中國電信衛星研究院在《China Communications》期刊發表了一項關于低軌衛星星座系統能耗的研究，題為“Energy Consumption Ratio Analysis of LEO Constellation Systems Providing Direct Mobile Connectivity Based on Embodied Energy Analysis Method”。該研究采用隱含能分析方法，系統評估了低軌衛星星座在提供直連手機服務時的單位通信能耗，并與地面基站網絡進行了定量對比。結果顯示，盡管衛星依賴太陽能運行，其綜合能耗仍顯著高于地面網絡。
研究指出，截至2025年7月，SpaceX的“星鏈直連手機”（DTC）星座已完成第一代部署，擁有660顆搭載4G LTE基站模塊的衛星。這些衛星使普通手機無需改裝即可在偏遠地區通過衛星通信。然而，盡管低軌衛星通信系統被認為可能成為地面網絡的有力競爭者，尤其是Starlink推出低價套餐后，相關討論日益增多，但研究從能耗角度提出了不同觀點。
通過隱含能分析，研究發現，當前衛星通信的單位能耗遠高于地面基站。具體而言，星鏈DTC系統的能耗比是偏遠地區地面基站群的18.2至32.9倍，是人員密集地區基站群的384至715倍。這一結果表明，單獨建設低軌衛星通信系統而不與地面網絡融合，將導致巨大的能源浪費。
研究詳細分析了衛星和地面基站的能耗構成。衛星在發射前需要消耗大量能量制造衛星本身和運載火箭，而火箭燃料的使用也產生大量能耗。相比之下，地面基站的能耗主要包括制造、運行和維護三個階段。隱含能分析方法能夠全面反映產品和服務生產全流程中的直接和間接能源消耗，為能源效率評估提供了更準確的視角。
研究還計算了發射單顆衛星所需燃料的隱含能。以“獵鷹-9 Block 5”運載火箭為例，其單次發射所需燃料的總隱含能高達數百吉焦耳（GJ）。制造單顆衛星和運載火箭所需的隱含能也相當可觀。這些能耗數據進一步支持了衛星通信能耗遠高于地面基站的結論。
在能耗比計算方面，研究考慮了不同場景下的基站工作情況。例如，在人煙稀少的偏遠地區，基站可能僅部分工作，導致整體能耗比升高。而在城市等人員密集地區，基站滿負荷工作，能耗比相對較低。然而，即使在這種情況下，星鏈DTC系統的能耗比仍遠高于地面基站。
研究還探討了提高衛星通信能力對能耗比的影響。結果顯示，如果SpaceX將DTC計劃中單星的通信能力提高到580Mbps，并在頻譜效率不變的情況下獲得90.625MHz頻譜資源，那么DTC計劃將比地面上建造后使用頻率極低的地面基站具有更低的能耗比。這表明，在未來，隨著衛星通信能力的提升和頻譜資源的增加，低軌衛星通信有望在極偏遠地區替代地面基站，與地面網絡形成互補。
