【科技．未来】互联网卫星笼罩地球 加剧太空垃圾危机？
一众新旧科技公司正计划发射大量卫星，提供能覆盖全球互联网大小角落的互联网服务。然而，即使这些公司能够顺利生产如此大量卫星，实际操作又是否可行？而进一步放置如此大量卫星，又会否令早已十分严峻的太空垃圾问题雪上加霜？最后，当解决种种技术问题都迎刃而解，又是否就此人人有网上？
而当解决了生产线，下一步将是确保如此大量的卫星能够顺利操作。伦敦大学学院（University College London）的电脑科学教授Mark Handley利用SpaceX交予FCC的申请文件资料，上月初以电脑模拟Starlink运作。
他对马斯克的计划感到乐观：“总括来说，我认为概念可行，而且SpaceX一直在各种技术上有所突破，例如卫星使用的无线相位阵列（phased array）和激光连结等。SpaceX需要同时追踪大量目标并维持高数据传输率。我有信心SpaceX是可以做到的，只是需要点时间。”毕竟，无论硬件还是软件，“从来没有互联网商试过管理这种网络。”
安全是另一个问题。地球同步卫星与地球的相对位置不变，很少互相碰撞，但Dyer提醒，这些星座计划就不一样：“若有成千上万的卫星，互相碰撞机率自然大增。”OneWeb创办人Greg Wyler也承认，管理星座将十分困难，因为这些低成本的小型卫星每个只配备少量能源。若面临碰撞，根本难以作出回应而避之：“你可以做什么？除了吃爆谷，你什么都做不了。”
碰撞风险不容小觑。FCC担心，发射如此大量卫星，或有可能加剧现时已十分严重的太空垃圾（orbital debris）问题。据美国太空总署（NASA）追踪，现时共有21,000块直径10cm以上的太空垃圾，1至10cm的约有50万块，小于1cm的更有过亿。垃圾虽小，但由于在轨道上转速极快而潜在危害甚大，例如FCC委员Jessica Rosenworcel就举了一个例子：“一把太空人不小心弄丢的螺丝批围绕地球以时速21,600英里飞行了35年，以这种速度，一件常见家庭用具也可造成浩劫。”
NASA轨道碎片首席科学家Jer-Chyi Liou的团队研究成果刊于9月出版的NASA《轨道碎片》季刊，他们参考了要建造大型星座计划的公开资料，假设了几个情况，包括将发射6,700和8,300枚卫星，每个重330或660磅，并在轨道上运行五年，模拟太空垃圾的情况。他们发现，若星座有90%被准时清理，则未来200年将有260次碰撞；若清理率达99%，碰撞将降至34次，仅略高于现时风险。因此他们建议99%的星座卫星服役期满后必须清理；而欧洲太空总署去年也发表类似研究，表示这些星座弃置率需达95%。
据跨国太空机构太空垃圾协调委员会（IADC）现时指引，卫星须于任务完结后25年内清理。但是按这些星座卫星每五年替换一批的频率，第一批到期清理之时，就已发射了六次。这些轨道碎片或会造成凯斯勒效应（Kessler Syndrome），即引发连锁碰撞，制造更多笼罩地球的碎片，以致无法再升空。
意识到问题的FCC在今年10月底发布了建议书，向卫星业者列出各种限制太空垃圾的方向，例如改良卫星设计、改善服役完结卫星撤离轨道的方法等。至于Liou的团队则建议，星座卫星设计上需减少太空垃圾撞击损伤，而爆炸率需确保在千分之一或以下。
但FCC和NASA都不是太空垃圾监管机构，提出这个假设的前NASA科学家Donald Kessler就忧虑：“他们真的会按时清理？过去只有约一半太空任务有依足指引，当中又以美国的往绩最差。可能因为终究没有具执法力的监管机关。”再者，加州州立大学多明格斯山分校（California State University Dominguez Hills）资讯系统教授Larry Press提醒，低地轨道横跨之处远不止美国：“你是否乐见SpaceX在某地区垄断？他们是否需要受监管？谁可监管？他们超越国界，FCC在其他国家没有任何权力。”
一些业者也有所自觉。例如SpaceX就在11月初向FCC申请修正，原定在1,110至1,325公里高轨道发射4,425枚卫星，而后改为将其中1,584枚卫星由1,100公里降至550公里。SpaceX声称这可减少16枚卫星（本来申请1,600枚），而且卫星接近地球的话，服役期满后更容易被大气粒子拉向地球，离开轨道而燃烧殆尽；同时可简化卫星设计，并进一步降低延迟至15毫秒。而OneWeb也早已承诺会在卫星期满两年后将之撤离，并声称其星座设计可快速把坏掉的卫星移离轨道，减低风险。也有初创公司如Altius Space Machines正研究太空载具修理或补给卫星等。
国际间如何协作还有另一重考量。Wyler透露，OneWeb接触过的国家监管人员都不放心，因为一直以来，国家都能控制国内网络与国际间的连接，而卫星互联网或会挑战这种控制，制造出他们无法监控的路径。有些国家愿意与他国共用闸道，但有些却担心会被第三方监控网络或窃取国家机密。
真正上网需求
若顺利克服这些问题，美国麻州理工学院教授Vincent Chen认为，这些新的卫星互联网计划能否成真将取决于顾客支付的意愿：“技术上可行不等于经济上可行。10元或1元也许有可能，但非洲有多少人能每月付100美元使用这些服务？”Press则留有希望：“我估计，这些公司的收费将因地而异，即使最穷的地区也有可能负担得起。”
但更根本的或许在于，到底一众卫星业者有没有认真了解过，那些未能上网的人是否真的如此渴望上网？发展中国家的经济和社会状况对卫星互联网的鸿图大计又有何限制？行业分析师Mansoor Shar认为有待观察：“从需求角度来讲，这些大型星座到底有没有足够市场，仍言之尚早。”
Northern Sky Research分析师Lluc Palerm-Serra解释：“卫星业者要‘连结另一半人口’，但现实是当中有三分之二是他们自己选择不连结的。”他认为原因可能是上网费太贵，或对于上网可以提供的事物不感兴趣，例如网络医生或职业训练，又或他们根本不懂上网：“要弥补网络覆盖的不足，卫星是很好的工具，但对于这些因素没有多大贡献。”
Palerm-Serra建议，这些公司可以与当地政府或私人机构合作，教导当地人上网。一些国家已有展开类似计划，例如墨西哥的Conectado、哥伦比亚的Vive Digital、澳大利亚的nbn等。卫星公司也可与当地互联网业者合作。而Shar则认为，更重要的是先满足发展中国家人民的基本生活需要：“食物和干净食水都是很多卫星公司的目标市场所缺乏的，所以，我不太肯定当地人是否真的关心能否上网？”
上文节录自第144期《香港01》周报（2018年12月31日）《科技巨企纷纷进场 卫星互联网引发新太空竞赛》。
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