作者:Steven Li(胡飞瞳)

来源:IPFS原力区

当我们大多数人还在憧憬着5G、物联网、边缘计算、人工智能这些当前炙手可热的新技术给我们的世界带来巨变之时,一部分开拓者已经在打造另一番天地,不是小打小闹,而是走向另一个天地,拓展我们的维度。太空开发的时代已经起步,我们要做的不再是仰望星空,而是步入星空。

IPFS(InterPlanetary FileSystem,星际文件系统)的从业者对于星际一词听的最多,但不一定了解最多。IPFS的布道者们说的最多的技术潮流还是流行的ABCDE(AI-人工智能, Blockchain-区块链, Cloud-云技术, big/small>

不,星际的时代已经起步,正在向我们走来。人类的生活从二维平面走向三维也已经启动。

未来10年的星空

上图是 SpaceX 的星链系统的示意图。这不仅是愿景,也是在实实在在实施的项目。

就在周一(2月17日)SpaceX 成功将另一批60颗Starlink卫星发射入了轨道。为什么要说“另”,因为之前就发生过几批了。这次发射使SpaceX部署的通信微信近300个,成为拥有通信卫星最多的一家公司。通过这些卫星,就在今年,SpaceX就可以为美国和加拿大的部分地区提供服务。

但是,这还是刚刚起步,根据SpaceX与FCC的协议,它必须在2017年11月之前完成12000颗卫星的发生,而根据SpaceX的计划,最终部署的卫星将达到4万多颗。想一想,现如今人类发射的卫星总数只有4000多颗。而SpaceX一家就会在接下来的几年内发射10有史以来10倍量的卫星。

星链系统所要建设的是覆盖全球的骨干网络,提供更廉价的无死角的服务。

但是SpaceX并不是唯一一家计划与全球连接的航空航天公司。OneWeb旨在建立一个由650颗卫星组成的星座。它于去年发射了第一套六颗卫星,本月初第二批发射了34颗。同时需要提及的是,OneWeb已经在着手IPO。太空通信系统的建设是投资者青睐有加的一个行业。

大家当然不会忘了摩托罗拉的铱星系统。第一代铱星系统与1990年开始筹划,1998年11月开始服务。这都是二、三十年前的事情了。当时的技术和需求与现在不可同日而语。现在铱星系统第二代已经发射完毕,正在提供服务。

太空通信:情怀 还是 利益

太空探索和太空开发一直一来都是由人类的好奇心驱动,一代一代的探索者情怀满满,充满激情地持续不断地探索太空。著名科幻作家刘慈欣就曾经语重心长地呼吁各个国家在太空探索和太空开发中投入资源,他甚至认为,这个比环保比节能更加重要。能为太空有取之不尽的宝藏,用之不竭的能源,为什么我们要禁锢自己,为什么我们不打破藩篱。

他在《写给女儿的二百年后的信》中说道:“我相信那时你们的天空已经有了变化,空中除了日月星辰,还能看到一些别的东西,地球应该多出了一条稀疏的星环,地球上所有的能源和重工业都已经迁移到太空中,那些飘浮的工厂和企业构成了星环。从地面上看,那些组成星环的东西有些能看出形状,像垂在天空上的精致的项链坠,那是太空城,我甚至能想出他们的名字:新北京、新上海和新纽约什么的。也许你现在已经不在地球上了,你就在一座太空城中,或者在更远的地方。”

也许让大刘都会吃惊的是,这一天来的比想象中更快。一个重要的原因,由于技术的进步,太空开发不再是情怀驱动,更多的是利益驱使。这也是为什么现在的太空开发的主角已经转向私营企业的重要原因,高额利润将吸引巨量资金,发展进入快车道。

Starlink 项目在目前的技术条件下,就可以看到其盈利模式非常明显,不仅十分可行,其利润还十分丰厚。其不仅仅接入现在难以(或成本很高)接入互联网的用户,比如偏远地区,海轮,飞机等。就目前已经接入的用户而言,它也可以提供更低的成本接入。原因有二:

  1. 更便宜:火箭回收技术的采用和卫星量产使得卫星的发射和运行成本大大降低。同样带宽的通信建设成本低于同样带宽的光缆(尤其是海底光缆)的部署成本,而且可以预见,成本还将持续下降;
  2. 更快:由于采用的是近地卫星,一方面卫星间传输基本上是直线,与光缆相比,距离可能更短;另一个关键是,真空。光速大约比在光纤中的传播速度提升50%。
所以这样的网络,一开始就不缺用户,金融证券行业交易所等是其第一批用户,接下来是邮轮、飞机、广大未接入网络的地区,高端个人用户接入。可以想见,大量的地面站可以建立,这个星际卫星网络将是我们未来的骨干网。

星链:不只是为了替代光缆

如果把星链系统理解为仅仅替代地球上部署的骨干光纤网络,目光还是不够长远。其实这是迈向太空的第一步。

从SpaceX的部署而言,他们希望通过Starlink系统带来的利润,支持进一步的太空探索,为人类殖民火星服务,这个网络,不仅仅可以服务于地球,当然同样的技术也可以服务于火星,而且他们之间通过中继可以建立链接,形成真正的星际网络。

这是愿景,罗马不是一天建成的。在发展的过程中,还有一个非常重要的服务对象,那就是太空工业。星链的建立以及其他太空中通信系统的建立,为太空工业的发展提供了信息通道。

立足地球的大多数人,也许还认为太空工业仍然是科幻。其实在这个行业投资已经大幅增长。根据风险投资公司Space Angels的最新报告,去年风险资本家向全球178家商业太空初创公司投资了58亿美元,按美元计算比上年增长38%,使2019年成为私人太空投资最大的一年。投资商认为,未来10到20年,太空工业将会承载数万亿的产值。为什么呢?因为对于某些产业而言,太空有地球不能的条件和场景,比如说:

  • 零重力或微重力
  • 真空
  • 高净度的环境
  • 更强太阳能
  • 低成本的极端温度
  • 无惧污染(比如核辐射)
因为如此,当火箭发射和太空航行成本降低,上述优势就太明显了。许多工业都可以放到太空。目前已经在着手的行业就包括:高纯度合金,材料,药品,3D打印等等。一个例子是,3D打印心脏补丁,这在重力环境很难实现,但在太空却变得容易的多。

走向太空,从二维走向三维

人类会步入太空,不仅仅是建立工厂,可见的另一步是开采太空资源。这也是大刘一直倡导的。人类的能源消耗越来越大,环保问题日渐严重,我们是应该遏制我们的发展,放慢我们的脚步,还是我们应该更进一步,走出去。

建立太空工厂,开采太空资源,建立生活基地。这是人类文明发展的必然。也是人类发展史上的巨大突破。

其实人类一直生存基本被现在在一个二维空间,那就是地球的表面。尽管我们已经建立起高楼大厦,修建地铁,也有飞机火箭潜艇。我们可以偶尔地离开地面一些距离,但这个拓展有多大?相对于地面这个大平面而言几乎可以忽略不计,同时,人类还没有在这个平面之外建立可持续的生存空间。所以说,作为整个人类而言,其生存的空间基本上是一个二维的,或者说有一点厚度的二维空间。

迈向太空,是打破这个厚度的限制,也就是人类生存空间的升维,也必然带来生活方式的升维。另一个维度的代开,带来的将是新纪元。

链接:点对点通信

在太空中的通信将是一个点对点的网络。这有点像 Libp2p。尽管目前的Starlink将使用更简单的协议在作为底层传输。这会高效地支撑骨干网络和底层通信。到应用层,P2P 网络将仍然是最佳选择。IPFS 的 Libp2p相关的思想和理念可以用于其中。

由于Libp2p的结构化和可扩展的设计,非常容易加入新的协议。可以简单地想象一下,太空工厂的网络层完全可以采用libp2p来支撑上层应用,而同时Libp2p可以直接加入卫星通信协议的支持来实现无障碍有保障的传输。

当人类移居星际

一个问题,当人类移居星际,或者一部分人移居火星,他们如何合作,交易和交流呢?前面讲了,通信和统一的协议可以实现交流。那么交易呢?是用人民币还是美元呢?谁来发行货币和保证货币的信用呢?

区块链已经给出了答案,不需要谁来发行,也不需要哪一个人来保证。我们有区块链建立共识。届时,我们会看到的是,比特币或者Filecoin矿机会分布在地球,火星或者太空的其他地方,利用太阳能自动运转,建立文明间的信任,为各个不同的部落提供交流的基准。那个时候我们还是会说一句:CODE IS LAW

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