太空交通肇事,两次碰瓷中国空间站,马斯克的星链究竟要干什么?

太空交通肇事,两次碰瓷中国空间站,马斯克的星链究竟要干什么?

2021年7月1日,我国空间站执行了避碰操作,原因是星链-1095由555千米轨道降到382千米,与我国空间站处于同一轨道。

当时,神舟十二号载人飞船正在执行任务,三明航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波正在空间站内执行任务。

更为奇葩的是,就在我空间站紧急避碰后,星链-1095又开始继续降低轨道,最终焚毁于大气层。

2021年10月21日,我国空间站再次紧急执行避碰操作,原因是星链-2305卫星处于连续轨道机动状态,随时会发生碰撞危险。

10月16日0时23分,神舟十三号载人飞船成功发射,将航天员翟志刚、王亚平、叶光富送入空间站执行任务。

就在当日,星链-2305自350千米高度开始升轨,在10月21日前后达到390千米,且直接迫近中国空间站。

星链究竟是什么,有何作用?

我们现在使用的4G、5G网络都是通过地面的电信基站接受信号,在城市里基站数量多、距离近、障碍少,我们的手机信号还算不错。

但是在森林、大山、荒漠中,没有基站,我们的手机就成了板砖。

那么如何让我们的手机在荒山野岭有信号呢?卫星就是最好的策略。这就是“星链”成立的初衷。

星链,是美国太空探索技术公司(SpaceX)的一个项目。

该项目由SpaceX操刀,计划在2019年至2024年间在太空发射1.2万颗卫星,组成的“星链”网络提供互联网服务,其中1584颗将部署在地球上空550千米处的近地轨道,并从2020年开始工作。

未来继续发射3万颗,总共达到4.2万颗。

2015年,马斯克宣布了这一项目,并命名为Starlink,即“星链”。

2018年,2颗“星链”试验卫星搭载在猎鹰九号上,成功进入轨道,展开对地通信试验。

2019年5月23日,SpaceX再次利用猎鹰九号,成功将首批60颗“星链”卫星送入轨道。

之后,SpaceX开始频发的发射卫星,到2021年3月,“星链”卫星达到了1325颗,SpaceX对其进行了网速测试,速度达到了200Mbps。

2021年8月,星链卫星互联网服务的速度已经达到固定宽带的水平,在一些国家甚至还要快于固定宽带。

2022年8 月 20 日SpaceX 使用一枚九手猎鹰 9 号火箭发射 53 颗 星链卫星进入轨道,星链卫星总数增加到 3108 颗,其中约 2845 颗卫星仍在绕地球轨道运行。

马斯克说:如果“星链”计划顺利的话,全世界人们将可以享受到低成本的互联网连接服务。

星链可以在全球任何地方,包括沙漠、大海、森林等无人区提供优质的网络服务,而不需要地面的电信基站。

看到这里你是不是想起了当年摩托罗拉的“铱星计划”,这两个之间有没有联系?铱星计划失败了,因为所耗资金过于庞大,那么“星链”计划会成功吗?

铱星计划最终失败

铱星计划是摩托罗拉在1987年提出的,计划在低轨道发射66颗卫星,组成一个通讯网络。

这个通讯网络具有两个意义,第一、传输速度快、信息损耗小、通信质量高;第二、它不需要地面的通信基站,并可在无人区进行通信。

可以说,铱星计划是第一个卫星通信计划。早在1987年就提出了,这简直就是马斯克“星链”计划的祖师爷啊!

1996年,铱星系统开始发射试验卫星,1998年正式投入业务,计划投资76亿美元

辉煌的铱星计划带动了一系列项目,这些项目又吸引了上百亿美元的投资,一个庞大的产业链浮出水面。

然而,15个月后,这个庞大的计划就宣布终止了,所发射的卫星无人接管。无奈地进入了“脱轨自焚”程序,铱星计划黯然落幕。

铱星计划失败的原因是因为投资过大,而过大的投资最终转嫁到消费者身上,消费者看到高额的价格望而却步。

铱星计划的手机售价高达3000美元,每分钟的使用费高达6-36美元。这在当时,消费者根本承担不起。

此时,由诺基亚牵头的蜂窝通信技术开始崭露头角,不仅手机变得更小,而且价格也仅为铱星计划的1/10,通讯费仅为铱星的1/100。

诺基亚赢得了大量的用户,更加速了摩托罗拉铱星计划的失败。

“星链”计划会走到最后吗?

摩托罗拉铱星计划66颗卫星就要投资76亿美元,那“星链”的4.2万颗将是天文数字。

而负责人埃隆·马斯克表示,星链计划投资在300亿美元左右。

同时马斯克还说,随着时间的推移,投资会继续增大,或者是这个数字的几倍。

星链目前也已经了终端设备,制造成本超过了1000美元,但是为了能够顺利推出,这些终端最终以500美元的价格出售。

马斯克表示,团队正在开发一款更加便宜的终端,并且售价为220至250美元的笔记本电脑。

可以看出,SpaceX的星链计划价格有些高昂,但尚在接受范围之内。如果能够吸引亚马逊、苹果、谷歌这类公司加入,相信价格会进一步下降。

SpaceX发射卫星的价格远低于摩托罗拉,就在于其强大的卫星发射和回收技术。

为了顺利完成星链计划,SpaceX公司研制了一款可以回收的中型运载火箭——猎鹰9号。

猎鹰9号高70米,宽度达到12.2米,标称近地轨道运力达到63.8吨,标配三枚“猎鹰9”火箭捆绑,拥有27个发动机。

猎鹰9号的运载能力与长征7号相近。它可以一次性运载60颗星链卫星,并且能够回收。

2015年12月21日,猎鹰9号成功完成了一级火箭的回收,这是世界上首次火箭回收。这大大节约了发射成本。

之后,SpaceX公司进一步研发,不仅能回收一级火箭,还能回收整流罩,发射成本进一步降低了。

此外猎鹰9号采用了成熟的发动机煤油发动机技术,虽然会造成大气污染,但是成本要比氢氧发动机更加节约。

猎鹰9号依靠低成本、多发并联、多次使用、垂直回收的优势打开了航天时代的一扇窗,也大大降低了星链计划的成本。

只要能够把成本降下来,能够提供优质的网络服务,星链计划就能走到最后。

星链计划有着极高的军事价值

星链除了为人们提供优质的网络服务外,还具有非常大的军事价值。主要表现为:网络服务、监控敌情、摧毁卫星、导弹预警。

网络服务:

5G快速发展时,很多军事专家就幻想,有一天数百架无人机在5G网络的控制下,飞向敌方目标进行轰炸,完成任务后,再快速飞回。

乍一看,是那么个道理,但是仔细想想又不对。

战争环境中,通讯基站受到了破坏,根本无法提供网络,而且城市以外也不会有良好的5G信号,有些森林、戈壁等地连2G信号都没有。无人机搞不好有去无回。

而马斯克的星链却是极好的网络系统,它在近地轨道,任何地方都可以接收到信号,它不仅可以为军方提供网络,更能够操控无人机。

可见星链是具备改变作战网络的能力的,难怪马斯克会施行这么一个庞大的计划。

监控敌情:

星链可以做到24小时不间断的监控任务,然后传送至地面,再通过大数据分析,对方干什么一清二楚。

从A地调往B地的军队被发现,从C地派往D地的直升机被发现。

战斗机刚一起飞就被红外探头识别了,通过图像对比,立即能判断出飞机的型号,数量等。

可以说整个战场几乎变成了透明的,这仗恐怕没办法打了吧!

摧毁卫星:

现在越来越多的国家热衷于发射军事卫星,军事卫星可以起到定位、导航、预警的作用。

如果在战争开始时,摧毁对方的卫星,那么对方就失去了“千里眼、顺风耳”,飞机导弹瞬间变成瞎子。

打一个瞎子应该不是难事吧!

星链拥有4.2万颗卫星,这就如同4.2万颗定时炸弹,在战时随时变轨,袭击他国的军事卫星。

我国空间站躲避星链变轨,不就是最好的例子吗?

导弹预警:

4.2万颗星链卫星,拿出几百颗用来监控导弹也不是什么难事吧!

星链卫星拥有发射全向波束的能力,可以遥测,跟踪航天器,计算、模拟、预测导弹的飞行轨迹,为后续的拦截工作提供信息支撑。

如果未来技术进一步发展,星链卫星通过变轨、规避,甚至可以拦截洲际导弹。

4.2万颗卫星,总有几颗在洲际导弹的轨道范围内,它直接变轨冲向导弹,实施拦截,当然这只是理论上。

总之,星链具备着强大的军事价值,这也是为什么马斯克的星链计划能够顺利实施的一大原因。

星链会取代5G吗

随着星链的通讯能力越来越强,部分网友开始担心,未来5G会不会被星链取代?

答案是“不会”!

马斯克的星链投资高达几百亿美元,在理想的状态下能够提供1GB/s的网速,理论上远超过目前的4G无线网络。

这样的网速如果覆盖到高山、海洋、森林、沙漠,那相当于给全球装了一个超级Wi-Fi,直接改写整个网络时代。

但事实上,尽管马斯克的星链计划很庞大,但是与5G相比仍有不足之处。

首先,便捷性:

使用星链网络需要配备一款接收工具,这是为什么呢?

因为卫星在近地轨道,信号从几千米高空衰落下来,到达地面后不仅失去了灵敏度,甚至已经无法通信了,因此需要一个“大锅”接收信号。

目前星链的接收天线直径为0.48米,配有驱动电机可自动寻星。

那么,请问各位网友,您会抗着一个大锅,聊微信、刷视频吗?我想没人会这么做吧!

其次,星间链路问题:

4万多颗卫星连在一起才能形成通讯网络,单个卫星最多算一个无线电转发台而已,因此星链卫星必须要形成有效的链路。

而目前星链也仅在南极、北极的卫星上布局了激光交叉链路。其余地方的卫星仍需要地面基站的配合。

也就是说,如果要解决星链的通讯问题,就必须要解决激光交叉链路的难题,降低对地面基站的依赖程度。

最后,雨衰问题:

理想状态下,星链提供的网速最快为1Gbits /秒,与5G速度差不多,延迟时间则比5G长14―19毫秒,上网体验不如5G。

但是,这只是在理想状态下的。如果碰到雨雪天气,尤其是连日的降雨。那对星链的通信影响是很大的。

下雨时,卫星电波进入雨层后会衰减,对通信产生影响。考虑多云、雨雪天气的影响,会对星链的效用有比较大的影响。

电波进入雨层中,雨粒会吸收电波,雨粒散射会反射电波,最终造成通讯衰减,我们称之为“雨衰”。

雨衰对卫星通讯影响很大,因为雨衰的大小与频率有关,电波频率越高,受雨衰影响越大。

频率在10GHz以下基本可以忽略降雨影响,而在10GHz以上时,则应将雨衰放在主要考虑地位。

星链通讯频率达到了12GHz,因此,雨衰对其影响很大,这个问题是最难解决的。尤其是对于普通的手机、电脑用户,简直是无解。

因此,星链不会直接取代5G,而是和5G形成配合,形成互补。

在城市的家里,我们选择千兆光纤+WiFi,在大街上我们选择5G通信,在森林、沙漠、大海上,选择星链通讯。

星链+5G+光纤,才是完美通讯的解决方案。

写到最后

马斯克的天马行空的想法,的确令人佩服,星链计划也的确值得我们学习和研究。

但同时,星链在军事领域的应用需要引起我们的注意,因为它在网络服务、监控敌情、摧毁卫星、导弹预警等多个方面具有很强的优势。

在未来如果我们也拥有“星链+5G+光纤”的通讯解决方案,将为我们的生活、工业、农业、军事等带来翻天覆地的变化。

我是科技铭程,欢迎共同讨论!

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