整整压低至过去的五分之一;此外,射频元件与天线技术的突破,也使卫星通讯的效能比二○年前进步许多,这都推升低轨卫星如火如荼地发展。美国顾问公司麦肯锡(McKinsey)预估,全球卫星通讯市场至二○三○年将达到四○○亿美元,年复合成长率达七%,且看好产业仍在起步期,预期未来十年成长速度还有可能更快。(全文未完)

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先探投资周刊2161期