太空开发，从来不缺“赌局”。
上周发布的《500亿美元，史上民营航天最大赌局在赌什么?（上）》中，我们已经用了很大的篇幅去介绍史上民营航天最大规模项目，SpaceX的StarLink星座的整体计划以及各种细节。
正如上一篇我们所写道的那样：但跟之前、人类已经进行了半个多世纪的太空探索不同，“大规模低轨互联网星座”完全没有例子可以借鉴参考，其中各个环节所存在的变数更是众多。这也让SpaceX显得尤为重要，第一个吃螃蟹的它如果真的能够成功，那么意味着其他人也可以积极跟进，假如失败，那么这一条商业路径可能就注定无法走通了。
对于这样一个要有可能大规模改变人类生活方式的前沿技术赛道，一次细致的分析完全称不上过分。因为“研究和分析StarLink，是了解这一赛道目前最好的方式。”
当然，航天如此之专业的内容对于很多一般读者来说依旧十分艰深难懂，所以我们在本篇中的唯一主题，就是用更加直白的分析和数字，为大家呈现这场赌局的真实面貌，包括其中一系列的挑战和机遇。
当然，我们不妨先把标题中的“500亿美元”进行一番简单的分解，按照StarLink目前的整体计划：
12000颗卫星，按照单颗75万美元成本计算，总体成本需要90亿美元；
StarLink整个星座全部发射上天，基本需要200多次发射，这里大概又需要90亿美元；
未来全球地面收发站的成本至少需要300亿美元，多的话有可能直接冲击1000亿美元；
再算上各类硬件的运营、人员的工资、还有业务的推广等杂七杂八的费用，可能还需要个几亿美元。
可以说，500亿美元已经是最乐观情况下的总额了。谓之“大赌局”，丝毫不过分。
500亿美元会变成“鸡肋”吗？
在之前的种种场合和文件中，StarLink的竞争力其实可以归纳为两个完全区别于传统通信卫星的特点，将会是关系到未来StarLink系统能否成功的关键：
全球性覆盖；
高质量的数据传输能力（速度快、低延迟）。
我们先来看全球性覆盖这一点，传统的通信卫星都倾向于布置在赤道上空，或者是同步轨道上，因为较高的轨道高度能够覆盖尽可能大的范围，进而降低用户过少的风险。就像我们在上篇已经提及过的O3b星座。
真正打破这种风格的，其实是另外一个“大名鼎鼎”的民营卫星星座——铱星。
每一颗铱星的信号覆盖都是一个圆，重叠覆盖的部分为红色，显然南北极信号比赤道好
这一从20世纪末就开始建设的全球通讯卫星系统，全星座拥有66颗，分成6组，每组11颗在780公里的轨道高度上，以86.4°的轨道夹角运动。上面就是信号覆盖的效果图，这种星座设计跟SpaceX的差别还比较大，因为铱星实际运行轨迹是极轨道（卫星轨道穿越南北极上空），所以信号覆盖最密集的反而是两极，而不是人口更多的低纬度地区。
这种多颗低轨道的星座在增强全星座的通讯总能力的同时，其实也会带来另外一个严峻的问题——用户使用成本增加。我这里说的还不是将来系统成型之后，向用户的收费，而是想要把卫星信号发上去和收下来这个过程。
日常使用的卫星电视天线，都是固定角度的，一经安装就不需要再调整
以目前很多人家都有的卫星电视为例，他们所需硬件设备就是一个可以固定角度的卫星电视天线，然后利用软件和相关数据，人们只需要把天线直接对准同步轨道上电视转播卫星的位置就可以了。
因为转播卫星运转在同步轨道上，所以在地球上的人们看起来，这颗卫星基本就是“钉”在天空中的，只要不把天线角度弄错、卫星一直保持工作，通信就一定能够保持。
但StarLink所采用的轨道“们”显然不是同步轨道。以首批3200颗卫星所采用的的1150、1110公里轨道为例。他们的绕地球一圈的周期只有108分钟左右，对于地球上特定地点的可视时间更是只有19分钟左右。所以实际上卫星天线需要不断追着卫星走，否则通信就会断掉。
多个跟踪卫星天线是连接StarLink网络的必需品
这一类的卫星天线其实现在就有，大约不到1000元一个，国外可能还更贵一些。但这样几个尺寸几乎不可能缩小（因为各种物理特性）的跟踪卫星天线，基本断绝了普通消费者使用StarLink星座的可能性，因为几乎不可能有普通客户会拥有这么宽裕的条件。
可以说，普通人直接使用StarLink的可能性，基本为零。
数据传输能力部分也有不少槽点。上面已经提到了StarLink因为星座卫星数量过多对通信稳定性造成的潜在影响。另外一个可能的大坑实际上就是StarLink一直标榜的低延迟。
通常来说，卫星通信的延迟都是很高的，就像我们经常在电视上看到的直播一样，在电视台主播连线问了问题之后，前线记者总要登上那么3-4秒才有所反应。这个时间就是信号在通信卫星中往返传输造成的延迟。
造成延迟的原因有很多，传统通信卫星因为轨道比较高覆盖范围大，所以不需要搭建复杂的星间链路（卫星和卫星之间连接），而是通过地面站进行桥接。这种方式加大了信号的传输距离，同时也增加了一道数据处理过程（卫星地面站检查数据完整性，需要解码再编码）。
黄色线是StarLink星座模拟的星间及激光传输路径
而StarLink希望通过全新基于激光的星间链路来打破这种难题。根据Elon Musk在外部演讲中所分享的那样：在光纤那样的玻璃介质中，光的传输速度要慢40%，而在宇宙中并不会出现这种情况，可以极大地降低StarLink的传输延迟。
但正如我们昨天已经在上一篇介绍的那样，为了降低星间激光传输的技术难度和成本，StarLink选择让卫星连接距离自己比较近的卫星，来避免整个激光星间链路过分复杂。
这样一来，StarLink卫星在信息传输的过程中还必须扮演节点的角色——假如接收到的激光数据终点不是自己这颗卫星，就必须把已经解码分析的数据重新打包，再通过激光发送到下一颗卫星。这个过程虽然短，但总归是毫秒级的。
加之按照目前的设计，StarLink在两个目的地之间的卫星传输有可能会需要10颗以上的StarLink卫星中继。这其中延迟的累加将同样可观。
外国网友对StarLink的“伦敦-纽约”数据线路进行模拟测试，目前有线网络的延迟大概是76ms，而StarLink最好能做到51ms左右。（仅作为参考）
外国网友甚至在模拟器中对StarLink和现有有线网络的延迟进行了计算。结果StarLink的确快一些，少数情况下能快上一倍，节约的延迟理论上能达到100ms。假如算上地面网络在长距离传输时的各种瓶颈造成的延迟，这个数字有望进一步扩大到200ms左右。
这种级别的延迟提升肯定是能够体验出来的，但同样的，能造成这么大延迟的使用场景也比较有限。假如真的只以延迟作为卖点，StarLink可能就卖不出去了。
这也是为什么Elon Musk也十分强调StarLink的速度，他曾透露单颗StarLink卫星将能够吞吐20Gbps的数据，假如实现，这将会成为能够提供互联网服务的通信卫星之最。而由这些卫星组成的StarLink星座自然也会成为传输数据能力最强的通信卫星星座。
以StarLink前3200颗卫星为例，单颗20Gbps，意味着总计能够达到64000Gbps的理论带宽、也就是64Tbps。但无线终究如何也比不上有线，2016年动工的、由谷歌主导的超高速海底光纤电缆“太平洋光电缆网络”（Pacific Light Cable Network），它的理论速度就达到了144Tbps，两倍有余。
最后是速度，Elon Musk曾经透露，单颗StarLink卫星将能够吞吐20Gbps的数据。按照这个数字，整个StarLink前期的3200颗卫星将能够达到64000Gbps,、也就是64Tbps。看起来挺大的，但其实2016年动工的、由谷歌主导的超高速海底光纤电缆“太平洋光电缆网络”（Pacific Light Cable Network），它的理论速度就达到了144Tbps。
另外一个小问题是单颗卫星的总数据带宽和用户实际获得带宽，这两者并不同。
通信的核心定律——香浓公式
根据通信领域最经典的香浓公式，最终决定信息传送速率的，主要是信道带宽和信噪比。对于卫星来说在信号质量和信号强度方面都不占优势。一来它是在高速运动（多普勒效应）、传输距离远（延迟、干扰），噪声本身就很大。然后其动力主要依靠太阳能电池板提供，信号的发射功率也比较受限。最终信噪比自然很难提升，通常都是靠提升宝贵的频宽来保证传输的稳定性。即便如此，速度也比较有限。
这一点我们可以参考现有的应用。2018年初，民航领域的联网设备商Gogo，曾邀请记者体验使用Gogo卫星天线上网的飞机内互联网服务，当时所使用的，就是O3b最新的，同样基于Ka波段（26.5-40GHz）通信的卫星。
在当时的测试中，外媒记者最终在网速测试中测试到了最高15Mbps的网速，好歹是接近了4G时代的手机网速。虽然O3b卫星数量远比StarLink少，飞机也能够在万米高空上来接收信号，但整个过程网络仍不算非常稳定。
从进一步的技术层面分析来看，传统的通信卫星系统之所以没有发展出跟StarLink一样的系统，除了跟钱有关之外，同样也有通信技术方面的现实原因。这也是StarLink此后需要尝试去解决的问题。
谁来为StarLink掏钱？
上文说了这么多坏处，你可能会觉得我要给StarLink判死刑了，毕竟技术的挑战不少，普通用户还没办法直接用上，投资那么多没人掏钱岂不是完了？
这个时候我们反而需要换个视角，因为真正可能让StarLink成为星辰大海的，目前来看只有两股势力。一个叫运营商，一个叫军方。
一边连接终端用户，一边通过光纤连接骨干网络的移动通讯基站，其实就是架设卫星节点的好地方
运营商其实比较容易理解，跟铱星封闭化的卫星通讯系统不同，StarLink提供的是一套最日常的数字服务——互联网，而且互联网本身就是相互连通的。所以SpaceX虽然注定需要自己完成整个卫星发射、星座搭建以及配套的通信技术部分，但这并不会干扰其将最终的服务能力出售给世界各地的其他运营商。
例如和其他运营商合作，利用后者现有的网络设施，在特定节点加上StarLink的天线和接入装置，简化地面站的架设。而运营商也能享受到StarLink有希望做成的全球化低延迟网络服务，并且将他们包装成商品，出售给特定用户，例如为某些国外网络游戏提供加速等等，最后SpaceX再从运营商的服务中收取固定数额的费用又或者是直接分成。
这样一来，运营商的网络品质有所提升，而SpaceX则在最麻烦的地面基站架设上能够节省不少，一石二鸟。
不过，这也是一种极为乐观和理想化的想法。因为在StarLink真正形成能力并且提供服务之前，运营商并不需要承担多少成本，反过来说，也就是风险都在StarLink自己身上。所以按照正常思维，StarLink在自身技术验证到一定程度之后，必然会开始尝试寻找运营商合作伙伴，用合作或者更加直接的投资来做一定的捆绑。
说完商用合作，我们再来看军用，这绝不是一种猜想。
Elon Musk曾和SpaceX高管在公司就StarLink潜在合作意向接待美国空军官员
早在2018年底SpaceX就获得了美国空军价值2870万美元的合同，研究项目是“使用商用太空互联网防御实验”（Defense Experimentation Using Commercial Space Internet）计划的一部分，旨在“让美国空军可以利用通用的硬件元素，通过多个卫星互联网服务进行通信”。
一个全球都能够高速联网，而且实际效果堪比有线网络的卫星星座，这不正是全球化军事行动的最好指挥保障么？而且说不好，财大气粗的军队还能够直接给自己的各种大型装备（战舰、飞机、战车）直接装上自己的卫星天线装置，真正实现大规模的StarLlink应用。
就是不知道现实中的“钢铁侠”是否有可能会像电影里面的“钢铁侠”一样，能够因为担心军事滥用先进技术和军队say no了。
从更加基础的角度来看，StarLink至少不用担心在商用层面会出现完全取代自己的存在。一来全球性的有线网络虽然已经非常发达，但是基于成本考虑，未来海底光纤大概率仍以扩容为主。而接触终端要用户的5G等新技术，关键的还是在于降低从有线边缘到无线终端这一小段的通信问题，跟StarLink没有明显的交集。
财务上的“坎”在哪里？
老实说，财务这笔账并不好算。因为StarLink整个计划中的节点数目实在不少，所以我们不妨先来算一算整个计划的总账，也就是标题中的“500亿美元”。
简单介绍一下上面的计算参数和过程：
虽然StarLink卫星最终能够实现上万颗的数量，通过如此的大规模生产，其成本将得到极强的控制。但卫星的制造要求依旧很高，而且其用上了4块技术含量很高的相控阵雷达。考虑到其激光星间传输技术的研发和制造同样需要大量成本，预估SpaceX最好的情况下也只能将StarLink卫星成本控制在百万美元的水平，未来通过量产可能有25%左右的降低空间。
Falcon 9火箭之前曾公开过其首次发射成本，大约是6200万美元。由于其第一级火箭助推器能够不断回收，将会降低之后的发射成本，但随着发射次数的增加，其发射成本降低的比例将不断下降，同时发射失败的几率也将有所增加，进而增加保险、维修检查等一系列费用。预估SpaceX在实现StarLink计划的这段时间内将会把火箭的重复利用次数控制在5次以内，算下来平均每次的发射成本应该在4300万美元左右。
卫星地面站设备包括卫星天线，以及将卫星天线连接上互联网的供电设备、计算单元、各式网络设备等。因为这一部分产品可以从商用级市场直接采购，成本一开始应该就可控制。刨除因为全球各地情况不同而很难计算的卫星地面站场地成本，预估单个卫星地面站的硬件设备成本将会在3万美元左右。
加起来是476亿美元，这还只是一个相当保守条件下计算的结果，整个计划500亿美元真的止不住。
除了卫星地面站的场地成本之外，想要达到终极目标还有一个很麻烦的情况——目前为止，SpaceX每年所能够完成的火箭发射能力仍未突破每年30次。虽然Falcon 9火箭已经足够成熟，但按照目前的发射速度，StarLink计划可能需要6年以上才能完成全部部署。
可是因为StarLink卫星的轨道很低，受到太阳光压、太阳月亮引力和逸散大气的影响，其需要不断消耗离子发动机的工质来维持轨道。而且在工质耗尽之前，SpaceX还必须人工控制将卫星导向大气层销毁。所以StarLink卫星只有5年左右的寿命，6年完全部署之后才来实现商用显然不现实。
所以我们不妨先把头3200颗以外的计划先看做梦想，毕竟有了头3200颗之后，StarLink就将拥有除了高纬度地区以外的全球服务能力。我们不妨对这个条件下的成本进行另外一番核算：
还是简单过一下上面的计算参数和过程：
第一批的1600颗和第二批的头1600颗，因为初期进行量产，以及相关的研究成本，卫星的单价肯定比总体项目的高，预估要100万美元起跳。总价是32亿美元；
Falcon 9火箭的计算则跟上一张表格的比较相近，54次发射算下来，大约是23.2亿美元；
考虑到初期部署，卫星地面站数量肯定要比最终少，所以预估能够建设30%，也就是30万个卫星地面站，按照3万美元一个计算，总投资都要90亿美元。
但正如我们前面所说，StarLink卫星上天之后，也并不是不需要维护的，每5年需要对这3200颗卫星进行更新替换。这一部分的周期性成本计算如下：
换言之，光是前3200颗卫星，就需要145亿美元的初期建设成本，以及每5年47亿美元左右的卫星更新换代费用。这也是为什么我们开篇的那个500亿美元绝对是“算少了”，因为更新换代、维护这些费用实在没办法算清楚。
马斯克真的能赚钱吗？
我们其实可以做一个简单的计算，假如StarLink要在5年内从用户身上收回这些周期性投资的成本，需要按怎样的服务进行收费：
总计3200颗卫星，按照20Gbps的单颗带宽计算，总带宽就是64000Gbps，换算出来就是65536000Mbps（Mbps是我们现在宽带常用的单位）；
按照我们现在日常的50Mbps宽带带宽进行分配，这些带宽总计可以满足131万名客户使用；
所以最终这131万名客户假如要在5年内承担47.2亿美元的话，均摊下来每年720美元（约合人民币4975元）。
这个价格对于中国用户来说，应该是不会具有什么吸引力，因为实在是太贵了。
但对于一些其他国家，如美国来说，不少人现在用的就是60美元一个月的网络服务，算下来刚好一年720美元。看起来还不算完全离谱，不过这个结果也有前提，就是StarLink能按照Musk那样的，提供稳定而高速的数据传输能力。更何况，这还是个收支平衡条件下的结果，并且还没有计算初期投入的各种基站成本的摊薄。
显然，StarLInk最终的收费水平必然会超过上面的估算值，我们也可以从Musk之前透露的“小目标”来进行进一步的推算。
对于整个StarLink计划，Musk其实说过自己的预期——StarLink最终将能够承载全世界3%的互联网流量传输，最终每年收入100亿美元，这些收入还将成为SpaceX后续其他项目的资金来源，其中就包括了Musk心心念念的火星殖民计划。
考虑到后期的8000多颗卫星包含不少轨道角度大、不经常路过高密度人口的卫星，它们的使用效率会进一步下降，我们可以先估算前3200颗能够为整个StarLink项目提供25%的流量，算下来，也就是光是前3200颗卫星，每年收入差不多就是25亿美元。5年下来就是125亿美元，扣掉卫星换代的47亿美元，SpaceX还能拿到78亿美元。毛利润比率62.5%，可以说是很高了。
按照这个比率，我们可以反过来修正前面单个用户的网络费用：50Mbps带宽的StarLink互联网服务，最终年费可能高达1920美元（约合人民币13265元）。
假如真的按照这个价格去销售，StarLink如何推广将会是个大问题。
不过我们不能忘了SpaceX的另外一块业务，StarLink上天可是全部要使用SpaceX自家的火箭，光是前面的3200颗，就是50多次发射。这个数量已经接近SpaceX 2018年全部发射数量的2倍。
虽说同公司的项目注定赚不了多少钱，这些多出来的发射还是大概率会对SpaceX有好处。一来SpaceX并不像传统航天那样“造一发射一发”，火箭回收修理之后其实就能够使用了。假如StarLink能够提供旺盛的需求，反过来其实有助于SpaceX整体压低每次发射的平均成本。
例如之后每次给外部客户都用新火箭来发射，然后回收之后专门给StarLink发射。
二来是持续且相似的发射能够给SpaceX一个继续优化Falcon系列火箭的机会。Falcon 9系列火箭之所以表现这么出色，很大程度上是因为SpaceX采用了软件业一样的版本迭代措施，让Falcon 9从最早的1.0一直迭代到最新的B5，这其中关键的是不断在真实发射中进行测试和实验。
对于现在已经很接近完美的Falcon 9火箭来说，StarLink这样标准化，需要很多发才能完成的任务，简直就是进行升级的最好持续性实验。
写在最后
分析了StarLink这么多，我们也是时候来聊聊行业其他玩家了。
在StarLink之后，项目规模最大的分别是三星（4600颗）、波音（2956颗），算上其他林林总总还有3000颗左右。至少从目前来看，10年内这些项目都不具备实现的能力。
原因主要有三点：
1、民营互联网星座的首要门槛是多发射次数需求、低发射成本需求。纵观全球，并不存在能够满足的空闲发射力量。而有希望在未来满足这种规模需求的，只有SpaceX。考虑到航天研发的周期，这个优势在10年以内都很难动摇。
2、第二点就是资金，光看数字，民营互联网星座的确是很刺激，动不动几百上千颗，但背后的成本实在惊人。SpaceX想要这个项目也需要不断融资，甚至必须在未来借助运营商这样的合作伙伴来降低自己的成本。那些体量很小的创业公司是压根玩不起这种项目的。
3、第三点是航天项目的竞争极少出现重复性投资。假如StarLink项目真的得以正式运行，其他公司大概率很难“另起炉灶”，一来航天不像互联网，基础投入比较固定，并不会因为StarLink自己省钱了而整个行业省钱，二来在后来者上天之后，将面对的是平均成本更低的StarLink，并不具备价格战的基础，推广将变得非常困难。
但正因为知道这件事成不了，反而让民营互联网卫星成为了宣传的“必选项”。例如有些民营公司打算用民营卫星星座进行5G覆盖、物联网覆盖的，基本上都可以判断为“PPT内容”。看看图个乐就完了。
考虑到目前StarLink项目仍在起步阶段，我们估算的这些数字必然不可能完全准确，但我们依旧可以从中窥探到StarLink接下来发展的几个关键点：
尽快通过试验星验证StarLink卫星的信号传输能力，试验关键的激光星间传输，证明其定位有盈利的空间；
在证明技术实力之后引入资本、或者是合作方；
开始大批量制造StarLink卫星和Falcon 9火箭，后者的发射频率要从之前每年的不到30次翻番，尽可能在2年内将第一阶段的1600颗卫星送入轨道；
寻找到低成本的卫星地面站建设方案，并且要能够对世界各地不同的网络状况进行适配。
最可怕的还不在于此，卫星项目跟很多其他商业投资不同，一旦失败，那么就是满盘皆输。举个例子，如果SpaceX千辛万苦真的证明了自己有打造StarLink的技术实力，但是最终没有人愿意投钱去推动这件事情，SpaceX大概率也知道能放弃。
又或者是在SpaceX把一批StarLink送上了太空之后，地面的业务拓展受阻，商用化不顺利。那么这些天上的卫星也不会转变为什么固定资产，他们的出路只有一条——在维持轨道的工质消耗完毕之前，变成一道流星，坠向地球。
这才是StarLink最应该被称为“赌局”的原因，因为一旦决定放下筹码，就不可能抽身离开。
接下来，就是时候看“钢铁侠”Elon Musk的发挥了。
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