經濟日報 App
  • 會員中心
  • 訂閱管理
  • 常見問題
  • 登出

創辦人談衛星 5/跑馬圈地何時了 往事知多少

低軌衛星示意圖。 美聯社
低軌衛星示意圖。 美聯社

本文共1872字

作者 李中旺

一閃一閃亮晶晶,滿天都是小星星

盧安達(Rwanda),這個中非洲面積比台灣小、人口比台灣少的國家,在2021年藉由東京大學的幫助,從國際太空站(ISS)發射了一顆「盧安達衛星1號(Rwasat 1)」6U(註1)低軌立方衛星,做為國土觀測與防災用。

雖然就只發射了一顆衛星,盧安達政府在2021年9月21日向國際電信聯盟(ITU)提交了一份多達327,320顆星座「肉桂-937(CINNAMON-937)」衛星的頻率申請。

沒有看錯,不是3千顆或3萬顆,是32萬多顆。肉桂-937包含了937個軌道面。不論是衛星的傾斜角、每個軌道面的衛星數量、軌道面形成的衛星殼的高度,看起來都是經過行家的精心設計(如下表一所示,取自Space in Africa)。

表一:CINNAMON-937的衛星規劃 取自Space in Africa
表一:CINNAMON-937的衛星規劃 取自Space in Africa

然而,肉桂-937的衛星殼與衛星殼之間是相鄰的(只有100公尺距離),也就是沒有防火巷。真是好在肉桂-937星座沒有發射,否則萬一其中一顆衛星受到外力干擾或內部失控,碰撞「一定」會發生,令人細思恐極、不寒而慄。

SpaceX的星鏈已經發射了大約 5,000 顆,目標是3萬顆衛星。最近又透過東加(Tonga)王國向ITU申請,計劃發射288個軌道面,高度介於 350 與614公里29,988顆的星座。2021年11月,美國的Astra SpaceX向FCC申請發射13,600顆低軌衛星。加拿大公司Kepler Communications透過德國,向ITU註冊了114,852顆S頻道的低軌衛星。One web和O3b的創辦人Greg Wyler在2023年6月宣稱要透過法國申請衛星810個軌面,高度為414到600公里,總共116,640 顆的C-頻帶星座Semaphore-C。

曾幾何時,衛星的數量級從幾百、幾千,暴衝到了十萬。

目前在軌運行的衛星約有8,000顆。照ITU註冊的訊息,2017年至2022年間,各國共同提交申請了300多個獨立的衛星星座,總數超過100萬顆衛星,真是族繁不及備載。

跑馬圈地何時了 往事知多少

在歷史上,一些重大的資源突然出現的時候,會導致使用者大規模粗暴的掠奪資源。「跑馬圈地」是典型的例子。

清朝入主中原後,王公貴族面對突如其來的大片土地,用跑馬圈地的方式來決定自己的封地。也就是騎著馬在一定的時間內,能跑多遠,就圈定多少土地歸他。滿人突然搶下了土地,但不擅長於耕種,八旗子弟忙於征戰,也無暇顧好耕地。不但原來的農民流離失所,土地也沒好好利用。

受賜於科技的進步,近年來衛星製造與發射的成本大幅降低。如圖二所示,每公斤的發射費用已經降到接近2千美元,進入太空的門檻陡然消失。深邃巨大的太空,吸引了全球的產、官、學、研機構爭先恐後地投入,像跑馬圈地一般,深怕來晚了,資源被早鳥掠奪殆盡,只能望空興嘆。先佔先贏,是不是歷史的必然?

圖二:衛星發射每公斤的費用,取材自Alec Stapp的推特(X)
圖二:衛星發射每公斤的費用,取材自Alec Stapp的推特(X)

衛星衛星滿天下,有天空就有它?

大部分因為資金沒有到位,實際上發射的衛星數量沒有申請的那麼多。運營商申請那麼多的衛星,也許是為了吸引投資者的資金的注入;也可能藉由出售無線電頻譜以獲取利潤;更有可能是囤積頻譜,在市場需要的時候高價賣出。

然而,就算只有10%申請的星座能夠發射,近地軌道也將因超過10萬顆衛星而變得擁擠不堪。

失效的高軌同步衛星(GEO)將會飛到墓園軌道,在那裡長眠。但低軌衛星失效之後,只能在大氣層中燃燒。殘留的碎片有可能會擊中人員或飛機。衛星之間的高速碰撞會產生碎片,碎片可能像核子反應般再造成進一步的碰撞。人類從前就面臨這些風險,但現在風險將增加了一到兩個數量級。

羊出逃了,補牢有用嗎?

在衛星發射前,國家必須代表發射機構向ITU提交衛星的規劃,讓ITU協調使用的頻譜來確保新衛星的訊號不會干擾現有的衛星訊號。然而,巨型星座的申請規模空前,為ITU帶來了重大挑戰,維持頻譜的目標變得困難。

2019年ITU成員國會議(WRC-19)Agenda Item 7通過了新的規則:首次發射後兩年內必須發射10%數量的衛星,五年內必須發射50%,並在七年內發射整個星座。然而,第一顆衛星可以在提交申請後,延遲七年之內發射。這些規則還是為衛星機構提供了相當大的時間和靈活性。囤積的頻譜有了7年的賞味期,雖然效果不明顯,總算是跨出了一步。

地球上空已經有近萬顆衛星了,全球還沒有一個管理衛星的專責機構。ITU從頻譜來管理衛星,很難有立竿見影的效果。台灣又不是ITU的成員國,看著日益擁擠的太空,也只能密切的關注ITU的發展。

註1:立方小衛星是以10公分×10公分×10公分為一個單位(U),6U是指60公分×10公分×10公分大小。

※ 歡迎用「轉貼」或「分享」的方式轉傳文章連結;未經授權,請勿複製轉貼文章內容

友訊科技共同創辦人、明泰科技創辦人,現任職於創威訊科技

上一篇
Greenwashing要賠嗎?
下一篇
創辦人談衛星 9/我們只有一個太空

相關

熱門

看更多

看更多

留言

完成

成功收藏,前往會員中心查看!