关于马斯克SpaceX的星链Starlink计划,你想知道都在这里

也许你在不同的媒体新闻中,数次看到美国航天企业SpaceX公司正在推进一项声势浩大的商业项目,Starlink星链项目。

对于星链项目在不同的新闻媒体上有很多奇奇怪怪并不准确的说法,例如5G对手、6G、太空WiFi、新版铱星、骗投资人的项目等等,笔者在这里为读者写一篇通俗易懂的科普文,阅读时间不超过10分钟希望可以消除读者曾经有过的疑问和困惑。

问题1:星链(Starlink)到底是不是6G亦或者是5G对手?

不是,或者说卫星通信也许会成为未来人类通信网络的组成部分,但只会是一小部分。

首先我们必须弄清楚2G、3G、4G、5G指的是不同的蜂窝移动通信标准,这类通信最大的特征是我们的移动通信设备例如手机需要与基站直连,同时支持语音通信与网络通信,由于不同代次的通信频率逐步提升(网络通信也会更快),因此每代基站可以覆盖的范围越来越小,从2G时代的数公里到5G时代的数百米。

传统蜂窝通信架构:移动设备-无线波段-基站-光纤-骨干核心网

而星链卫星是传统卫星通信的升级,通信制式依然是传统的Ka、Ku、V波段,这与我们在飞机上上网链接的海事卫星等提供的网络服务并没有通信制式上的升级革新。最重要的是由于卫星通信距离过长,因此我们的传统移动设备是无法直接链接卫星的,需要一个专用的设备将卫星网络信号转化后以WiFi、有线光纤等形式与设备链接。数码科技

事实上星链所宣传的高速上网对比的是传统一架飞机总带宽10Mbps这类商业网络服务,与5G及未来的蜂窝移动通信6代、7代会有较大差距,对于居住在城市和人口较为稠密的地区人群来说,蜂窝移动通信和家庭宽带接入是主要的网络通信方式。

卫星通信网络

问题2:星链项目的潜在商业顾客是谁?

全球43亿人次航空旅客与员工全球大约3000-4000万人次海航旅客与员工美国本土大约3000万卫星用户居住在网络通信较差和偏远地区40亿人群中相对富裕的5-10%群体全球约3亿人次每年户外拓展、旅游、科考的人群

....等等

问题3:在什么场景下我们无法使用传统4G、5G这种蜂窝移动通信,需要卫星通信呢?

光纤无法到达的地区,例如我们手机上网,当我们的手机上显示4G服务的时候说明已经连接上4G基站了,但是4G基站还需要通过光纤与我们的核心骨干网络交互通信,因此在一些偏远地区例如海岛、沙漠、山区亦或者非陆地运输工具飞机、海轮等都难以建设光纤网络也就无法建立基站服务,这时候我们就需要使用卫星通信。

山区海岛

问题4:星链项目和传统的其他卫星网络服务有何区别呢?

最重要的一个区别在于,速度和价格。星链项目是一个计划最终运营4.2W颗的多轨道卫星星座,遍布各个中低轨,因此相对于传统数颗至数十颗卫星星座可以提供更好的带宽,支撑更多的用户,随着用户量的增长,分摊到消费者的资费会比传统卫星通信低。

大量低轨卫星比传统量少高轨卫星网络服务有优势

问题5:星链项目是否有可能是占用轨道的?数码科技

不是,也许有频率频道的占用,但是我们常说的具有价值的轨道一般是指地球同步轨道,星链项目的通信卫星主要飞行在中低轨,因此所占用的轨道暂时并不具有高价值。

问题6:星链项目卫星是否会成为太空垃圾?

不太会。星链卫星和传统的卫星发射不同之处在于,传统卫星发射是通过火箭上面级将卫星直接打到运营轨道或者说接近运营轨道上,而星链卫星发射模式是火箭先把卫星打到300KM的超低轨上,利用霍尔推进器卫星自我升轨到400-600KM的轨道中,因此那些有故障不合格的星链卫星会在300KM不会进行升轨并快速飞行轨道衰减进入大气层融毁。健康的星链卫星在运营5年后,也会由发动机主动推入大气层融毁,当然不排除个别卫星五年后动力系统故障成为了太空垃圾。

配备霍尔推进器的星链卫星霍尔推进器

问题7:星链是否会烂尾,SpaceX公司若无足够财力建设完整星座会如何?

SpaceX公司的财力并不算非常充裕,目前仍然靠商业订单存活且产品线较为单一。因此SpaceX在最新的建设计划中由原来的全球服务变为了区域服务优先,不断补充的运营模式。

SpaceX计划先发射大约800颗卫星覆盖北美地区,如果先期800颗卫星未能成为可以持续的商业模式,那么SpaceX将放弃之后的全部商业计划,如若先期800颗卫星模式可行,那么SpaceX才会逐步后续计划,若无足够财力也会如此计划。数码科技

问题8:星链截止目前发展的如何?有没有测试结果?

目前SpaceX公司发射了一批60颗测试验证卫星以及180颗正式版本通信卫星,目前各卫星还在变轨中。

马斯克本人曾经通过星链网络发出第一条社交动态,根据美国媒体披露美国军方在C-12运输机在野外飞行时测试网络通信取得了大约610Mbps带宽的网络服务。

C-12运输机

问题9:星链项目这样的卫星通信服务对于不同国家是否合法?

根据不同国家地区当地法律法规为准。星链项目在不同国家运营都需要遵守该国家的法律法规,需要向当地国申请商业准入和通信许可,例如另一家卫星运营商OneWeb已经被俄罗斯政府禁止在俄罗斯提供卫星网络服务。

问题10:星链项目是否会被用于军事用途,例如拦截弹道导弹等行为?

有可能有军事用途但直接成为武器概率不大。星链卫星的动力系统和大多数卫星动力系统,尽可能的持久缺乏爆发力和极灵敏的机动性,拦截弹道导弹之类的行为是远远不够的,也许会有军事服务例如为军队提供网络传输服务,但是卫星本身成为军事攻击设备从目前的科技产品信息来看可能性不高。数码科技

问题11:中国是否有自己的星链计划?

有,鸿雁星座和虹云工程。虹云工程由中国中国航天科工集团二院负责,计划发射156颗卫星,它们在距离地面1000公里的轨道上组网运行。鸿雁星座由中国航天科技集团公司负责,由300颗低轨道小卫星及全球数据业务处理中心组成,具有全天候、全时段及在复杂地形条件下的实时双向通信能力。

虹云工程鸿雁星座

问题12:SpaceX公司是否有这样的发射能力去维系一个过万数量的卫星星座?

目前没有,未来不确定。目前SpaceX所拥有的主力火箭猎鹰9号单次可以投放60颗卫星,而重型猎鹰所采用的的整流罩与猎鹰9号一样,因此负载能力更强的重型猎鹰在没有更大的整流罩情况下并不能发射单次更多的卫星数量。因此以猎鹰9号的运力和极高的发射频率,维护一个数千颗卫星星座已是极限。未来的不确定性在于SpaceX正在研发的大猎鹰火箭(Big Falcon Rocket)。

猎鹰9整流罩中的星链卫星重型猎鹰拥有同款整流罩,运力三倍却无处使劲SpaceX下一代大猎鹰BFR火箭

总结:通过以上十二个问答,笔者希望可以解决读者曾经对于SpaceX公司的星链项目曾经的困惑,星链项目本质是SpaceX在发射能力过剩的情况下在商业领域主动创造发射任务并与商业结合的项目,因此星链是SpaceX商业求生的其中一条路,根据摩根士丹利预估,卫星通信在未来可能拥有每年100-200亿美元的市场规模,根据SpaceX的公开信息,最迟2021年就可以在美国提供服务该项目也许会成功,也许会失败,就让我们拭目以待。数码科技

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