中国电信卫星研究院在《China Communications》期刊发表了一项关于低轨卫星星座系统能耗的研究，题为“Energy Consumption Ratio Analysis of LEO Constellation Systems Providing Direct Mobile Connectivity Based on Embodied Energy Analysis Method”。该研究采用隐含能分析方法，系统评估了低轨卫星星座在提供直连手机服务时的单位通信能耗，并与地面基站网络进行了定量对比。结果显示，尽管卫星依赖太阳能运行，其综合能耗仍显著高于地面网络。
研究指出，截至2025年7月，SpaceX的“星链直连手机”（DTC）星座已完成第一代部署，拥有660颗搭载4G LTE基站模块的卫星。这些卫星使普通手机无需改装即可在偏远地区通过卫星通信。然而，尽管低轨卫星通信系统被认为可能成为地面网络的有力竞争者，尤其是Starlink推出低价套餐后，相关讨论日益增多，但研究从能耗角度提出了不同观点。
通过隐含能分析，研究发现，当前卫星通信的单位能耗远高于地面基站。具体而言，星链DTC系统的能耗比是偏远地区地面基站群的18.2至32.9倍，是人员密集地区基站群的384至715倍。这一结果表明，单独建设低轨卫星通信系统而不与地面网络融合，将导致巨大的能源浪费。
研究详细分析了卫星和地面基站的能耗构成。卫星在发射前需要消耗大量能量制造卫星本身和运载火箭，而火箭燃料的使用也产生大量能耗。相比之下，地面基站的能耗主要包括制造、运行和维护三个阶段。隐含能分析方法能够全面反映产品和服务生产全流程中的直接和间接能源消耗，为能源效率评估提供了更准确的视角。
研究还计算了发射单颗卫星所需燃料的隐含能。以“猎鹰-9 Block 5”运载火箭为例，其单次发射所需燃料的总隐含能高达数百吉焦耳（GJ）。制造单颗卫星和运载火箭所需的隐含能也相当可观。这些能耗数据进一步支持了卫星通信能耗远高于地面基站的结论。
在能耗比计算方面，研究考虑了不同场景下的基站工作情况。例如，在人烟稀少的偏远地区，基站可能仅部分工作，导致整体能耗比升高。而在城市等人员密集地区，基站满负荷工作，能耗比相对较低。然而，即使在这种情况下，星链DTC系统的能耗比仍远高于地面基站。
研究还探讨了提高卫星通信能力对能耗比的影响。结果显示，如果SpaceX将DTC计划中单星的通信能力提高到580Mbps，并在频谱效率不变的情况下获得90.625MHz频谱资源，那么DTC计划将比地面上建造后使用频率极低的地面基站具有更低的能耗比。这表明，在未来，随着卫星通信能力的提升和频谱资源的增加，低轨卫星通信有望在极偏远地区替代地面基站，与地面网络形成互补。
