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在等什么?中国星链1.3万颗卫星已备好,不发送是让美国占先机?

2023-08-22 13:06:25  来源:科普启示录

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马斯克的星链计划相信大家并不陌生,它通过部署大量的卫星,提供全球互联网服务,通过卫星网络,实现全球覆盖,虽然它是马斯克的私人企业公司,但它的军事战略作用可不容小觑。


(相关资料图)

这一计划也引发了全球范围内的关注和讨论,而我们自然不能眼睁睁的落后于它。如今,我国的“星链计划”已准备就绪,准备用1.3万颗卫星编织属于我们的卫星网络,但这一计划的推进还尚未完成。

计划虽好,实施却难。为什么中国的“星链计划”尚未全面启动呢?是遇上了什么技术问题,还是另有内幕?这样等下去,岂不是近地轨道这样的“有限资源”都要被美国占完了?

我国的“星链”计划:一场太空竞赛的序幕

随着全球信息化时代的快速发展,互联网已经成为我们生活中不可缺少的一部分。卫星在现代发挥的重要作用突显出来,而美国马斯克的星链计划近几年来发展十分迅速,这其中的利弊不言而喻

正是在这个背景下,我国也提出了组建中国版“星链”的计划。2022年我国正式提出“GW”卫星计划,这个计划以实现全球互联网覆盖为目标,通过12992颗卫星构建一个“Greenland Window”的巨型卫星网络,为我国用户提供高速、低成本的互联网连接服务。预计在今年九月开始进行卫星组网和发射任务,并计划在2027年部署完成。

这个计划的提出,标志着我国在太空探索领域迈出了重要的一步。我国对组建卫星网络的重视程度非常高,而低轨道是卫星通信的最佳选择,但在这个高度范围内只能容纳约6万颗卫星,资源稀缺性极高。因此,“GW”计划的目标是在这个有限的轨道空间中,部署1.3万颗卫星。

这1.3万颗卫星部署在低轨道,可以搭载各类载荷,进行全球覆盖。既可以作为卫星网络进行6G通讯,让互联网接入方式变得更简单更快捷,在战时也可以作为监视系统对敌军的动态进行侦察监视

与马斯克的星链相比,我国的卫星计划有着明显的优势。马斯克星链卫星的平均高度为550公里,而中国计划部署的卫星轨道高度在100公里至300公里之间,这个高度范围的覆盖密度能力比星链更。通过这个低轨道卫星网络,我们可以更好地利用轨道资源,以更高的速度、更低的成本提供全球互联网连接服务。

由于轨道较低,卫星遇到的风险和发射的成本都很部署灵活、抗毁性强等因素使得低轨道卫星在某些方面具有无可比拟的优势。

覆盖密度大可以提高服务效率,低轨道也更加适合宽带通信,这使得我们可以提供更稳定的互联网连接服务;我国已经在这个领域取得了显著的进步,卫星技术也已经达到了世界先进水平。

虽然低轨道的优势明显,但并不可能全是优势,随之而来的挑战也不可忽视。随着轨道的降低,受大气影响,卫星的服务周期会缩短,需要更频繁地进行补充发射,这无疑会增加发射成本。

但实际上这些问题对太空资源的争夺来说就显然不太重要了,只要能发射出去就已经非常赚了,毕竟以后有更好的卫星直接替换下就好了。卫星网络背后的战略意义,其所带来的利益和资源无法替代的。

相反,如果我们不发射卫星,等马斯克的星链的数量越来越多,那我们连发射的可能都没有了,这也是我国快速推进卫星网络的原因。有的朋友可能不能理解其中的利害,通过了解星链计划在实际中的功能和作用我们就可以知道它有多重要,我们接着往下看。

太空星链背后的战略意义

我们先来了解一下星链计划,它是由太空探索技术公司计划在2019年至2024年间在太空搭建由约1.2万颗卫星组成的“星链”网络,马斯克又准备再增加3万颗卫星。这些卫星将在距地面550千米处的近地轨道上运行,构成一个覆盖全球的网络,提供互联网服务。

然而,星链计划的意义远不止于此。由于具备卫星间组网能力,因此,单颗卫星的损失,可以由其他卫星进行补位。星链卫星一直以来都是被认为是商业卫星网络,但商业实际只是表面,它在军事战略上的作用才是其背后目的

星链卫星的应用范围包括通信传输、卫星成像、遥感探测等,这也同样适用于军事,并能进一步增强作战能力,而且星链卫星网络还可以解决美国本土与它的海外军事基地的信息同步连接等问题。

那么,星链计划是如何实现这些功能的呢?这主要依赖于星链卫星的独特设计。这些卫星体积小、重量轻,具备高机动性和高可靠性,能够快速响应并执行任务。同时,星链卫星还配备了先进的通信设备和高精度的定位系统,能够实现高速、稳定的网络传输和精确的定位导航。这些技术突破将极大地提升军事系统的效率和准确性,为现代战争提供了全新的作战模式。

马斯克的星链计划也早与美军方达成合作,并已经应用于战争中。例如,星链卫星在俄乌冲突中的应用,乌克兰通过星链有了巨大的信息优势,所以才能与俄军僵持这么久,在战场上也让俄军吃了不少亏。

俄总统表示,如果星链将继续帮助乌克兰,那么俄将对星链卫星发动攻击。所以如何解决军事安全问题也是一项艰巨的任务。一旦发生冲突,攻击对方的卫星系统将会成为一种重要的战术手段。在这种情况下,如何保证星链计划的安全性和可靠性将成为一项重要的研究课题。

因为卫星不可能无限制的发射,近地轨道资源有限,部署卫星时还得考虑他们之间的距离和运行轨道。举个简单的例子,我们可以把近地卫星轨道看成是路,卫星看成是路上行驶的汽车。但路只有这么多,而且路也不可能无限制的修下去,所以说没有自己的轨道,发明出再厉害的卫星都没用,根本发射不了。

而太空卫星轨道在国际上也是本着先到先得的原则,根据国际电信联盟规定,一条近地轨道上的卫星不能太多。为了保证安全,当一条近地轨道上的卫星数量满了以后,即使仅有可能和这颗卫星碰撞的轨道上都不能再发射卫星。

所以用一条别人就得少用一条,而且还规定,要使用近地轨道就得提前申请。谁先申请,申请通过了就归谁,但是必须得有发射卫星的能力。目前马斯克的星链卫星已经占用了很多资源,这也是我们快速发展卫星的原因。

但就我国星链计划发展的进程来看还是比较缓慢的,这又是从哪看出来的,为什么会这样呢?我们接着往下看。

技术难题:难道卫星很难制造还是另有内幕?

如今,随着科技的飞速发展,卫星也成为如今最重要的太空资源之一。在全球国家中最具代表性的两个无疑是提出“GW”计划的我国和掌握星链计划的马斯克太空探索技术公司。

但为什么说我国的星链计划发射卫星的进程比较缓慢呢?像马斯克的星链计划,从2019年第一次发射到现在,短短几年就已经成功发射了5000颗卫星左右,而我国还没开始,难道是我国卫星技术不如马斯克的太空探索技术公司吗?

(马斯克星链计划概述图)

其实不然,卫星技术对我国而言很简单,我们也没有遇到技术瓶颈,但发射卫星最重要的并不是卫星而是发射火箭,火箭作为发射卫星的关键设备,其技术难度远超卫星本身,而发射卫星需要用到两三级火箭

为了实现大规模的卫星发射,我们需要大量的火箭,而火箭的数量直接决定了我们可以发射多少颗卫星。然而,一个火箭所能容纳的卫星数量是有限的,这意味着我们需要发射多次火箭才能完成大规模的卫星发射

(卫星由多级火箭搭载发射到太空)

在火箭技术中,单级和多级火箭是两种截然不同的设计。单级火箭是指仅有一级发动机的火箭,其动力来源于一级发动机。与之相反,多级火箭则是由多台发动机组成的火箭,每台发动机负责一部分推进任务。

单级火箭的优势在于结构简单、重量轻、成本低。然而,它的缺点也很明显:推力有限、燃料消耗量大、发射效率低。由于单级火箭的限制,我们很难实现大规模的卫星发射。

多级火箭则恰好相反,它的优点在于可以提供更大的推力和更长的飞行距离。多级火箭通过分级燃烧的方式,将燃料尽可能地利用起来,从而提高了火箭的性能。然而,多级火箭的设计复杂、重量重、成本高。

(多级火箭的每一级都相当于一个独立系统)

而马斯克之所以能够如此迅速地发射大量卫星,是因为他掌握了可重复使用的运载火箭技术。就是能回收发射过的一级火箭,重复使用的火箭可以降低发射成本,从而提高卫星发射的效率。这种重复利用的技术可以大大降低发射成本,这才是为何马斯克短短几年发射了如此多卫星的原因。

(马斯克公司掌握可重复使用技术)

我国的卫星技术当然没有问题,但在火箭技术上还需要更多的努力。近年来,而我国正在研究发展这项技术,好在我国各方面都取得了重大进展,我国在无助推构型火箭一子级可重复使用的试验成功发射方面取得了重大进展。相信用不了多长时间,我国就能够完全掌握并实现这一技术,并一定会打造出属于自己的星链。

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