创业公司,而非政府机构成为新一轮太空竞赛的主角
在过去的一年里,科技巨头们总是和卫星绑在一起。
今年,Google 因为负责人离职而停掉了卫星项目;而 Facebook 则刚刚因为成本问题放弃了发射卫星普及互联网的项目,尽管这个社交巨头市值已经高达 2500 亿美元……
但做卫星生意却仍然在吸引大量前赴后继的竞争者。
更多公司加入进来亚马逊创始人杰夫·贝索斯(Jeff Bezos)旗下的 Blue Origin 刚刚完成太空船测试;Greg Wyler 离开 Google 之后,创立了 OneWeb,计划是发射 648 颗近地卫星,拉来了空客合作融资 5 亿美元;而 SpaceX 也正在用更低的费用承接发射火箭和卫星的工作;自己的项目完蛋后,Google 投资了 SpaceX,还收购了卫星遥感图像公司 Skybox……
这不是科技公司的第一次卫星热,早先微软和摩托罗拉都曾大力投入卫星,结果都以失败告终。
但到底是什么,让这个原本属于政府主导的市场变成了科技公司争夺的高地?
卫星相关的小公司越来越多了
有趣的现象是,去年发射的大多数卫星并不是由传统太空公司发射,而是由风险投资支持的创业公司发射。
通常我们看到的 Google 地球卫星图片,一般是购于 Digital Globe 公司。这个成立于 1992 年卫星公司是商业卫星成像的标杆,他们发射的 WorldView-3 大型遥感卫星能在距离地球上空大概 616 千米的地方工作,可以提供高达 0.3 米超高分辨率的图像,造价 4 亿美元。尽管这些至少是 6 个月或者几年前的照片。
DigitalGlobe 的 WorldView-3 卫星,重 2.8 吨
而近年来进入卫星行业的创业型公司所提供的服务和 DigitalGlobe 不同,他们使用的是分布在近地轨道上的小卫星群,虽然在图片分辨率比不上 DigitalGlobe,但它们能以更低的价格,发射更多的卫星,提供更加新的照片。
Skybox 卫星的假想图,重量约为 100 公斤
卫星图像公司 Skybox Imaging 成立于 2009 年,在 2013 年成功发射第一颗近地卫星,重量约 220 磅,体积和小冰箱差不多大小,能拍摄分辨率在 1 米左右的图片,虽然低于 DigitalGlobe 提供的超高清照片,但 Skybox 每颗卫星的发射成本不足 2000 美元,可以用四年,而 Digital Globe 的卫星每颗卫星成本高达 4 亿美元。
目前 Skybox 主要用六颗近地轨道卫星,提供同一个地点最多一天四次的实时图像。2014 年,该公司被 Google 以 5 亿美元收购。
Planet Labs 卫星,重量约为 4 公斤
Planet Labs 在 2010 年底成立,CEO William Marshall 上个月在全球地理信息开发者大会(WGDC)上透露,目前 PlanetLabs 的卫星数已经达到 87 颗,接下来将会破百。
Planet Labs 的拍摄分辨率不太高,只有 3-5 米,但胜在卫星多。为了降低成为,这家公司采用小卫星集群,它的鸽子(Dove)航天器只有 10x10x30 厘米大小。该公司与 NASA、SpaceX 这些卫星发射公司合作,将鸽子送上太空,将拍摄到的大约 3-5 米分辨率的图片卖给不同垂直领域的公司,如地图公司、建筑公司等。
而另一家 BlackySky 成立还不到三年,母公司 SpaceFlight Inustries 获得了 2000 美元的 B 轮融资,计划在明年发射 6 颗卫星,到 2019 年打造一个由 60 颗卫星组成的星座。这些卫星将放置在特定轨道上,在主要城市上空拍摄分辨率在 1 米左右的影像,每天重复 40-70 次。
与 Skybox 和 Planet Labs 商业模式不一样的是,BlackSky 打造的是一个卫星影像平台,用户从个人到政府以及数据分析企业。
此外还有加拿大的 UrrthCast、空间天气预测公司 PlanetiQ、专门提供国际空间站的对地卫星影像公司 Teledyne 等等……
最早,卫星生意只是政府的主场
卫星以及运载其上天的火箭,最早是美国和俄罗斯政府带有军事目的的研发项目。
1957 年,苏联成功发射第一颗人造卫星“斯普特尼克 1 号”(Sputnik 1),到了 1960 年代,由于冷战和航天军备竞赛的开始,运载火箭技术就出现了爆发式的增长,运载能力从 20 吨提高到最高 120 吨。当时,各国军方将卫星图像作为展示国家科技实力,以及作为武力威胁其他国家的方式。随着火箭上天的可以不只是卫星,而是洲际导弹。
斯普特尼克 1 号
在 1960 年代,为了航天航空事业,美国就已经花费了 250 亿美元。但因为火箭发射成本太高了,除了发政府自己需要用的卫星和导弹,他们也会将火箭内部空间租给第三方的卫星公司,这些卫星公司最早的客户很多来自于电视界,因为要给电视机传送电视台的模拟信号。
而通过火箭运载卫星上天这也渐渐成了一门政府生意,美国也在 1970 年代提出了“航天飞机”计划,让可以重复使用 100 次的航天飞机作为运载货物的主要工具。
1977 年出版的美国宇航局《空间运系统手册》中提到,租赁一架航天飞机的价格是 2000 美元/次。当然,也可以几家公司联合租用一架飞机来分摊费用。在当时,一颗长度为 1 米,质量 1 吨的卫星,发射的单价在 300 美元左右。当然,这是 1970 年代的币值。
后来,也有公司们开设了民用火箭和航天飞机发射业务,尽管他们大多与各国政府有关、财大气粗,而且比政府自己研发和发射卫星的总投入要低,所以政府有民用需求的时候,就会转而成为了这些第三方公司的客户,将火箭、航天飞机后续研发的费用转嫁到这些公司身上。
而因为费用昂贵,以及与政府合作的效率并不高,摩托罗拉和比尔盖茨都在卫星事业上摔了跟头。
在上世纪末,财大气粗的摩托罗拉就已经畅想过用卫星将全世界连上网络的愿景——铱星计划,当时摩托罗拉花费了 34 亿美元,发射了 66 颗近地通信卫星(原计划为 77 颗),用来提供全球性的卫星电话通讯服务。但由于地面通讯设备的发展导致昂贵的卫星电话使用率太低,使得铱星计划在执行了 1 年之后,在 1999 年申请了破产保护。
铱星 9575 卫星电话
比尔·盖茨与“蜂窝电话之父”麦克维成立的 Teledesic 公司下场就更加凄惨了。一个发射 840 颗低轨卫星组建卫星通信网络的宏伟计划,仅仅发射了一颗卫星,就在 2002 年宣布破产。
为什么资产不到以往一颗卫星价格的公司都想发射卫星
OneWeb 目前融资 5 亿美元,它的计划是发射 600 多颗卫星。这融资额仅够 1990 年代初美国奋进号火箭发射一次而已。究竟发生了什么,让现在并非“财大气粗”的卫星初创公司都能靠着廉价卫星赚钱了呢?
原因主要有三个,一是卫星的生产过程,或者说是卫星研发过程的改变。二是人们对卫星服务的需求一直有增无减。三是整个卫星发射行业的改变,对大型发射联盟的依赖减少,以及发射成本的降低。
以往的卫星由政府拨款研发的、大型、长寿的高轨道卫星,例如美国在 1991 年发射的高层大气研究卫星(UARS)就重达 6 吨。
但创业公司做的是重量在 1 千克左右,飞往离地球 300-2000 千米高度的近地轨道卫星。而得益于消费电子产业的发展,众多性价比高的组件给小型卫星的发展奠定了基础,以 Skybox 和 Planet Labs 为例,他们所制造的卫星组件均出自商业世界的现有成果:手机中的无线发射组件,用在牙科工具上的反作用轮,原本用在汽车与医疗设备上的处理器,而最重要的照相服务则结合摄影电影中的摄像机,以及互联网上的开源软件。
无论在软件还是硬件,Skybox 和 Planet Lab 所采用的都是硅谷常见的“精益创业”思想。
尽管 Skybox 的卫星比不上 Digital Globe 造价高昂的卫星拍摄的超清图像,它的优化放在了软件,通过算法结合几十张不同角度拍摄的图像,Skybox 能提供 1 米分辨率的清晰图像。通过对软件算法的优化,大大减少了对卫星操作本身的要求,以及卫星所需要的能量,进一步降低了成本。
而 Planet Labs 公司的鸽子卫星寿命只有 1-3 年,相当于一个一次性使用的卫星,但这种“用完就扔”的便利能方便公司将最先进的技术应用到新的鸽子上,加上不断完善的图像分析软件,比起需要多年研发的传统卫星,这种快速迭代更符合创业公司的节奏。
与此同时,为这些卫星创业公司提供辅助服务的公司也大量出现。位于旧金山的 Pumpkin 公司,从 2000 年开始就专门销售微型卫星组件,它们的微型卫星由铝制外框,一块主板、软件、内存、处理器组成,看起来就是一个重 0.9 kg,高 0.1 米的硬件魔方。
Pumpkin 的微型卫星,看上去就是很普通的一个电路板
而英国的 PocketQubes 的袖珍立方体卫星,体积只有 5 立方厘米。学生、研究者和太空爱好者只需最少 5999 美元,就可以开发出功能完整的小型廉价卫星。
太空这门生意在 2013 年共产生了 2562 亿美元,其中卫星发射服务占了 33%,而面向地面消费者的服务占了 58%,包括遥感图像带来的农业监控、城市管理、天气预报等服务,还有卫星通讯服务。
BlackSky 的首席技术官 Peter Wegner 在接受采访时提到,还有很多算法和分析企业对地球影像需求强烈。而铱星计划的复兴以及卫星互联网的兴起说明,人类接入网络的需求从来没有减弱。
与此同时,卫星发射行业也在发生变化。和卫星公司同时火起来的,还有那些负责将卫星带入近地轨道的火箭发射生意,他们共同的目的都是提高卫星的发射频率,以降低太空基础设施的建造成本。
原本市面上做卫星发射生意的竞争者不超过 8 个,他们大部分都有财大气粗的集团背景或者深远的政府关系。例如法国的阿里安航天公司,是欧洲空间局的子机构;中国长城工业集团,中国政府授权公司;美国联合发射联盟,是美国波音集团和洛克希德·马丁两大航天公司合资公司。
2004 年,美国联合发射联盟的单次发射报价在 7000 到 9000 美元之间。在2012 年,他们发射了 4 次,总报价 17.4 亿美元,平均每次 4.35 亿美元。国际发射服务的价格在单次 1 亿美元左右,而阿里安航天公司,平均价格达到了 2 亿美元一次。
至于最为人熟知的火箭创业公司 SpaceX?他们 2014 年单次发射的价格在 5400 美元左右,因为一直在试验可回收火箭的方案,就是将最贵的火箭助推器重复使用来降低发射成本。目前猎鹰 9 号的火箭发射成本大约为 6100 美元,如果有一天 SpaceX 的可回收火箭方案成功,那每次太空旅行的成本就能降低到 3-500 美元一次。
据咨询公司 Teal Group 的数据,2014 年共有 303 颗卫星升空,其中小型卫星占了一半,约 150 颗,因此对于小型卫星发射这个细分市场也发展起来了。
位于旧金山的 NanoRocks 公司研发的微型卫星发射适配器 Kaber,一次性最多可以携带 100 千克有效载荷(大约两只微型卫星),在 2015 年底将由 SpaceX 火箭带到国际空间站。
以往并没有专门搭载小型卫星的火箭,小客户通常要等上几个月或一年左右,按着火箭的发射时间表等候,才能让自己的小型卫星搭上商业卫星的“顺风车”上太空,要知道 2012 年美国发射联盟只发射了四次。
还有公司通过飞机来发射火箭,一种技术难度较低的方法。成立于 2011 年的 Generation Orbit 火箭发射公司降低发射成本的方法,是将火箭装配到“湾流”商务机上,然后以 200 美元的价格提供发射任务。目前该公司已经拿到了 10 份意向书,客户要求其每年发射 200 到 250 次。
OneWeb 和卫星互联网计划
这一轮太空竞赛中,有一个名为 OneWeb 的小公司格外显眼,它目前和空客公司(Airbus)、可口可乐、高通和维珍集团都有投资合作的关系。此前 Google 的卫星项目也由它的创始人主导。
OneWeb 公司的创始人 Greg Wyler 25 岁时依靠设计和出售电脑部件赚取了人生的第一桶金,随后他先后成立了通信创业公司 Terracom、卫星公司 O3b Network,以及目前的第三家公司 OneWeb。
1992 年,在 Wyler 在本科修完了金融和计算机科学后,他成立了自己的第一家公司,名为 No Overhead,专门为用户定制个人台式机,但最重要的产品是他设计的用大块金属制成的新型散热器,用来代替当时普遍的又吵又大的风扇散热器。
到了 1994 年,Wyler 成立了 Silent System,专门用来出售他的散热器。当时他为了获得订单,一边完成芝加哥伊利诺伊理工学院的法学院,一边在小隔间里对着电脑连续工作。五年后 Silent System 做出了台式机行业最好的散热器,成本只有 50 美分,这不仅帮他争取到了戴尔、惠普等一系列用户,还让 Wyler 赚到了人生的第一桶金——当时的电子产品制造商 Molex 以 1 亿美元收购了 Silent System。
而 Wyler 卫星联网梦的起点是在 2003 年。在偶然认识了当时的卢旺达总统保罗·卡加梅(Paul Kagame)后,Wyler 来到卢旺达,成立了一家名为 Terracom 的电信公司,主营业务是为卢旺达居民提供手机和互联网服务。
Wyler 在当地铺设光缆,建成了非洲第一个移动 3G 网络系统。虽然得到了大量的入网用户,但 Wyler 最终还是出售了 Terracom 公司,因为光缆网络存在局限性,不能有效地与全球互联网连接,于是他创建了 O3b Network。
顾名思义,O3b 代表着“另外 30 亿人”(other 3 billion),Wyler 的目标是在赤道地区,利用近地轨道卫星提供互联网,由于距离地面只有 5000 英里,因此传速度从同步卫星的 500 毫秒延迟降低到了 150 毫秒,几乎可以媲美光缆。
O3b 瞄准的服务区域
目前 O3b 已经发射了 12 颗卫星,成为了太平洋地区最大的互联网服务供应商,获得了太平洋群岛上的网络运营商,海上游轮航线、石油钻塔公司的订单,该公司今年有望达到 1 亿美元收益。
2010 年,Google 收购了 O3b Network,而 Wyler 本人在 Google 干了一年不到又辞职了,理由是认为 Google 不具备生产卫星的能力。
于是 OneWeb 诞生了。
这次,OneWeb 的野心不是几十颗卫星能够满足,它的计划是发射 648 颗人造卫星,而且这些卫星离地面的距离更近,大概只有 750 英里的高度,Wyler 希望将卫星和地面之间的信息传时间缩减到 20 毫秒,为人们提供高水平的互联网。
O3b 主要面向具有大型天线接收设备的电信公司,而 OneWeb 则主要面向个体、或者公共设施,例如学校、医院等,而 OneWeb 提供的终端设备,就可以向周围发送热点,附近的设备就可以通过 Wi-Fi 或 LTE 信号接入该热点。
而他的坚持为他带来了众多合作伙伴,在先后获得维珍集团和高通的投资之后,空客(Airbus)公司宣布为其制造卫星,发射则由维珍银河负责。
如今,OneWeb 已经和一些运营商达成合作,抛弃地面上的陆地光缆线路,改用卫星来传基站之间的光纤信号。加上 Wyler 手中的 Ku 频谱资源,这也许是 Greg 离自己的梦想最近的一次。
如果说上世纪的太空竞赛的开始是苏联 1957 年的第一枚人造卫星“斯普特尼克 1 号”(Sputnik),那么现在,新一轮的“太空竞赛”依然从卫星开始。
地球上空已经有 3000 枚人造卫星在运作,但在去年,记录在案的卫星发射依然达到了 132 枚。如果 SpaceX 和 OneWeb 的计划顺利,我们可以预见到一个异常拥挤的天空。
太空竞赛又回来了,但这一次,我们不用再等政府。