【科技．未來】互聯網衛星籠罩地球 加劇太空垃圾危機？
一眾新舊科技公司正計劃發射大量衛星，提供能覆蓋全球互聯網大小角落的互聯網服務。然而，即使這些公司能夠順利生產如此大量衛星，實際操作又是否可行？而進一步放置如此大量衛星，又會否令早已十分嚴峻的太空垃圾問題雪上加霜？最後，當解決種種技術問題都迎刃而解，又是否就此人人有網上？
而當解決了生產線，下一步將是確保如此大量的衛星能夠順利操作。倫敦大學學院（University College London）的電腦科學教授Mark Handley利用SpaceX交予FCC的申請文件資料，上月初以電腦模擬Starlink運作。
他對馬斯克的計劃感到樂觀：「總括來說，我認為概念可行，而且SpaceX一直在各種技術上有所突破，例如衛星使用的無線相位陣列（phased array）和激光連結等。SpaceX需要同時追蹤大量目標並維持高數據傳輸率。我有信心SpaceX是可以做到的，只是需要點時間。」畢竟，無論硬件還是軟件，「從來沒有互聯網商試過管理這種網絡。」
安全是另一個問題。地球同步衛星與地球的相對位置不變，很少互相碰撞，但Dyer提醒，這些星座計劃就不一樣：「若有成千上萬的衛星，互相碰撞機率自然大增。」OneWeb創辦人Greg Wyler也承認，管理星座將十分困難，因為這些低成本的小型衛星每個只配備少量能源。若面臨碰撞，根本難以作出回應而避之：「你可以做什麼？除了吃爆谷，你什麼都做不了。」
碰撞風險不容小覷。FCC擔心，發射如此大量衛星，或有可能加劇現時已十分嚴重的太空垃圾（orbital debris）問題。據美國太空總署（NASA）追蹤，現時共有21,000塊直徑10cm以上的太空垃圾，1至10cm的約有50萬塊，小於1cm的更有過億。垃圾雖小，但由於在軌道上轉速極快而潛在危害甚大，例如FCC委員Jessica Rosenworcel就舉了一個例子：「一把太空人不小心弄丟的螺絲批圍繞地球以時速21,600英里飛行了35年，以這種速度，一件常見家庭用具也可造成浩劫。」
NASA軌道碎片首席科學家Jer-Chyi Liou的團隊研究成果刊於9月出版的NASA《軌道碎片》季刊，他們參考了要建造大型星座計劃的公開資料，假設了幾個情況，包括將發射6,700和8,300枚衛星，每個重330或660磅，並在軌道上運行五年，模擬太空垃圾的情況。他們發現，若星座有90%被準時清理，則未來200年將有260次碰撞；若清理率達99%，碰撞將降至34次，僅略高於現時風險。因此他們建議99%的星座衛星服役期滿後必須清理；而歐洲太空總署去年也發表類似研究，表示這些星座棄置率需達95%。
據跨國太空機構太空垃圾協調委員會（IADC）現時指引，衛星須於任務完結後25年內清理。但是按這些星座衛星每五年替換一批的頻率，第一批到期清理之時，就已發射了六次。這些軌道碎片或會造成凱斯勒效應（Kessler Syndrome），即引發連鎖碰撞，製造更多籠罩地球的碎片，以致無法再升空。
意識到問題的FCC在今年10月底發布了建議書，向衛星業者列出各種限制太空垃圾的方向，例如改良衛星設計、改善服役完結衛星撤離軌道的方法等。至於Liou的團隊則建議，星座衛星設計上需減少太空垃圾撞擊損傷，而爆炸率需確保在千分之一或以下。
但FCC和NASA都不是太空垃圾監管機構，提出這個假設的前NASA科學家Donald Kessler就憂慮：「他們真的會按時清理？過去只有約一半太空任務有依足指引，當中又以美國的往績最差。可能因為終究沒有具執法力的監管機關。」再者，加州州立大學多明格斯山分校（California State University Dominguez Hills）資訊系統教授Larry Press提醒，低地軌道橫跨之處遠不止美國：「你是否樂見SpaceX在某地區壟斷？他們是否需要受監管？誰可監管？他們超越國界，FCC在其他國家沒有任何權力。」
一些業者也有所自覺。例如SpaceX就在11月初向FCC申請修正，原定在1,110至1,325公里高軌道發射4,425枚衛星，而後改為將其中1,584枚衛星由1,100公里降至550公里。SpaceX聲稱這可減少16枚衛星（本來申請1,600枚），而且衛星接近地球的話，服役期滿後更容易被大氣粒子拉向地球，離開軌道而燃燒殆盡；同時可簡化衛星設計，並進一步降低延遲至15毫秒。而OneWeb也早已承諾會在衛星期滿兩年後將之撤離，並聲稱其星座設計可快速把壞掉的衛星移離軌道，減低風險。也有初創公司如Altius Space Machines正研究太空載具修理或補給衛星等。
國際間如何協作還有另一重考量。Wyler透露，OneWeb接觸過的國家監管人員都不放心，因為一直以來，國家都能控制國內網絡與國際間的連接，而衛星互聯網或會挑戰這種控制，製造出他們無法監控的路徑。有些國家願意與他國共用閘道，但有些卻擔心會被第三方監控網絡或竊取國家機密。
真正上網需求
若順利克服這些問題，美國麻省理工學院教授Vincent Chen認為，這些新的衛星互聯網計劃能否成真將取決於顧客支付的意願：「技術上可行不等於經濟上可行。10元或1元也許有可能，但非洲有多少人能每月付100美元使用這些服務？」Press則留有希望：「我估計，這些公司的收費將因地而異，即使最窮的地區也有可能負擔得起。」
但更根本的或許在於，到底一眾衛星業者有沒有認真了解過，那些未能上網的人是否真的如此渴望上網？發展中國家的經濟和社會狀況對衛星互聯網的鴻圖大計又有何限制？行業分析師Mansoor Shar認為有待觀察：「從需求角度來講，這些大型星座到底有沒有足夠市場，仍言之尚早。」
Northern Sky Research分析師Lluc Palerm-Serra解釋：「衛星業者要『連結另一半人口』，但現實是當中有三分之二是他們自己選擇不連結的。」他認為原因可能是上網費太貴，或對於上網可以提供的事物不感興趣，例如網絡醫生或職業訓練，又或他們根本不懂上網：「要彌補網絡覆蓋的不足，衛星是很好的工具，但對於這些因素沒有多大貢獻。」
Palerm-Serra建議，這些公司可以與當地政府或私人機構合作，教導當地人上網。一些國家已有展開類似計劃，例如墨西哥的Conectado、哥倫比亞的Vive Digital、澳洲的nbn等。衛星公司也可與當地互聯網業者合作。而Shar則認為，更重要的是先滿足發展中國家人民的基本生活需要：「食物和乾淨食水都是很多衛星公司的目標市場所缺乏的，所以，我不太肯定當地人是否真的關心能否上網？」
上文節錄自第144期《香港01》周報（2018年12月31日）《科技巨企紛紛進場 衛星互聯網引發新太空競賽》。
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