东山再起的铱星依然充满创造力

铱星系统，原名Iridium SSC，现用名Iridium Communication Inc，是美国摩托罗拉公司在上世纪90年代部署的低轨卫星通信星座。

铱星的发展过程中充满变数：一代系统于1987年提出，1990年对外发布，1997年开始部署，1998年系统正式上线运营，却在仅仅9个月后申请破产。这个部署了13年、在轨运营66颗卫星、成本高达60亿美元的星座计划，被Don Colussy花费2500万美元收购，成交价仅为成本的0.42%。

虽然铱星公司的破产是20世纪商业航天领域的最大遗憾，但铱星星座仍然创造了诸多第一：全球第一个也是唯一一个提供无缝实时语音通信的卫星系统，第一个在卫星上使用相控阵天线的卫星系统，第一个用单星四向星间通信的卫星系统，也是第一个把通信交换系统（Switch）带到太空的卫星系统。

经历了破产重组又东山再起的铱星公司，已于2019年完成铱星二代星座的部署，服务能力也上升了一个等级，仍然在低轨星座的竞争中占据重要地位。

20世纪最完美的低轨星座

铱星卫星通信系统（Iridium Satellite Communications）最初由摩托罗拉牵头开发，初始设计理念是在地球低轨道部署77颗卫星，覆盖地球表面任何地方，满足实时通话需求。之所以取名“铱星”，正因为铱是原子序数为77的元素。不过，后来经计算表明，只需66颗卫星就能完全满足需求。

铱星星座示意图

一代铱星星座的66颗卫星运行在780km的太空轨道上，倾角为86.4度。每条轨道上除布星11颗外，还多布1至2颗作为备用。铱星使用Ka频段与关口站进行通信，使用L频段和终端用户进行交互，每颗卫星质量在680kg左右，功率为1200瓦，采取三轴稳定结构，服务寿命5-8年。

铱星系统采用了多波束技术，每颗星有48个点波束，实现了极高的频率复用率，大大提高了系统的通信容量。在相同面积的区域内，铱星系统可提供的话音信道是GEO卫星通信系统的2倍。同时，铱星系统采用极地轨道，实现了GEO系统所未能做到的极地地区的通信覆盖。

其中，铱星系统的最大特点是使用了单星四向星间通信，这在当时是独一无二的，四颗卫星之间的交叉链路运行速度为10Mbps/秒，免除了用户长时延、大回声的烦恼。

铱星系统于1998年11月1日正式开始运营，这是世界上首个大型低轨通信卫星系统。尽管这在技术上是一次重大突破，但是在实际运营时却出现了很多问题，比如铱星电话只能在空旷的地方使用，室内和车上不能通话，可靠性和清晰度也较差；铱星系统在欧洲、非洲和亚洲的很多国家都无法使用等。

最为核心的问题是，铱星的高成本导致了高价格，使其竞争力较弱。据铱星公司最初估算，需要大约65万个用户能够实现盈亏平衡，但铱星系统运行期间只有2万左右的用户，市场需求的下降以及初期市场估算时过于乐观，导致铱星公司的经营很快就难以为继。尽管后期为了挽救市场，铱星电话大幅降价，但为时已晚。到公司破产时，铱星的全球用户只有6万左右，与预想的用户数量相差甚远。

此外，海底电缆和光纤的大量铺设，让人类的洲际通信不再单纯依赖于卫星，且以诺基亚为代表的手机通话和短信业务的崛起，也让通信的应用场景发生改变。

就这样，一个耗费60亿美元建立的完美低轨星座，以破产收场。但实际上，铱星的故事并没有终结。

新时代已经到来

2000年3月17日，铱星破产。3月23日，和平号空间站进入大气层，结束了它长达5519天的在轨生涯，但摩托罗拉坚持让所有铱星坚持在轨运行。

2001年，铱星公司得以重组，并在2003年的伊拉克战争中战时通信方面发挥了重要作用。自此，美军成为铱星的最重要客户，并为其支付3600万美元的包年费用。

铱星一期星座从1997年就开始入轨，当时已逐渐进入寿命的终期阶段，需要新的铱星来替换。铱星二代（Iridium NEXT）项目应运而生。

2007年，铱星公司发布了新的铱星星座卫星招标。2010年，欧洲最大的卫星研制公司泰雷兹公司中标。铱星二代的单星质量为860kg，设计在轨使用寿命为15年，比第一代铱星耐用了不少。

此外，铱星二代的66颗在轨工作卫星和9颗在轨备份卫星全部由SpaceX公司的猎鹰9号运载火箭来发射，发射订单总金额达4.92亿美元，这是有史以来最大的一笔商业航天发射订单。不过，每颗卫星的入轨服务价格仅为656万美元，每公斤发射价格不足8000美元，已经十分划算了。

在发射时，SpaceX公司将10颗铱星分成两组，每组5颗，呈中心环抱状组成一个卫星环，之后将两个卫星环上下叠放起来，并装入整流罩。从2017年1月14日到2019年1月11日，75颗卫星分8次，在不到2年时间里完成部署。

铱星一代与铱星二代的对比

从业务能力来看，铱星二代的电话业务速率较一代提升2倍，达4.8Kbps；物联网及短信业务速率提升40倍，达88Kbps；数据基站业务速率提升10倍，达1.4Mbps。从商业逻辑来看，铱星二代将聚焦窄带业务，拓展宽带业务，并逐步向宽带业务转变。

在已经入轨运行的低轨星座当中，铱星二代无论在规模、轨道高度还是服务模式上，都最为接近国内企业畅想中的低轨宽带星座，但这绝不是一桩卫星上天之后就可以坐着收钱的生意。不过，由于铱星二代已部署完毕，未来至少十年时间，铱星的固定资产投入基本为0，而商业能力和市场能力已得到初期验证。

Iridium Certus宽带服务

2019年1月16日，铱星公司推出了Iridium Certus宽带服务，这是专门为开发专业应用而设计的独特平台，也是目前全球唯一真正运行的宽带服务。铱星首次提出的服务命名为Iridium Certus 350，即可为用户提供352 Kbps的通信速度。Iridium Certus可为部署该服务的团队提供移动办公功能，并为自动驾驶汽车、火车、飞机、传播提供双向远程通信，还可以满足在蜂窝网络覆盖范围之外用户的关键信息搜索需求，包括急救人员和搜救组织。

2020年2月27日，Iridium Certus 700正式上线，最高下载速度较上一代翻一番，已达702Kbps。用户不需要购买新的硬件，只需要进行简单的固件更新，便可使用Iridium Certus 700。这也使得铱星在当前竞争激烈的低轨星座中，仍然能占据一席之地。

作为商业化低轨卫星的鼻祖，从闪耀登场到中场落幕再到东山再起，铱星演绎着好莱坞式的电影情节。但铱星用技术创新和商业模式创新一次次颠覆质疑者，直到目前，铱星仍然是最具创造力的星座，期待未来能带来更多惊喜。