先探／科技新勢力 低軌道衛星

低軌道衛星是串連起全世界高速傳輸環境中，最重要的一個環節，這也難怪從特斯拉到亞馬遜接連殺進這個商機，甚至連女股神的太空探索ETF銷售額度瞬間秒殺，低軌道衛星到底有什麼魅力？

文／吳旻蓁

自美蘇冷戰起，人類對於太空場域的運用與探索就不斷擴大，且大國對於「爭霸太空」的企圖心也隨著時間的推移不斷膨脹，從登陸月球、探索火星，到衛星布局等皆是戰場。如今隨著第五甚至第六代行動通訊的到來，低軌道衛星（Low-Earth Orbit; LEO）遂成為二一世紀全球競爭的新戰場，不論是傳統太空強權抑或是新興太空國家，無不投下大量資源發展太空科技與產業，就是希望能搭上即將爆發成長的低軌道衛星商機。但究竟低軌道衛星為何得以成為此次全球太空軍備大戰的主角？

回顧衛星的發展史，自一九六五年第一顆商業通訊衛星發射成功後，衛星通訊服務正式開始蓬勃發展，專家解釋，所謂的通訊衛星，就是把架設在地面大樓屋頂的基地台移到太空中，優點是訊號覆蓋範圍大，幾乎可以傳送到世界的任何一個角落。一般來說，衛星依軌道高度不同，可分為同步軌道（Geostationary Orbit; GEO）、中軌道（Medium-Earth Orbit; MEO）及低軌道衛星三種。

傳輸時間短、低延遲為優勢

而衛星的高度與「繞地球時間」有關，當衛星高度愈低，前進速度愈快，繞地球一圈需要的時間就愈短；反之，衛星高度愈高，繞地球一圈的時間就愈長。進一步來看，不同距離也使這些衛星肩負著不同的任務，同步衛星顧名思義就是與地球同步運轉的衛星，距離地面三五七八六公里，延遲時間大約二五○毫秒（ms）；由於同步衛星會固定在相對於地面的同一個位置，因此可以持續對地球上的同一個範圍進行連續觀測，像是電視轉播、氣象雲圖就是用到此衛星。中軌道衛星高度落在二○○○到三五七八六公里之間，延遲時間大約一○○毫秒，目前主要是衛星定位、導航使用。

至於低軌道衛星距離地表最近，在二○○○公里以下，因傳輸時間短，延遲時間僅大約「二○毫秒」，而這就是使它成為這波太空軍備大戰主角的關鍵原因。伴隨５Ｇ正式運行，為了滿足人工智慧（ＡＩ）、物聯網、車聯網等新興應用，大頻寬、低延遲、大量連結的需求也跟著與日俱增；且未來的６Ｇ不僅比５Ｇ更快速、更穩定、傳輸量更大，也將有更大覆蓋及極低能源／成本的訴求。

對此，低軌衛星的價值就在於可提供不受地形限制的大範圍覆蓋，補足地面基地台無法到達的地區如山區、海上、沙漠等，進而實現無縫式的全方位覆蓋。舉例來說，低軌道衛星可協助自駕車在接收不到行動網路時，改由衛星網路來通信及導航，確保車輛在自動駕駛行進過程中的高度聯網與準確控制；而若從全球人口來看，目前地球上還有約三五億人沒有受到網路的覆蓋，但有了低軌衛星的輔助，這些人也將有網路可以使用。

再者，近幾年火箭發射成本開始隨著「可重複利用」此一特性降低，和十年前相比，現在衛星製造發射成本整整壓低至過去的五分之一；此外，射頻元件與天線技術的突破，也使衛星通訊的效能比二○年前進步許多，這都推升低軌衛星如火如荼地發展。美國顧問公司麥肯錫（McKinsey）預估，全球衛星通訊市場至二○三○年將達到四○○億美元，年複合成長率達七％，且看好產業仍在起步期，預期未來十年成長速度還有可能更快。（全文未完）

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