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“星链”计划如何改变未来互联网 为何引全球天

发布日期:2021-03-10 21:32 浏览次数:

  “星链”计划如何改变未来互联网?

  环球时报记者陈山

  美国太空探索技术公司(SpaceX公司)于北京时间16日再次将60颗“星链”卫星成功送入预定轨道。美国“太空飞行”网站16日称,目前累计发射的“星链”卫星数量多达1145颗,它们已向美国北部和加拿大的上万用户提供高速上网服务。这种被部分美国媒体吹捧为“改变世界连接方式”的新型互联网,影响到底会有多大?

  地球轨道能容纳多少卫星

  报道称,这是SpaceX公司正式发射的第19批“星链”卫星,如果算上2018年2月发射的两颗测试卫星,累计发射的“星链”卫星数量已经多达1145颗。按照计划,该公司还将在本月内再完成两次发射,使卫星数量增加到1265个。但这仍远不是“星链”计划的全部。为了达到“在地球上任何地点可接入高速互联网”的目标,SpaceX公司将发射多达1.2万颗卫星,并申报再增加3万颗卫星,使卫星总量达到4.2万颗。

  《环球时报》记者注意到,类似“星链”这样的巨型卫星星座计划并不罕见。去年申请破产保护的互联网公司一网(OneWeb)已透露将把星座组网卫星数量增加至4.8万颗。亚马逊公司首席执行官贝索斯也宣布将发射由3236颗卫星组成的互联网卫星星座。这些看似疯狂的计划不由引起人们的担忧:地球轨道上能容纳这么多卫星而不发生冲突吗?

  接受《环球时报》记者采访的一名中国航天专家17日表示,由于运行高度的不同,地球轨道能容纳的卫星数量也不一样。在200-2000公里的近地轨道上,能容纳的卫星数量大约在6万颗左右。随着技术的发展,卫星间隔可以进一步缩小,这意味着能容纳更多卫星。但另一方面,卫星除了占用轨道空间外,还可能因距离太近导致信号相互干扰,因此在使用的频率资源上也产生激烈竞争。例如在距离地球3.6万公里的静止轨道上只容纳了约400颗卫星就已经非常“拥挤”了。而国际电信联盟对卫星轨道和频率的分配原则是“先申报先使用”。为此国外这些互联网卫星星座动辄就申报成千上万颗卫星的重要原因就是展开太空“圈地运动”,从而稳固地垄断轨道资源。

  用卫星高速上网靠谱吗?

  SpaceX公司宣称,“星链”计划的目标将向农村地区和尚未使用高速宽带的世界其他地区提供廉价的高速上网服务。但用户并不能直接用手机或电脑连上卫星,而是首先需要花费 499 美元申请“星链”天线套件,并以每月99美元的价格订购上网服务。测试显示,目前用户的平均下载速度为50-150Mbps,延迟为20-40毫秒。SpaceX公司宣称,随着未来在轨卫星的数量增加,用户将有更好的上网体验。

  中国航天专家表示,理论上讲,提供服务的卫星数量越多,用户获得的上网服务质量越好。但另一方面,“星链”发射更多卫星的前提是有更多用户使用,届时通信带宽分摊到每个用户头上到底是多还是少,目前还很难说。此外,考虑到用户并非均匀分布在地面上,而是往往在居住区集中居住,因此带宽被分摊后的上网体验可能更差。

  事实上,如何平衡卫星组网成本和用户体验一直是类似互联网卫星星座项目的头等难题。一网就是因为野心过大,试图一开始就瞄准全球组网而最终破产。谷歌公司和脸书公司用高空气球和长航时无人机替代卫星,组成全球互联网的努力也因为同样的原因而相继宣告失败。

  中国专家表示,目前业内比较公认的观点是,根据现有技术,互联网卫星星座存在自身局限性,很难完全取代地面通信基站。它更适合与地面基站相互补充:在人群密集的城市地区,地面基站可以保证上网质量;在人烟稀少的山区、沙漠或海洋,布置地面基站的成本过高,利用互联网卫星可以低成本地保证网络通信,而这些地区稀少的用户群也不会对上网体验造成太大影响。

  全球天文学家愤怒了

  “星链”计划面临的麻烦还远不止限于成本问题。随着越来越多的卫星被送入近地轨道,全球天文学家愤怒了。美国“太空”网站称,天文观测最怕光污染干扰,天文台大都远离城市,建在山巅或海岛之上。但天文台躲得过地面光无污染,却躲不过天上卫星的反射光。天文学家用光学望远镜观测遥远天体时,往往需要进行长达数小时的长时间曝光,“星链”卫星在空中集体飞过,带来的影响几乎是灾难性的。

  面对全球天文学家的集体控诉,SpaceX公司宣称将为后续卫星增加遮阳板,以降低由此带来的光污染。但根据天文学家的后续反馈,这种措施的效果很差。

  此外,“星链”卫星的寿命仅有5年。此前有报道称,目前已有至少47颗卫星脱离轨道,坠入大气层中烧毁。虽然SpaceX公司宣称“星链”卫星寿命到期后会利用推进器自行进入低轨道,迅速进入大气层烧毁,不会成为太空垃圾。但考虑到整个“星链”计划将包含4.2万颗卫星,意味着每年都会有数千颗卫星需要离轨自毁,如何确保如此巨大的废弃卫星不会变成地球周围的太空垃圾至关重要。

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