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星空体育app官网入口ღ✿◈◈,星空体育app星空体育官方网站下载星空体育StarSky Sports官方网站ღ✿◈◈!北京时间2024年8月6日14时42分ღ✿◈◈,长征六号甲运载火箭承载着“千帆星座”首批18颗组网卫星ღ✿◈◈,从太原卫星发射中心直冲云霄ღ✿◈◈。两个小时后ღ✿◈◈,卫星顺利进入预定的极地轨道ღ✿◈◈,发射任务获得圆满成功ღ✿◈◈,这标志着我国向全球卫星互联网领域迈出了重要一步ღ✿◈◈。
被称为中国版“星链”的千帆星座是项什么工程?它与现有卫星系统有何异同?未来ღ✿◈◈,千帆星座将打造怎样的低轨互联网布局ღ✿◈◈,又将面临哪些挑战?
千帆星座是由上海市政府支持的商业航天项目ღ✿◈◈,旨在提供宽带互联网服务ღ✿◈◈。它的另一个名字叫“G60星链”ღ✿◈◈,由此可知ღ✿◈◈,它对标的国外产品是SpaceX的星链(Starlink)ღ✿◈◈。
打个比方ღ✿◈◈,千帆星座如同一个运行在天上的巨型Wi-Fi网络ღ✿◈◈,等将来建成ღ✿◈◈,大家在户外也可以上网了ღ✿◈◈。可能有人会感到奇怪ღ✿◈◈,“移动基站无处不在ღ✿◈◈,现在在户外就能上网啊ღ✿◈◈!”其实ღ✿◈◈,移动基站的“无处不在”ღ✿◈◈,基站多ღ✿◈◈、信号好ღ✿◈◈,只针对人们平时生活和工作的地方而言ღ✿◈◈。城市村庄和陆地交通沿线%ღ✿◈◈,在荒山ღ✿◈◈、草原疼插30分钟一卡二卡三卡四卡ღ✿◈◈、沙漠ღ✿◈◈、海洋ღ✿◈◈、冰原这些地方ღ✿◈◈,移动基站就鞭长莫及了ღ✿◈◈。此外ღ✿◈◈,假如遇到地震ღ✿◈◈、洪水等特大自然灾害ღ✿◈◈,通信基站和电力系统被大规模破坏时ღ✿◈◈,天上这座不受地面基础设施限制的宽带互联网便能派上用场ღ✿◈◈。
千帆星座所规划的最终架构是到2030年底ღ✿◈◈,在地球周围部署大约14000颗卫星ღ✿◈◈,覆盖人类活动的大部分区域ღ✿◈◈。而在大洋彼岸ღ✿◈◈,截至2024年3月ღ✿◈◈,SpaceX星链已经发射了6000多颗卫星ღ✿◈◈,计划部署12000颗ღ✿◈◈,甚至有可能增至34400颗ღ✿◈◈。
构建互联网卫星星座ღ✿◈◈,不但有实用性ღ✿◈◈,而且有紧迫性ღ✿◈◈。无论是千帆星座还是SpaceX星链ღ✿◈◈,它们都运行在2000公里以下的太空中ღ✿◈◈,属于近地卫星(低轨卫星)ღ✿◈◈。全球对近地轨道资源的竞争非常激烈ღ✿◈◈,目前除了中国和美国以外ღ✿◈◈,还有英国ღ✿◈◈、加拿大ღ✿◈◈、俄罗斯ღ✿◈◈、德国ღ✿◈◈、韩国等多个国家相继规划了宏大的近地互联网卫星组网计划ღ✿◈◈。本着“先到先得”的分配法则ღ✿◈◈,抓紧机遇ღ✿◈◈,才能更有效地合理利用轨道资源疼插30分钟一卡二卡三卡四卡ღ✿◈◈。
6G通信的实现也与基于低轨卫星的卫星互联网密切相关ღ✿◈◈。未来的手机直连等卫星应用ღ✿◈◈,可以使手机绕过传统的信号转发设备ღ✿◈◈,直接与卫星进行信号的发送和接收ღ✿◈◈,从而提供更广阔的覆盖范围和更高的通信可靠性ღ✿◈◈。基于这些优势ღ✿◈◈,低轨卫星通信成了全球热点新兴产业ღ✿◈◈。截至2024年7月ღ✿◈◈,全球在轨卫星超过1万颗ღ✿◈◈,其中中低轨卫星占比超过85%ღ✿◈◈。
除了轨道占位ღ✿◈◈,还有通信频率占位值得关注ღ✿◈◈。根据国际电信联盟的规定ღ✿◈◈,所有卫星运营商必须先向国际电信联盟提出申请ღ✿◈◈,才能享有特定频率的优先使用权ღ✿◈◈。从申请到发射是有过期时效的ღ✿◈◈,不能只订座不到场ღ✿◈◈,这也对组网星座的项目执行效率提出了严格要求ღ✿◈◈。
从更深层次的角度来考虑ღ✿◈◈,建设自己的互联网卫星星座ღ✿◈◈,可以摆脱对国外系统的技术依赖ღ✿◈◈,对国家安全和技术主导地位具有重要的战略意义ღ✿◈◈。
也许大家还有疑惑ღ✿◈◈:我国不是已经有卫星电话了吗?为什么互联网卫星不在现有系统上升级?听说北斗导航系统也有短报文功能(北斗导航系统提供的一种独特通信功能ღ✿◈◈,利用卫星信号实现简短文字通信)ღ✿◈◈,和“千帆”的区别又在哪里?
简单来说ღ✿◈◈,千帆星座主要致力于提供高速ღ✿◈◈、海量数据的互联网通信服务ღ✿◈◈,和已有的卫星电话或短报文业务没有重叠关系ღ✿◈◈。要说这三者的区别ღ✿◈◈,最关键的因素就是数据量和通信延迟ღ✿◈◈。
语音和短信的数据量非常小ღ✿◈◈,即使通话略有延迟ღ✿◈◈,使用起来也没什么影响ღ✿◈◈。所以ღ✿◈◈,卫星电话的通信卫星和北斗导航卫星“站得高ღ✿◈◈、看得远”ღ✿◈◈,更侧重每颗卫星的信号覆盖范围ღ✿◈◈,同时为了节省成本ღ✿◈◈,把较少的卫星尽可能远地放到中高轨道或远地轨道上ღ✿◈◈。例如ღ✿◈◈,天通一号通信卫星就运行在距地35786公里的静止轨道上ღ✿◈◈,信号一来一回ღ✿◈◈,至少需要0.24秒ღ✿◈◈。
但这个短暂的通信延迟对于互联网卫星而言就不可忍受了ღ✿◈◈。通常用户在网上刷一个页面ღ✿◈◈,看到的每幅图片ღ✿◈◈、每段视频都要从浏览器发起请求ღ✿◈◈,通过卫星送到服务器(一次地-天-地的往返)ღ✿◈◈,然后由服务器把图片或视频编码打包ღ✿◈◈,再通过卫星传回用户(又一次地-天-地的往返)ღ✿◈◈。整个过程包含两次往返(0.48秒)ღ✿◈◈,更何况由于数据传输协议的一些细节ღ✿◈◈,光是建立连接就需要信号往返3次ღ✿◈◈。
因此ღ✿◈◈,互联网卫星距离地面不能太高ღ✿◈◈,否则信号微弱ღ✿◈◈、延迟严重ღ✿◈◈。但如果卫星飞得太低ღ✿◈◈,又容易被大气层(尽管极其稀薄)拖拽减速ღ✿◈◈。
综上ღ✿◈◈,卫星的轨道选择必须经过审慎考虑ღ✿◈◈,在多与少ღ✿◈◈、高与低之间找到最优方案ღ✿◈◈。目前ღ✿◈◈,千帆星座第一期计划为到2025年底用648颗卫星提供局部网络覆盖ღ✿◈◈,到2027年底ღ✿◈◈,再添648颗卫星ღ✿◈◈,提供全球网络覆盖ღ✿◈◈。此次在太原首发的18颗卫星ღ✿◈◈,运行高度均在800公里左右ღ✿◈◈。已有几千颗卫星组网的SpaceX星链ღ✿◈◈,卫星飞得更低ღ✿◈◈,大部分运行在340公里到600公里之间ღ✿◈◈。等千帆星座后续卫星数量上去之后ღ✿◈◈,也会把轨道调整到这个高度ღ✿◈◈。
尽管互联网卫星的轨道不高ღ✿◈◈,但毕竟远在几百公里以外ღ✿◈◈,如果和没改装过的手机直连ღ✿◈◈,还是很吃力的ღ✿◈◈。例如ღ✿◈◈,SpaceX星链的地面用户就需要借助直径50厘米左右的天线与卫星通信ღ✿◈◈。那为什么卫星电话的通信卫星可以和外观正常的手机直连呢?这是由于发射数量不多ღ✿◈◈,卫星就可以做得很大ღ✿◈◈,它的发射功率和接收灵敏度提高了疼插30分钟一卡二卡三卡四卡ღ✿◈◈,地面设备自然可以保持普通手机的模样ღ✿◈◈,比如天通一号卫星就背着一口“大锅”——15米口径的网状天线ღ✿◈◈。同理ღ✿◈◈,由于互联网卫星的发射数目成千上万ღ✿◈◈,所以必须做得相当小巧ღ✿◈◈,以便一箭多星ღ✿◈◈。例如ღ✿◈◈,千帆星座此次发射的18颗卫星ღ✿◈◈,都是平板式外观ღ✿◈◈,以便堆叠在火箭整流罩的宝贵空间中ღ✿◈◈。
此次千帆星座首批卫星成功发射ღ✿◈◈,不仅标志着中国版“星链”正式开建ღ✿◈◈,也意味着上游卫星ღ✿◈◈、商业火箭制造以及相关设备ღ✿◈◈、零部件企业真正拥有了“大客户”ღ✿◈◈,商业航天产业链有望全程打通ღ✿◈◈。
千帆星座的卫星数目不是十个八个星空体育官方网站ღ✿◈◈,而是成千上万ღ✿◈◈。量变引起质变ღ✿◈◈,卫星数量庞大ღ✿◈◈,意味着将面临许多前所未有的挑战ღ✿◈◈。
首先是生产ღ✿◈◈。据专家介绍ღ✿◈◈,申请到电信频率和轨道之后ღ✿◈◈,7年内必须发射第一颗星ღ✿◈◈,9年内的发射总数须达到10%ღ✿◈◈,12年内达到50%ღ✿◈◈,14年内整个星座完成发射ღ✿◈◈。公开消息显示ღ✿◈◈,已知的千帆一期648颗卫星中ღ✿◈◈,一半由上海微小卫星工程中心生产ღ✿◈◈,另一半由上海格思生产ღ✿◈◈。前者自主研发了卫星智能制造平台ღ✿◈◈,建立起模块化ღ✿◈◈、标准化的生产线颗以上ღ✿◈◈。后者今年能够交付50颗至70颗卫星ღ✿◈◈,后续目标年产270颗ღ✿◈◈。按这些数字来估算的线颗的短期目标ღ✿◈◈,但要想实现14000颗星的完整组网目标ღ✿◈◈,还需努力扩充生产线ღ✿◈◈、进行技术革新ღ✿◈◈。
其次是发射ღ✿◈◈。如果按一箭18星发射的线次发射ღ✿◈◈,基本上每半个月就要发射一次ღ✿◈◈。如果能够做到一箭36星ღ✿◈◈,发射计划就可以更宽裕星空体育官方网站ღ✿◈◈,只是要防范风险ღ✿◈◈,因为一次发射太多的话星空体育官方网站ღ✿◈◈,万一出意外ღ✿◈◈,损失是相当惊人的ღ✿◈◈。到2027年底ღ✿◈◈,发射压力还不算很大ღ✿◈◈,但是再往后看ღ✿◈◈,若要达到2030年底千帆星座构建完毕的目标ღ✿◈◈,至少每年要发射4200颗卫星ღ✿◈◈,相当于117次“一箭36星”ღ✿◈◈,这对卫星的产能ღ✿◈◈、火箭的产能ღ✿◈◈、发射场的运维管理都是巨大的考验ღ✿◈◈。
接下来是太空碎片的隐患ღ✿◈◈。自1957年苏联首次将人造卫星送入太空ღ✿◈◈,到2019年SpaceX星链上天前夕ღ✿◈◈,人类往地球周围总共发射了约5000枚航天器疼插30分钟一卡二卡三卡四卡ღ✿◈◈。从2019年开始ღ✿◈◈,SpaceX星链仅凭一己之力ღ✿◈◈,就把这个数字翻了一倍有余ღ✿◈◈。如果千帆星座和其他各方的类似计划进展顺利的话疼插30分钟一卡二卡三卡四卡ღ✿◈◈,这个数字还会继续上升ღ✿◈◈。一个目前无法改变的客观事实是ღ✿◈◈,卫星寿命有限ღ✿◈◈,航天发射也会产生不少“副产品”ღ✿◈◈,这些不受控的太空碎片会给在轨卫星带来极大威胁ღ✿◈◈。2021年7月和10月期间ღ✿◈◈,SpaceX星链卫星曾先后两次接近中国空间站ღ✿◈◈,迫使空间站采取紧急机动措施以避免碰撞ღ✿◈◈。跟踪ღ✿◈◈、清理或规避太空碎片ღ✿◈◈,保证空间轨道的安全ღ✿◈◈,始终是摆在各国航天机构面前的一大难题ღ✿◈◈。
最后是卫星数量激增对科研工作的影响ღ✿◈◈。卫星在可见光和射电波段都非常明亮ღ✿◈◈,会严重干扰科学观测疼插30分钟一卡二卡三卡四卡ღ✿◈◈。2020年11月ღ✿◈◈,哈勃空间望远镜正在对一片天区进行长时间曝光时ღ✿◈◈,SpaceX星链1619号从望远镜上方仅几千米的地方掠过ღ✿◈◈,在照片上留下一道又粗又亮的轨迹ღ✿◈◈,让观测功亏一篑ღ✿◈◈。成批卫星在刚刚发射上天时ღ✿◈◈,更是会排成一队ღ✿◈◈,浩浩荡荡地穿过望远镜的视野ღ✿◈◈。针对这些问题ღ✿◈◈,SpaceX也做了一些弥补方案ღ✿◈◈,包括使用低反射涂层ღ✿◈◈、遮光罩以及利用镜面把阳光反射回太空等ღ✿◈◈。不过ღ✿◈◈,在空间望远镜的超高灵敏度面前ღ✿◈◈,这些减光措施收效甚微ღ✿◈◈。
其实ღ✿◈◈,千帆星座不是我国唯一规划的巨型星座ღ✿◈◈。2020年9月ღ✿◈◈,我国以“GW”为代号申报了低轨卫星星座ღ✿◈◈,共计12992颗卫星ღ✿◈◈,由2021年成立的中国星网集团负责ღ✿◈◈,其首批卫星有望很快发射ღ✿◈◈。
这些巨型星座计划需要大幅提高发射能力星空体育官方网站ღ✿◈◈,来降低发射成本ღ✿◈◈。为此ღ✿◈◈,我国正在大力推动可回收火箭的研发ღ✿◈◈。除了成本考量之外ღ✿◈◈,可回收火箭还能够有效减少太空碎片ღ✿◈◈。在这一领域ღ✿◈◈,北京星际荣耀和蓝箭航天都是民营航天企业中的翘楚ღ✿◈◈。作为国家队ღ✿◈◈,中国航天科技集团八院也已成功进行了国内首次10公里级垂直起降飞行试验ღ✿◈◈。乐观估计ღ✿◈◈,到2025年ღ✿◈◈,将有多款可回收的中型运载火箭各自完成首飞ღ✿◈◈。
为了提高发射流量ღ✿◈◈,新的发射场也在紧锣密鼓地建设中ღ✿◈◈。2023年12月ღ✿◈◈,海南国际商业航天发射中心一号发射工位竣工ღ✿◈◈。这个工位专为国内新一代中型火箭长征八号设计ღ✿◈◈,是发射中心的核心ღ✿◈◈,也是保障国家重大任务的重要设施星空体育官方网站ღ✿◈◈。2024年6月竣工的二号发射工位ღ✿◈◈,则具有更强的兼容性ღ✿◈◈,能满足包括长征ღ✿◈◈、快舟ღ✿◈◈、捷龙等多个火箭系列十余种型号的发射要求ღ✿◈◈。
在生产源头ღ✿◈◈,我国微小卫星制造能力成长迅速ღ✿◈◈。中国航天科技集团和中国航天科工集团旗下的国有企业以及银河航天等民营航天企业均新建了制造中心ღ✿◈◈,中国科学院微小卫星创新研究院也在这一领域积极开展工作ღ✿◈◈。此外ღ✿◈◈,香港也于2023年7月建成并启用了ASPACE卫星制造中心ღ✿◈◈。
总体来看ღ✿◈◈,作为技术迭代快ღ✿◈◈、经济效益高疼插30分钟一卡二卡三卡四卡疼插30分钟一卡二卡三卡四卡ღ✿◈◈、产业协同性强的航天新业态ღ✿◈◈,商业航天已成为我国经济发展的一个重要增长点ღ✿◈◈,作为新质生产力产业发挥着积极作用星空体育官方网站ღ✿◈◈。而作为商业航天的重要作品ღ✿◈◈,建设互联网星座不仅可以消除传统互联网连接的地理限制ღ✿◈◈,还能够多角度ღ✿◈◈、全方位地促进前沿科技的发展ღ✿◈◈。无论在过程中将遇到什么样的挑战ღ✿◈◈、需要解决什么样的问题ღ✿◈◈,随着互联网星座计划的实施ღ✿◈◈,我们都可以期待一个更加高效智能的世界ღ✿◈◈。
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