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高天偉:建設大型低軌星座,中國的必選項——寫在千帆星座部署之日
【文/觀察者網專欄作者 高天偉】
2024年8月6日14時42分,我國在太原衛星發射中心使用長征六號甲運載火箭,成功將千帆極軌01組衛星(亦稱G60星座)首批18顆衛星送入預定軌道,標志著我國規模在1萬顆以上的大型低軌星座,正式拉開建設大幕。
發射現場上海航天公號
大型低軌星座是最近10年出現并逐漸成熟的航天系統,由運行于距地面300公里 – 2000公里太空的數百至數萬顆衛星組成,目前主要提供比傳統高軌道衛星時延更短、帶寬更大的網絡通信服務。截至目前,美國SpaceX(太空探索技術公司)主導的星鏈(Starlink)、歐洲主導的一網(OneWeb)等星座已經投入運行。我們國家截至目前也確定將部署2個類似星座,即今天開始建設、由上海市支持的千帆星座,以及由中國衛星網絡集團有限公司統籌的星網星座。
表面上,大型低軌星座似乎只是“飛行的移動基站”,但實際上,其具有高性能、多功能、全球覆蓋、生存力強、商業閉環的特點,已使其成為能夠跨越國界、穿透主權、無條件覆蓋全球的基礎設施,是我國必須掌握的戰略力量。
本文將簡要介紹大型低軌星座的特點、我國掌握該系統的必要性、以及相關規劃與發展情況。
美國星鏈衛星,其主體采用了平板結構,這一設計也被很多其它星座采用。作者供圖
大型低軌星座快速迭代
從單一通信向“通、導、遙”多功能融合演進
星鏈是目前部署進度領先的大型低軌星座,其建設始于2018年,最初僅面向美國部分地區提供上網服務,地面用戶需要安裝雙人餐桌大小的天線,方可接入網絡,速度可達上百Mbps,與家用寬帶相當。經過6年發展,星鏈已經成長為服役衛星超過6000顆的成熟產品,并向兩個方向演進迭代。
一是通信能力不斷增強,在保持高帶寬的前提下,用戶數激增至300萬以上,覆蓋范圍從美國擴展到全球7大洲100多個國家和地區。目前,能夠直聯手機的最新一代衛星正在逐步入軌。星鏈目標是在2年內為未經任何改造的普通手機提供近似3G網絡的“兜底”服務。用戶無論身處高山、大海、荒漠……均告別信號盲區;當手機回歸地面基站覆蓋范圍后,恢復常態服務。
另一方面,得益于人工智能、軟件、電子等技術發展,星鏈也向一星多用方向進化。例如星鏈團隊近年面向政府和國防客戶推出的“星盾”子產品,衛星上就搭載了預警、遙感等功能模塊。目前,幾十公斤重的遙感模塊即可實現優于1米的對地觀測分辨率,足夠發現汽車大小物體、分辨艦艇型號;并可通過多星接力,對特定區域不間斷“直播觀測”。除此以外,低軌星座在導航增強、科學實驗方面的實用價值也已經被驗證。“通(信)、導(航)、遙(感)”一體化服務是低軌星座未來必然面貌。
代入實際應用場景描述,即未來幾年內,低軌星座不但能隨時與你保持聯系,還能夠實時告知你在哪里、周圍有什么情況、應該往哪里去,而你只需要擁有一臺普通手機。這為安全、交通、物流、規劃、城鄉管理、能源等國民經濟關鍵領域,提供了無限想象空間。
而更重要的是,在必要情況下,這類基礎設施服務可以超越國界限制。
美國星鏈衛星的地面用戶天線。作者供圖
穿透主權,全球服務
大型低軌星座的核心是大量不受領空限制、運行于外層空間的衛星。這些衛星不僅能充當兩個地面用戶之間的傳聲筒,相互之間也可以中繼信號,從而將信息送往更遠距離。
因此大型低軌星座具備一項其它基礎設施無法比擬的優勢:穿透主權、全球服務。即緊急情況下,即便對方國家拒絕配合/無法配合,星座運營方都可以不間斷為對方領土內的用戶提供上文提及的“通、導、遙”服務。這在國家安全、人道救援等關鍵領域具有決定性意義。我們國家遵守國際準則,但對其他國家破壞規則的行為,也應當具備相應威懾能力。
目前星座服務在某國落地與否,更多是和平年代尊重當事國管轄權的法條操作,而非技術限制。俄烏沖突即展示了“例外”場景。沖突爆發后,SpaceX無需特別準備,即第一時間將烏克蘭納入星鏈服務范圍。截至2022年底,烏方已經獲得超過2萬套地面終端。在這些設備幫助下,烏軍取得了包括癱瘓整個俄黑海艦隊在內的重大戰果。圖為美國商業遙感衛星拍攝的烏克蘭戰場畫面。
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本文僅代表作者個人觀點。
- 責任編輯: 史岱君 
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