“千帆”启！我国版“星链”升空意味什么？

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北京时间2024年8月6日14时42分，长征六号甲运载火箭承载着“千帆星座”第一批18颗组网卫星，从太原卫星发射中心直冲云霄。两个小时后，卫星顺畅进入预订的极地轨道，发射使命取得圆满成功，这标志着我国向全球卫星互联网范畴迈出了重要一步。

被称为我国版“星链”的千帆星座是项什么工程？它与现有卫星体系有何异同？未来，千帆星座将打造怎样的低轨互联网布局，又将面对哪些应战？听听我国科普作家协会会员雷淼怎么说。

（1）为何要建我国版“星链”

千帆星座是由上海市政府支撑的商业航天项目，旨在供给宽带互联网服务。它的另一个名字叫“G60星链”，由此可知，它对标的国外产品是SpaceX的星链（Starlink）。

打个比方，千帆星座好像一个运转在天上的巨型WiFi网络，等将来建成，咱们在户外也能够上网了。或许有人会感到古怪，“移动基站无处不在，现在在户外就能上网啊！”其实，移动基站的“无处不在”，基站多、信号好，只针对人们平常日子和作业的当地而言。城市村庄和陆地交通沿线只占整个地球表面积的5%，在荒山、草原、沙漠、海洋、冰原这些当地，移动基站就力所不及了。此外，假设遇到地震、洪水等特大天然灾害，通讯基站和电力体系被大规模损坏时，天上这座不受地上基础设备约束的宽带互联网便能派上用场。

千帆星座所规划的终究架构是到2030年末，在地球周围布置大约14000颗卫星，掩盖人类活动的大部分区域。而在大洋彼岸，到2024年3月，SpaceX星链现已发射了6000多颗卫星，方案布置12000颗，甚至有或许增至34400颗。

构建互联网卫星星座，不光有实用性，并且有紧迫性。不管是千帆星座仍是SpaceX星链，它们都运转在2000公里以下的太空中，归于近地卫星（低轨卫星）。全球对近地轨道资源的竞赛十分剧烈，现在除了我国和美国以外，还有英国、加拿大、俄罗斯、德国、韩国等多个国家相继规划了巨大的近地互联网卫星组网方案。本着“先到先得”的分配规律，抓住机会，才干更有用地合理运用轨道资源。

6G通讯的完结也与依据低轨卫星的卫星互联网密切相关。未来的手机直连等卫星运用，能够使手机绕过传统的信号转发设备，直接与卫星进行信号的发送和接纳，然后供给更宽广的掩盖规模和更高的通讯可靠性。依据这些优势，低轨卫星通讯成为了全球热门新兴工业。到2024年7月，全球在轨卫星超越1万颗，其间中低轨卫星占比超越85%。

除了轨道占位，还有通讯频率占位值得重视。依据国际电信联盟的规则，一切卫星运营商有必要先向国际电信联盟提出申请，才干享有特定频率的优先运用权。从申请到发射是有过期时效的，不能只订座不参与，这也对组网星座的项目履行功率提出了严格要求。

从更深层次的视点来考虑，建造自己的互联网卫星星座，能够脱节对国外体系的技能依靠，对国家安全和技能主导地位具有重要的战略意义。

（2）与卫星电话及斗极通讯重复吗

或许咱们还有疑问：我国不是现已有卫星电话了吗？为什么互联网卫星不在现有体系上晋级？传闻斗极导航体系也有短报文功用（斗极卫星导航体系供给的一种共同通讯功用，运用卫星信号完结简略文字通讯），和“千帆”的差异又在哪里？

简略来说，千帆星座首要致力于供给高速、海量数据的互联网通讯服务，和已有的卫星电话或短报文事务没有堆叠联系。要说这三者的差异，最要害的要素便是数据量和通讯推迟。

语音和短信的数据量十分小，即便通话略有推迟，运用起来也没什么影响。所以，卫星电话的通讯卫星和斗极导航卫星“站得高、看得远”，更偏重每颗卫星的信号掩盖规模，一起为了节约本钱，把较少的卫星尽或许远地放到中高轨道或远地轨道上。例如，天通一号通讯卫星就运转在距地35786公里的停止轨道上，信号一来一回，至少需求0.24秒。

但这个时间短的通讯推迟关于互联网卫星而言就不可忍受了。一般用户在网上刷一个页面，看到的每幅图片、每段视频，都要从浏览器建议恳求，通过卫星送到服务器（一次地-天-地的往复），然后由服务器把图片或视频编码打包，再通过卫星传回用户（又一次地-天-地的往复）。整个进程包含两次往复（0.48秒），更何况由于数据传输协议的一些细节，光是树立衔接就需求信号往复3次。

因而，互联网卫星间隔地上不能太高，不然信号弱小、推迟严峻。但假如卫星飞得太低，又简单被大气层（虽然极端淡薄）拖拽减速。

综上，卫星的轨道挑选有必要通过审慎的考虑，在多与少、高与低之间找到最优方案。现在，千帆星座第一期方案为到2025年末用648颗卫星供给部分网络掩盖，到2027年末，再添648颗卫星，供给全球网络掩盖。此次在太原首发的18颗卫星，运转高度均在800公里左右。已有几千颗卫星组网的SpaceX星链，卫星飞得更低，大部分运转在340公里到600公里之间。等千帆星座后续卫星数量上去之后，也会把轨道调整到这个高度。

虽然互联网卫星的轨道不高，但毕竟远在几百公里以外，假如和没改装过的手机直连，仍是很费劲的。例如，SpaceX星链的地上用户就需求凭借直径50厘米左右的天线与卫星通讯。那为什么卫星电话的通讯卫星能够和外观正常的手机直连呢？这是由于发射数量不多，卫星就能够做得很大，它的发射功率和接纳灵敏度进步了，地上设备天然能够坚持一般手机的容貌，比方天通一号卫星就背着一口“大锅”——15米口径的网状天线。同理，由于互联网卫星的发射数目不计其数，所以有必要做得适当细巧，以便一箭多星。例如，千帆星座此次发射的18颗卫星，都是平板式外观，以便堆叠在火箭整流罩的名贵空间中。

此次千帆星座第一批卫星成功发射，不只标志着我国版“星链”正式开建，也意味着上游卫星、商业火箭制作以及相关设备、零部件企业真实具有了“大客户”，商业航天工业链有望全程打通。

2024年8月6日，有我国版“星链”之称的“千帆星座”（G60星链）第一批18颗组网卫星搭乘长征六号甲运载火箭发射升空。（3）“卫星群”上天面对重重应战

千帆星座的卫星数目不是十个八个，而是不计其数。突变引起突变，卫星数量巨大，意味着将面对许多史无前例的应战。

首先是出产。据专家介绍，申请到电信频率和轨道之后，7年内有必要发射第一颗星，9年内的发射总数须到达10%，12年内到达50%，14年内整个星座完结发射。揭露音讯显现，已知的千帆一期648颗卫星中，一半由上海细小卫星工程中心出产，另一半由上海格思出产。前者自主研制了卫星智能制作渠道，树立起模块化、标准化的出产线，现在年产可达300颗以上。后者本年能够交给50颗至70颗卫星，后续方针年产270颗。按这些数字来预算的话，千帆星座应能完结2025年末648颗、2027年末再发648颗的短期方针，但要想完结14000颗星的完好组网方针，还需尽力扩大出产线、进行技能革新。

其次是发射。假如按一箭18星发射的话，那么从现在到2025年末，还需完结35次发射，基本上每半个月就要发射一次。假如能够做到一箭36星，发射方案就能够更宽余，仅仅要防备危险，由于一次发射太多的话，万一出意外，丢失是适当惊人的。到2027年末，发射压力还不算很大，可是再往后看，若要到达2030年末千帆星座构建结束的方针，至少每年要发射4200颗卫星，适当于117次“一箭36星”，这对卫星的产能、火箭的产能、发射场的运维办理都是巨大的检测。

接下来是太空碎片的危险。自1957年苏联初次将人造卫星送入太空，到2019年SpaceX星链上天前夕，人类往地球周围一共发射了约5000枚航天器。从2019年开端，SpaceX星链仅凭一己之力，就把这个数字翻了一倍有余。假如千帆星座和其他各方的相似方案开展顺畅的话，这个数字还会持续上升。一个现在无法改动的客观事实是，卫星寿数有限，航天发射也会发生不少“副产品”，这些不受控的太空碎片会给在轨卫星带来极大要挟。2021年7月和10月期间，SpaceX星链卫星曾先后两次挨近我国空间站，迫使空间站采纳紧迫机动办法以防止磕碰。盯梢、整理或躲避太空碎片，确保空间轨道的安全，始终是摆在各国航天组织面前的一大难题。

最终是卫星数量激增对科研作业的影响。卫星在可见光和射电波段都十分亮堂，会严峻搅扰科学观测。2020年11月，哈勃空间望远镜正在对一片天区进行长期曝光时，星链1619号从望远镜上方仅几千米的当地掠过，在相片上留下一道又粗又亮的轨道，让观测功败垂成。成批卫星在刚刚发射上地利，更是会排成一队，声势赫赫地穿过望远镜的视界。针对这些问题，SpaceX也做了一些补偿方案，包含运用低反射涂层、遮光罩以及运用镜面把阳光反射回太空等。不过，在空间望远镜的超高灵敏度面前，这些减光办法收效甚微。

因而，和谐卫星运转与科学研究的抵触，也是摆在各国各方面前的重要课题。

（4）星座方案推进可回收火箭研制

其实，千帆星座不是我国仅有规划的巨型星座。2020年9月，我国以“GW”为代号申报了低轨卫星星座，合计12992颗卫星，由2021年建立的我国星网集团担任，其第一批卫星有望很快发射。

这些巨型星座方案需求大幅进步发射才能，来下降发射本钱。为此，我国正在大力推进可回收火箭的研制。除了本钱考量之外，可回收火箭还能够有用削减太空碎片。在这一范畴，北京星际荣耀和蓝箭航天都是民营航天企业中的俊彦。作为国家队，我国航天科技集团八院也已成功进行了国内初次10公里级笔直起降飞翔实验。达观估量，到2025年，将有多款可回收的中型运载火箭各自完结首飞。

为了进步发射流量，新的发射场也在紧锣密鼓地建造中。2023年12月，海南国际商业航天发射中心一号发射工位竣工。这个工位专为国内新一代中型火箭长征八号规划，是发射中心的中心，也是保证国家重大使命的重要设备。2024年6月竣工的二号发射工位，则具有更强的兼容性，能满意包含长征、快舟、捷龙等多个火箭系列十余种类型的发射要求。

在出产源头，我国细小卫星制作才能生长敏捷。我国航天科技集团和我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作中心，我国科学院细小卫星立异研究院也在这一范畴活跃开展作业。此外，香港也于2023年7月建成并启用了ASPACE卫星制作中心。

整体来看，作为技能迭代快、经济效益高、工业协同强的航天新业态，商业航天已成为我国经济开展的一个重要增长点，作为新质出产力工业发挥着活跃作用。而作为商业航天的重要著作，建造互联网星座不只能够消除传统互联网衔接的地舆约束，还能够多视点、全方位地促进前沿科技的开展。不管在进程中将遇到什么样的应战、需求处理什么样的问题，跟着互联网星座方案的施行，咱们都能够等待一个愈加高效智能的国际。

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