从Google的X到马斯克的X，亚美利加的通信科技

柏舟新冠5年 03-10

这篇文章想向大家介绍亚美利加在航空航天和通信领域的探索。就我所知的有Google的Loon项目，Facebook的Aquila项目，以及Musk的Starlink。我一直觉得Google、微软这些互联网公司都是冰山上的一角，美国的基石是建立在从以太网以来不停的大量投入上。

Loon

Google有个部门叫X专门搞各种天马行空的东西，就像当年的贝尔实验室。其中，Loon项目开始于2011年，Loon项目研究一种平流层气球，利用平流层20km左右的零风层实现超长驻留，为偏远地区提供通信覆盖。它在全球做了很多飞行试验，包括新西兰、巴西和非洲很多地区，截止2019年，它已经飞行一百万小时。2020年，它们开始尝试商业化，但是没有成功，后来这个项目卖给了军事承包商，2022年，这个气球还在美菲军演时在南海放飞。

平流层气球这种航空器就像潜水艇一样，通过进排气改变自身重量实现上升下降。由于大气环流受到地转偏向力的影响，大气中南北方向风速很小，而在北半球的低空有持久的西风，随着高度上升在15km左右有个急流风层，风速甚至大于50m/s；当高度继续上升至20km左右时，风速较小接近于零，然后风速反向；到22km左右时，有10m/s的东风。所以Loon就利用气球的周期高度调节，通过风使气球周期地东西运动，实现气球的驻留控制。

虽然这个故事很美好，但是气球本身没有位置的控制能力。就像去年流浪气球一样，一旦风速估计不准，或者气球没电了，就容易失去控制，飘到其它国家引起外交纠纷。此外，Loon项目最长飞行时间也就100天左右，因为氦气这种小分子存在渗透现象，即使再怎么提高气球囊皮材料的工艺，氦气最终还是会不断减少，最后气球难以保持高度。而且氦气只要美国和俄罗斯几个少数国家生产，是非常珍惜的矿产资源。

当然气球也有一些优点，比如载重能力和提高的电能比太阳能无人机更多。相比于低轨道通信卫星（LEO，高度1000km左右）的40ms左右通信延迟，平流层通信平台的通信延迟小于1ms。并且可以携带计算设备和储存设备，作为分布式数据平台为地面的无人机蜂群和卫星提供通信中继和计算服务。

但是上面的大饼似乎都没做出来，虽然美国、欧洲有飞艇项目，但是都没有听说有做出来部署的，或许临近空间飞行器比想象中的难，就像早期飞机探索者一样，没有内燃机，再怎么尝试也是白费力气。

马斯克的星链

在Musk的星链之前，在网络中心战的指导下，美国已经部署了很多通信卫星，比如宽带全球卫星通信(WGS)等等。但是过去部署的星座类似GPS，卫星数量十分有限，而且研发流程类似瀑布式。虽然全寿命周期长，但是价格昂贵，而且非标化，难以与其它系统协同。在不停的迭代中，用了很多民用技术大幅降低了成本，比如WGS。

但是这些都是技术层面的改进，我觉得Musk星链最大的进步就是敏捷的研发能力。在过去阿波罗的时代，航空航天的先进技术能够大量反哺民用科技。但是到了如今这个年代，有几个民用科技深深的改变了作战的底层模式：

计算机技术：算力的提高，低廉的存储设备，GPU、TPU等特化的计算芯片。极大地提高了信息处理能力。使边缘常见也能利用计算设备辅助决策。
互联网技术蓬勃发展：大数据软件，能够分布式、低成本地在计算机集群上处理数据，并且具有容错能力。能够处理大量数据，并且在开源软件的帮助下，快速开发各种智能技术。
手机产业：加速度计、磁罗盘等传感器小型化，并且成本极低，极大地降低了无人机的价格。

在新的产业推动下，战争的作战理念有了很大改变，美国推出了很多类似马赛克战等新理念。星链上就可以看到很多新理念的应用，比如快速迭代版本，使用氪作为电推燃料节约成本，软件定义无线电，俄罗斯研发屏蔽手段马上更新软件恢复工作。这使得整个作战网络成本更低，生存能力更强，还能快速开发、适应新的作战场景。

其实我不怎么担心火箭水平和卫星水平赶不上Space-X，我个人猜测最大卡脖子的地方还是在通信上面。因为从以太网开始，从3G、思科、Loon到星链，通信技术就是美国的基石，互联网上的这些东西都是浮在冰山上的一角，冰山下有：

先进通信技术民用化：以太网民用化，到如今的星链民用化，形成规模效应和标准。
通信协议的互通和标准化：20年前，从网络中心战开始，美军的Link 16协议就开始推进，极大地增强了系统的互操作性。
思科的路由器，高通的通信，各种通信协议。

你再回头看Google的X和Musk的X，一个是对底层通信基础设施的投入，一个是在上面建立的舆论霸权。这就是美国为什么这么恨斯诺登，恨华为，这也是为什么美国能够进行颜色革命，因为他就是能利用最新的AI技术，例如Sora，合成诈骗视频，骗老人的钱，谎称你的国家投降了，你的妈死了，来动摇你的意志，摧毁你的军队。

所以，在我们这种做技术的人眼里，美国仍然很强大。我的理性告诉我美国很行，但是现实是干华为干不死，TikTok把you的丑恶面目呈现在天下人面前，Aaron Bushnell这种基督徒选择自焚下地狱。就这舆论霸权都要瓦解了，一帮聪明人能把一把好牌打成这样，真是莫名其妙。科技再强又有什么用，帝国的崩溃都是内部瓦解掉的。