作者貢曉麗
深夜抬頭仰望星空,浩瀚無垠的宇宙讓你陷入沉思,一眨眼,卻發現幾十顆星星排成一列,像小火車一樣匆匆划過夜空……
今年5月24日,荷蘭衛星跟蹤者馬可·蘭博埃克被這魔幻的一幕驚得目瞪口呆,他在油管上發布了這段視頻,結果發現澳大利亞、荷蘭、英國、美國甚至肯尼亞,都有人目睹了這一星空奇觀,有網友開玩笑說,“這是聖誕老人趁着淡季在訓練馴鹿拉雪橇吧。”
這不是聖誕老人的玩笑,而是埃隆•馬斯克的杰作。就在這一天,SpaceX公司的獵鷹9號火箭成功將60顆衛星一次性送入了距離地表440公里的初始軌道。
這60顆衛星,標志着SpaceX的星鏈星座計划正式拉開序幕,他們准備將總計42000顆衛星送入近地軌道,組成全球最大衛星星座——星鏈星座,從而真正實現覆蓋全球的自組網絡,徹底擺脫光纖和基站的區域限制。
目前,SpaceX正在美國聯邦通信委員會(FCC)申報20份衛星部署計划——每份1500顆,共計30000顆,此前,FCC已經批准了他們1.2萬顆衛星的星鏈部署。
用衛星網提供低成本無干擾通信
為什麼要搞星鏈星座?主要為了解決網絡不可靠和網絡成本過高這兩大難題。
SpaceX判斷,未來20年,全世界將有20%-50%的網絡系統由地基轉到天基,因為天基可以覆蓋到傳統信號傳輸薄弱的地區,不會受到高山、海洋、極地的干擾。
此外,美國地廣人稀,光纖基站組網的傳統方案,對他們來說其實很不划算。
在中國鋪設同樣長度的光纜,能連接100個基站,而在美國往往只能連接10個。基站間平均距離過遠,鋪設光纖投入產出比太低,所以美國作為發明互聯網的國家,人均带寬卻不如日本、韓國、新加坡以及一些歐洲國家。
可是,要將整個地球的一部分網絡通信從地基轉向天基,需要海量的衛星,所以按照SpaceX的計划,到2024年約有近1.2萬顆衛星組成星鏈網絡,理論上可以覆蓋地球表面。
今年,SpaceX還會部署2至6批衛星,每批60顆。預計到2024年,他們會將4425顆衛星部署在地球上方1150公里至1325公里處,通過Ku與Ka波段之間傳輸數據,另有7518顆衛星部署在地球上方335公里至346公里處,以V波段傳輸。
星鏈最早可能從2020年開始,為美國北部和加拿大地區提供服務,隨後會拓展到其他地區。
至于星鏈建成後會如何影響上網價格,SpaceX副總裁庫珀曾表示,SpaceX的衛星網絡系統有很高的性價比,但未具體說明上網服務的資費會降到何種程度。
庫珀還表示,打算以不同價格銷售不同的數據包,以滿足各種需求。
放衛星的不只SpaceX一家
放這麼多衛星需要多少錢?
SpaceX此前估算,僅在2024年前部署12000顆衛星,就需要100億美元的成本,但是回報同樣驚人,如果SpaceX能在這場太空競賽中笑到最後,預期年收入將高達300億美元。
正因為這筆生意有的賺,所以亞馬遜、OneWeb、Telesat等公司同樣將目標定位為天空通信網絡,將與Starlink構成直接競爭關系。
2017年,OneWeb公司就搶先一步獲得了FCC在美國運營衛星上網服務的批准,因此按照相關規定,SpaceX在部署衛星時需與其進行協調。
60顆堆疊在一起的Starlink衛星
當年9月,SpaceX還和OneWeb、Telesat就衛星頻段問題,在FCC爭得不可開交。
在SpaceX之前,OneWeb就發射了首批六顆衛星,其計划總共包括648顆衛星。而Telesat公司的目標是建立一個由292顆衛星組成的網絡,亞馬遜公司也已經公布了一個擁有3236顆衛星的衛星群計划。
OneWeb衛星被發射到太空中的藝術渲染圖
相對于競爭對手,SpaceX的最大優勢無疑是自由的發射機會,用自家的獵鷹火箭發射衛星,無論在成本還是計划方面都有着明顯優勢。
天文學家聯名抗議干擾觀測
自1957年前蘇聯發射第一顆人造衛星之後,人類已發射了大約8100顆人造衛星,而目前在軌運行的衛星總數是2062顆,如果SpaceX真的把42000顆衛星全部送上天了,繞地軌道上的航天器會發生堵車甚至撞車嗎?
事實上,已經有一顆386公斤重的星鏈衛星,一度迫近歐洲空間局的衛星軌道,迫使歐空局作出一個回避操作,而SpaceX將此事件歸咎于系統錯誤。
至于地面安全,SpaceX承諾衛星生命結束後,至少95%的組件在返回大氣層時都會燃燒解體。
目前看來,對星鏈星座意見最大的是天文學家。
這是美國洛威爾天文台于5月25日晚拍攝的一張宇宙觀測照片,畫面上原本應該只有一個遙遠的星系,可是SpaceX的星鏈衛星們恰好划過上空,在長時間曝光的照片上留下了珠帘兒似的痕跡。
用天文學家的行話來說,這叫“污染觀測數據”。
當時恰逢美國天文學會年度大會,針對SpaceX衛星干擾天文觀測的行為,天文學家們發表了公開聲明:
“美國天文學會關切地注意到,非常龐大的衛星群即將部署進入近地軌道。預計在未來幾年內,這類衛星的數目將增加到數萬顆,對天文學可能產生重大的不利影響。這些影響可能包括衛星反射或自身發射的光,會嚴重干擾光學和近紅外觀測;衛星通信波段電磁輻射對射電天文觀測的影響以及與天基天文台(比如哈勃太空望遠鏡等)的碰撞。”
然而,馬斯克在回應文章中稱:“我們特地避免使用專門用于射電天文學的特定低Ku頻率。研究人員還可以移動衛星來降低它們的反射率。我們將確保星鏈對天文學上的發現沒有實質性的影響,因為我們也非常關心科學。”
SpaceX星鏈身後還有一籮筐的質疑聲音,地面如何支持、衛星頻段如何與現行手機標准兼容、衛星的單向廣播方式如何滿足交互……
不過,無論星鏈計划最終能否成功,我們還是應該為馬斯克的敢想敢做敢當鼓掌。