星链计划到底是怎么回事

星链计划到底是怎么回事

本文核心词：火箭,太空,航天
如果一切顺利，明天上午，SpaceX的猎鹰9号将搭载60枚“星链”（Starlink）卫星升空，正式开始星链星座的组网。提到SpaceX，我们一般都会想到猎鹰9号、猎鹰重型，或者是龙飞船，但是，现在SpaceX计划进行的，是名为“星链”的卫星星座计划，这个计划是怎么回事呢？
根据美国联邦通讯委员会（FCC）的资料，SpaceX的计划是相当恐怖的：将4425颗Ku-Ka波段卫星送入550千米的轨道，将7518颗V波段卫星送入340千米的轨道，卫星总数大约为12000颗，计划于2027年完成组网。这是一个什么数量级呢？目前全世界仍然在轨的卫星大约只有5000颗，其中过半已经处于报废状态，仍在工作中的卫星其实还不到2000颗，而SpaceX计划发射12000颗卫星，是现有数量的六倍，堪称是“一公司之力挑战全世界”。除此之外，SpaceX服务公司（SpaceX的一个“姐妹公司”）也提出了他们的配套计划：运营共一百万个地面服务站。这种级别的计划真的是很难想象的
星链计划其实并不是刚刚开始的，2018年2月22日，一枚猎鹰9号将西班牙的“和平号”（PAZ）卫星送入太空，和它一起升空的，是人称“丁丁A”和“丁丁B”两枚测试卫星，也可以叫微型卫星2A和微型卫星2B，这两颗卫星质量大约为400千克，它们就是最早的两颗星链卫星

西班牙PAZ卫星，旁边的就是星链
这两颗卫星是星链计划的实验卫星，它们的轨道大约在500千米的高度（比国际空间站的轨道高一些），位于大气层的热层范围内，因此，轨道衰减会是一个很明显的问题，如果什么都不做的话，它们的轨道会变得越来越低，最终会再入大气层烧毁或坠入海洋。因此，微型卫星2A和2B的主要任务是为星链计划的大型组网做“铺垫”，比如测试星链卫星有没有能力进行轨道纠正、星链卫星自带的太阳能板能不能提供长期稳定的能源等等。现在，这两颗卫星已经在太空中运行一年多了，收集到了很多有用的数据，于是乎，SpaceX计划明天发射首批60颗星链卫星，正式开始星链的组网

猎鹰9号整流罩中的星链卫星
星链卫星是标准的通讯卫星，主要任务是通过卫星和地面站进一步加强卫星网络功能，这意味着以后SpaceX将不再是纯粹的“火箭公司”，它还会参与卫星的生产和地面站的建设，成为一个综合的电信服务提供商，虽然没有明确指出，但它们的目的是很明确的：挑战现有的电信市场
目前，全世界绝大部分通讯卫星都位于35786千米的地球同步轨道，而且每种卫星一般只有几颗到几十颗不等，和星链计划的12000颗不在一个数量级上，这是因为它们都处于很高的地球同步轨道，每一颗卫星都能覆盖很大的面积，因此没有必要在“数量”上下功夫，但是，这也意味着它们的信号会相对弱一些，也容易被外界因素（比如恶劣天气）所干扰。此外，信号延迟也是一个主要的问题，我们知道，光速大约为每秒三十万千米，对于位于35786千米的卫星来说，电磁波走一个来回至少需要240毫秒（0.24秒），然后再考虑到地理位置、天气情况以及其他的干扰因素，目前通讯卫星的平均延迟就变成了600-700毫秒左右。相比之下，SpaceX的星链卫星位于550千米（甚至更低）的近地轨道，大约只相当于地同卫星1.5%的距离，因此，星链卫星的延迟可以压缩到10毫秒左右

不同的轨道
什么意思呢？这意味着SpaceX很有可能会再次成为最大的“搅屎棍“（中性词），当年，猎鹰9号的成功直接导致了航天产业的转变，包括各式各样可回收火箭项目的产生，以及航天产业的商业化等等。而在通讯这一块，目前卫星上网的市场还是很有限，一般仍然集中在一些偏远的地区，如果星链计划成功，这意味着传统的卫星网络甚至是有线网络市场都会受到不小的竞争，电信产业出现大幅度的改变其实是有可能的
此外，星链计划也会导致各国的各大企业效仿星链，组建自己的卫星星座，而为了配合卫星的发射，大型中低轨运载火箭也会相继出现（这个情况实际上已经开始了，比如说科工火箭的快舟21、快舟31就属于这种类型，航天科工的行云计划、虹云计划也是卫星星座组网，蓝箭航天、星河动力、星际荣耀等也有类似的计划）

快舟火箭
当然，星链计划到底能不能行，我是不敢妄加评论的，因为各方面的困难其实是不少的（当年铱星计划也是因为种种原因最终失败），比如说一百万个基站的协调和建设到底有没有可能、为了发射这12000颗卫星，SpaceX有没有能力承担每年额外的10-20次发射、近地轨道空间怎么安排、如果发射失败，太空垃圾的问题如何处理、以及覆盖的频率如何协调等等，这些都是很重要的问题，因此，星链计划还是有很多未知因素的，它的进展我们现在只能静观其变
顺便一提，马斯克之前提到过，星链的某一次发射将会使用之前猎鹰重型发射时所回收的整流罩，他所说的“某一次发射”会不会就是明天的发射目前仍不确定，如果是的话，这意味着SpaceX掌握了整流罩（成本为500万美元）回收的技术，是一个不小的进步

回收后的猎鹰重型整流罩