焦點分析丨馬斯克的野心豈止特斯拉,他還要“上天入地”

時間:2019-09-11

作者丨邱曉芬

編輯丨楊林

提到馬斯克,大家最直接的聯想是馬路上到處跑著的特斯拉。

特斯拉不是第一家做新能源汽車的企業,但它將電動汽車連接互聯網,賦予汽車自我迭代的能力,並證明了電動汽車低成本量產的可能性。另一方面,特斯拉實行線上銷售+線下直營體驗的模式,廢除了傳統4S店的銷售渠道。

可以說,特斯拉重新定義了汽車、銷售和體驗。過去十年,特斯拉的故事鼓勵著科技力量加入造車行業,但到如今已經告一段落。

5G以及更高級別通訊網絡的發展,給通信行業帶來了很大的商業機遇。如今,馬斯克還瞄準上了傳統通信行業,他的太空探索公司Space X這幾年正在忙著“上天”搶佔低空通信衛星軌道。

那麼,當天空佈滿馬斯克的衛星時,中國企業將會面臨什麼?

2015年,政策的放寬,中國的商業航天領域開始萌芽,四年間,商業航天已經完成了衛星設計製造、火箭研製發射、衛星在軌運營的產業鏈佈局。除了國家隊,這個賽道還湧現除了一批初創公司和上市公司。不過,國內商業公司發射的衛星主要是物聯網窄帶衛星,在馬斯克的低空通信衛星爭奪戰中,中國公司的身影還不多,衛星通信商業化開發還存在很大的發展空間。

除了特斯拉和Space X,馬斯克的旗下著名的公司/項目還有隧道挖掘公司The Boring Company和超級高鐵(Hyperloop)。如果想用一個詞來概括馬斯克這些公司的特點,“顛覆”或許很適合:Space X是對人類出行方式的顛覆,星鏈是對通信行業的顛覆,Loop隧道是對公共道路的顛覆, 超級高鐵是對列車的顛覆。

馬斯克,正在無形中定義著人類未來的生活方式。

上天:佔坑低空衛星軌道

馬斯克成立Space X的初心或許是讓人類可以自有穿越不同的星球。這個目標現在還太長遠,隨著5G時代的來臨,馬斯克的籌碼押在了通信衛星上。

2013年,Space X已經開始試水商業衛星發射,直到2015年,馬斯克宣佈了“星鏈計劃”。計劃分三個階段,最終將把1.2萬顆衛星送上軌道,在全球範圍內提供成本更低的互聯網連接服務

1.2萬顆衛星是什麼概念?這個數字已經超越人類歷史發射衛星數量總和。

星鏈的衛星排列在獵鷹9號火箭中 圖來自Space X官網

SpaceX公司、OneWeb公司的相繼加入,掀起了低地球軌道互聯網衛星星座的技術熱潮,由於低軌星座頻率資源有限,運營商們早已開始“佔頻保軌”。

幾乎在星鏈計劃官宣的同時,Space X最有力的競爭對手OneWeb公司也提出了衛星部署計劃,計劃發射650顆衛星。2017年,OneWeb已經比SpaceX優先申請到了頻率波段和可用軌道。後來,OneWeb發現Space X申請的衛星軌道與自己的軌道高度重合後,才氣急敗壞向聯邦通信委員會(FCC)提出批准其建立專屬緩衝區的要求。

這也是OneWeb的競爭策略——一旦FCC同意,其他公司接下來很難再爭取相同高度的衛星軌道。因此,面對激烈的指控,SpaceX不得不做出讓步,於2018年底向FCC提出了修改申請。

在這場比賽中,Space X動作不是最快的,卻是單次發射的數量最多的。今年5月,Space X的獵鷹9號一次性了搭載60顆衛星,衛星到達軌道後再依序展開,而OneWeb在今年2月發射的次數只有6顆。

和其他公司相比,Space X的星鏈優勢在於成本和技術基礎。Space X已經開發除了獵鷹1號、獵鷹9號、龍飛船等產品,在商業運輸服務(宇航員、太空艙、補給)上已經有了豐富的商業經驗,因此衛星升空時搭乘的也是自家運力相當充足的火箭獵鷹9號。再加上,Space X已經可以實現火箭的回收再利用,整體成本也更加可控。

在部署的衛星的數量和效率上,Space X的風格更大膽:其他公司申請的衛星數量只停留在百位或千位時,星鏈計劃已經到萬級;要實現全球最基本的寬帶覆蓋至少要360顆衛星,Space X的這60顆衛星已經和地面建立聯繫,但還沒來得及實現衛星間的互通,也沒有真正的通信功能。

馬斯克顯然不會打沒準備的仗。和OneWeb的前述爭端說明了一件事兒:申請並不意味著萬無一失,只有發射成功後才是,隨著星鏈計劃未來新衛星的補充,早期用來佔坑的衛星將會被慢慢取代。

Space X和OneWeb的競爭還在持續,另一邊,不少科技公司已經把低空通信衛星計劃提上日程。2015年,三星公司此前也提出放飛4600顆衛星的計劃;2018年,Facebook也加入了互聯網衛星計劃;2019年,亞馬遜提出“Project Kuiper”,計劃在2029年前部署3236顆通信衛星。

反哺自動駕駛?

星鏈計劃也是為特斯拉等車企未來實現高級自動駕駛大規模落地鋪路。

儘管特斯拉宣稱車型已經具備了相應的能力,這還遠遠不夠——政策協同以外,L4/L5級別自動駕駛大規模運用,對於高精定位、通訊速率和數據存儲容量提出了更高要求。

定位上,目前普遍採用的方案是地面基站校準衛星測量誤差的“地基增強”方案,不過由於部分區域(海面/山區)無法建地面站,加上成本較高,用戶端數據分發存在真空區。

“星基增強”可以解決大範圍高精定位需求——即地面站數據上傳到衛星,再由衛星進行分發。目前,Space X已經向美國聯邦通信委員會申請了1萬多顆衛星的軌道資源,配合衛星和用戶信號接收的地面站也正在佈局申請。

高級別自動駕駛情境下,僅僅依靠車輛自帶的雷達、傳感器、攝像頭系統無法做出基於全貌的判斷。C-V2X(C即Cellular,V2X即vehicle-to-everything)是基於蜂窩網絡的車聯網技術,幫助車輛通過通信信道共享信息,增加自動駕駛的感知範圍,實現車和車、車和人、車和基礎設施的互聯。

因而, 5G,甚至是更高級別的蜂窩網絡作用會更大,這代表著能提供更高速率的網絡互聯服務,時延也更低。按照星鏈計劃,Space X發射的衛星分佈在三個不同高度(340公里、550公里和1150公里),比地球相對靜止的衛星距離近了很多,因此時間延長更短,傳播速度已經能和光纖媲美。

數據容量也是影響自動駕駛的重要因素。未來的自動駕駛汽車一個小時內可以產生40TB的數據,摩根士丹利分析師亞當·喬納斯在一份報告中表示,特斯拉可能會使用SpaceX開發的寬帶網絡管理該公司大量的自動駕駛數據。

不過,Space X星鏈計劃還只是剛剛開始,單一衛星總帶寬和衛星數量也有限,定點同時間天頂可能只存在1顆或者幾顆星鏈衛星飛過,服務的用戶數量還很有限。這種情況未來將會得到改善,SpaceX的聰明之處在於,衛星的軌道已經佔好了,並且已經形成了一套未來可持續的方案。

入地:公共交通顛覆者

太空出行還是自動駕駛,都不是現在出行的主要矛盾。目前,地面是人類出行的主要場景,道路擁擠是大多數國家都面臨的難題。對此,一些車企和科技大佬的研究方向是改變交通工具,比如飛行汽車,而馬斯克的思路則是顛覆傳統公共交通。

馬斯克Boring公司的第一條地下隧道位於Space X公司地底下。據公開消息,首條的隧道是2公里長的圓筒,汽車從地面的升降梯運到地下。汽車在地下隧道不止是單向行駛,馬斯克曾表示,未來的地下隧道網絡可達30層,可容納汽車和列車,車輛也可根據實際需要更換線路。

特斯拉在Loop的隧道中 圖來自於TBC官網

隧道最初是利用一塊電動滑板來運輸汽車。不過,馬斯克不允許自己的創新建立在浪費之上,出於成本和適配性的考慮,馬斯克改進方案,為汽車安裝四輪以外的“引導輪”以替代滑板,維持車輛行進方向固定。

和傳統道路相比,Loop隧道的運作時效更高,車速最高時速可達200-250公里,並且只能允許有自動駕駛能力的電動車,因此可以說解決了城市交通的汙染問題。在實際操作中,挖掘成本也還不到鐵路的10%。Boring公司的一位投資者曾斷言:隧道設計是對公共交通的顛覆。

Boring公司除了已經在美國拿到數個交通改造項目,此前,馬斯克在上海的世界人工智能大會上稱,還將啟動Boring公司的中國項目。

不過,馬斯克的隧道在實際推行中遇到了很多難題。首先,公共交通改造方案難免存在著社會關係衝突,比如在洛杉磯,建築項目最經常遇見環境訴訟。2018年11月,Boring公司的隧道工程第一次受挫,原因是加州的居民團體認為該公司稱隧道工程規避了某些環境審查流程。最終,為了達成和解,馬斯克不得不放棄了某些路段的挖掘計劃。

其次是和車輛的適配問題。在馬斯克的這種交通解決方案中,所需的引導輪暫時只能運用在特斯拉的車型上,車主需要另外購買,進入隧道前也需要人工安裝,而未來Boring公司是否會開發出適配所有車型的引導輪方案,亦或是和不同的汽車企業達成協議,尚且不得而知。

超級高鐵:第五種交通方式

城市內的擁堵解決方案有了,馬斯克還想解決城際交通耗時長的問題。2013年,馬斯克提出了“超級高鐵”(Hyperloop)的方案,並發表了轟動世界的《超級高鐵緣起》白皮書。

這一方案由90年代的“真空管道運輸”概念啟發而來:車廂在近乎真空的管道中由磁懸浮推進,如同子彈一樣被髮射到目的地。馬斯克此前的預期是,這種超級高鐵的時效將達到接近音速的1200公里,相當於乘客未來從洛杉磯到達舊金山只需要30分鐘。

馬斯克《超級高鐵緣起》白皮書中的超級高鐵示意圖 圖來自於Hyperloop One官網

馬斯克的這一設想也給了很多初創公司啟發。

美國公司HyperloopTranspotation Technologies(HTT)是在馬斯克白皮書發佈的兩個月後成立的。2017年,這家公司打造了全世界第一個全尺寸的超級高鐵膠囊。

Hyperloop One是另一家頗有成績的超級高鐵研發公司,已經對推進系統和真空環境做了測試,是第一家測試全尺寸超循環系統的公司。

超級高鐵作為“第五種交通方式”,由於技術壁壘,目前還沒有能落地的方案。

據光明日報,西南交通大學超導與新能源研究開發中心首席教授趙勇認為,“超級高鐵”所使用的真空管道技術難以實現,未來大規模運用首要解決的問題是如何低成本解決維持大面積真空空間。此外,磁懸浮或氣懸浮技術還不成熟,超級高鐵所需要的直線牽引技術也不能滿足動力需要。

儘管如此,搶單已經開始了。2017年起,HTT公司已經與捷克、印尼、韓國、印度、中國等國家簽署了超級高鐵測試/開發協議;Hyperloop One重點放在美國市場,在密蘇里州、俄亥俄州等地已經有了具體的路線,並且已經開始測試,在國際市場,這家公司還嘗試進軍芬蘭和瑞典。

和別的項目不同,馬斯克在當中更多是倡議者和推動者的角色——這一項目僅整合進Space X旗下,並未成立獨立的公司;馬斯克在發佈白皮書時直言,“僅向外界拋出這種概念,讓其他方面進行探測和研究”。

和前述兩家初創公司相比,馬斯克的動慢了很多。Space X每年都會召開超級高鐵大賽,邀請高校團隊參加,比賽圍繞超級高鐵的設計和速度展開。直到2018年,馬斯克才獲准在紐約和華盛頓特區之間建立超級高鐵,同年4月,其旗下的“超級高鐵乘客艙”才進行了測試。

比賽的目的或許除了是為超級高鐵貢獻思路,但也有內部人士稱活動也是在幫助Space X物色工程師人才。

曾經有人這麼評價過馬斯克:馬斯克想開電動車,特斯拉成立了;馬斯克想要便宜的太空旅行,SpaceX成立了;馬斯克想讓出行更快,超級高鐵有了;馬斯克想讓上下班不塞車,隧道公司Boring成立了。

馬斯克未來出行的這些概念最初看上去非常天馬行空,但不得不承認,這些願景正在一步步實現。正如一位網友所說,“馬斯克從未告訴別人世界多糟糕,卻一直致力於改變世界。”

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