上万颗卫星组网,美国“星链”军用潜力巨大,能碰撞拦截洲际导弹

“星链”计划旨在提供廉价、快速的宽带互联网服务,是迄今为止提出的规模最大的星座项目。2015年1月,SpaceX公司的CEO马斯克宣布了其打算发射约1.2万颗通信卫星到太空轨道的“星链”计划。该计划预计花费100亿美元,从2020年开始工作,旨在为全球消费者提供廉价、快速的宽带互联网服务。根据欧空局的最新数字,目前地球轨道上共有2000颗工作卫星,“星链”计划如果完成部署,其新入轨的卫星总数就会是目前所有国家在轨运营的卫星总数的将近6倍,成为迄今为止人类提出的规模最大的星座项目。为满足全球不断增长的卫星宽带接入需求,特别是解决农村等欠发达地区的互联网接入问题,全球多家企业纷纷开始打造非静止轨道卫星星座,提供全球宽带互联网接入服务。美国、加拿大、中国、俄罗斯、英国等国家的企业纷纷宣布了自己的低轨宽带卫星星座项目计划,在已经公布的低轨通信卫星方案中,卫星的总数量达到2万多颗。除了SpaceX公司,一网、开普勒通信、O3B、波音、三星等公司的互联网星座计划也在积极推进中。从卫星数量上看,SpaceX公司的计划可谓最具野心,其星座中的卫星数量高达11927颗,并且所有卫星都将由该公司自己制造和发射,网关地球站和用户终端也由自己设计制造,即拥有对整个生态系统的所有权和控制权。而其它公司则几乎都是将卫星制造、发射以及网关和用户终端的制造外包给了不同的公司。除星座规模外,SpaceX强调卫星网络所提供的服务在延迟问题上将不输于或优于光纤网络。互联网星座系统在政府和企业网络、基站中继、航空机载、海事通信、军事通信等领域有广泛应用。在军事领域,太空网络已经由支援陆海空作战的辅助战场,转化为比肩并重、相互支援的主战场,掌握卫星互联网就能掌握未来战争的主导权。在网络安全领域,卫星互联网可以向各个国家的手持终端用户跨境提供直接访问境外互联网的服务,规避现有的网络管控措施。在特定的宽带网络接入场景下,卫星互联网可以替代海事卫星等高成本通联手段,为海上、飞机客舱、边远地区等场景提供较低成本的宽带网络接入。“星链”计划将从军事、政治、经济层面给我国带来一定的影响,需引起我们重视。“星链”计划虽然是商业卫星星座计划,但是也要关注其军事应用的可能性。目前,在全球范围内,商业卫星星座被用于军事通信领域屡见不鲜。“星链”计划可提供低成本、全球覆盖的高速互联网服务,若开展军事化应用,则将进一步增强美军的卫星通信能力。目前,全球多个巨型低轨通信星座计划于今年进入密集空间部署阶段,美国军方作为全球最大的商业卫星通信服务用户,率先认可了商业低轨巨型星座的军事价值。2019年初,美国国防部新组建的航天发展局明确表示将在一网、SpaceX等公司实施低地轨道巨型星座计划的企业采购服务。美国国防部航天发展局于今年7月首次透露了未来军用卫星体系的规划。根据该规划,下一代军用卫星将更多地利用廉价的小卫星星座,以代替现有的大型高价值卫星,增加天基系统的弹性。美国国防部高级研究计划局(DARPA)也在探索如何利用商业方法建造卫星星座,使建造星座的成本更低、周期更短、设计和建造用时更少。DARPA最近开展的“黑杰克”项目就是旨在寻求研发具有较低“尺寸、重量、功耗及成本”(SWaP-C)特征的低轨军事通信与监视卫星,包括低成本卫星有效载荷和商业化卫星平台。目前我国对于国外卫星互联网系统还不具备有效的监管手段,以“星链”计划为代表的互联网星座可能带来潜在的安全风险和隐患。一是卫星互联网自身面临较大的网络和信息安全威胁。与传统互联网相比,卫星互联网有它的技术特点,其时空跨度大、信息维度高、系统结构复杂、网络多源异构、节点动态变化。正是由于自身所具有的这些特点,卫星互联网比传统互联网更容易遭遇攻击,比如传输数据遭窃听、破坏和假冒,相关设备被攻击等。另外,卫星互联网计划涉及的卫星数量巨大,如果相应卫星上安装了有观测功能的载荷,存在为违法犯罪活动提供便利等严重问题。二是网络空间进一步放大,将带来新的监管空白区域。卫星互联网作为一种新的互联网接入途径,其特点主要是便捷性、方便性、广域性,可以真正实现随时随地上网。这种跨越国界的全球互联网接入业务将带来新的监管空白区域。根据国际电联《无线电规则》,除卫星广播业务外,我国不能向其他国家提出该国卫星网络不可覆盖我国领土的要求。因此,任何覆盖我国的境外卫星均具有在我国境内开展卫星互联网业务的技术能力和手段,并且其卫星通信链路不受我国监管。三是易形成太空垃圾,威胁航天安全。从现有的卫星互联网计划来看,卫星的数量多是一大特点,大量卫星的存在,意味着将来会产生大量的太空垃圾。“星链”计划中的卫星寿命较短、难以回收,容易形成太空垃圾,威胁航空航天安全,甚至威胁地面居住地和设施安全,造成巨大的经济和人员生命损失。卫星互联网以其日益凸显的国家战略地位、潜在的市场经济价值、稀缺的轨道频谱资源,成为各国战略布局和竞争的焦点。截至目前,全球已有20多家企业有大型低轨卫星通信计划,大部分星座计划均包含数百颗卫星。频率资源是空间互联网建设的先决条件,是一种越来越稀缺的全球战略资源,也是世界航天大国争夺的焦点,能否获得L、Ku和Ka等频段资源对我国国防安全、经济建设和社会发展关系重大。(作者单位:中国航天系统科学与工程研究院)

2019年10月22日,马斯克本人使用“星链”计划的60颗卫星为基础的天基互联网,发出了第一份“星链”社交网络信息,内容为:“哇!它成功了!”,标志着“星链”计划正式迈出了投入应用的第一步。在这之前的5月24日,SpaceX用一枚“猎鹰9”火箭将首批60颗“星链”卫星打包送入太空,此次发射标志着
“星链”计划正式拉开组网序幕。后续,SpaceX公司将在2019年内再进行2~6次“星链”计划卫星发射,并且在未来5年内每年发射1000~2000颗卫星,完成“星链”计划一期的部署。

普京娱乐 1

一、“星链”计划基本情况

原标题: 2020年首发!SpaceX成功发射第三批星链卫星

“星链”计划旨在提供廉价、快速的宽带互联网服务,是迄今为止提出的规模最大的星座项目。2015年1月,马斯克宣布了其打算发射约1.2万颗通信卫星到太空轨道的“星链”计划。该计划预计花费100亿美元,从2020年开始工作,旨在为全球消费者提供廉价、快速的宽带互联网服务。根据欧空局的最新数字,目前地球轨道上共有2000颗工作卫星,“星链”计划如果完成部署,其新入轨的卫星总数就会是目前所有国家在轨运营的卫星总数的将近6倍,成为迄今为止人类提出发展的规模最大的星座项目。

[摘要]
不过,虽然SpaceX的太空互联网计划宏大,但2020年SpaceX的发射任务也实在不轻。

“星链”计划星座拟由4409颗分布在550~1300千米左右的LEO星座和7518颗分布在340千米左右的VLEO星座构成,组网卫星总数达到11927颗。“星链计划”的搭建基本上分三步走,第一步是用1584颗卫星完成初步覆盖,其中,前800颗卫星满足美国、加拿大和波多黎各等国的天基高速互联网的需求;第二步是用2825颗卫星完成全球组网;第三步用7518颗卫星组成更为激进的低轨星座。前两步的卫星总数量为4409颗,位于LEO轨道,这些卫星工作在较为传统的Ka波段和Ku波段,力争以量取胜。第三步的7518颗卫星位于VLEO轨道,将工作在V波段。

文/时代财经 卢洁萍

近日,美国联邦通信委员会代表SpaceX又向国际电信联盟提交了3万颗低轨道运行的小型微型卫星计划,这意味着,加上这次提交的计划,“星链”计划最终会形成近42000颗卫星的超巨型星座。

第三批星链卫星发射时直播截图

二、“星链”计划的军事应用潜力

新的一年,SpaceX雄心勃勃的太空互联网计划仍在继续。

“星链”计划虽然是商业卫星星座计划,但是其军事应用潜力巨大。目前,全球范围内商业卫星星座被用于军事通信领域屡见不鲜。

北京时间1月7日上午10时19分左右,在佛罗里达州开普卡纳维拉尔空军基地,SpaceX成功将第三批星链卫星送上轨道,顺利完成2020年的首次发射任务。

普京娱乐,1、大幅增强美军宽带通信能力

SpaceX成全球拥有卫星数量最多的公司

“星链”计划可提供低成本、全球覆盖的高速互联网服务,若开展军事化应用,得益于全球无死角的高速卫星互联网的波束覆盖,将大幅增强美军的作战通信能力。目前,全球多个巨型低轨通信星座计划于2019年进入密集空间部署阶段,美国军方作为全球最大的商业卫星通信服务用户,率先认可了商业低轨巨型星座的军事价值。2019年初,美国国防部新组建的航天发展局明确表示将从OneWeb、SpaceX公司等实施低地轨道巨型星座计划的企业采购服务。

SpaceX此批星链卫星由猎鹰9运载火箭运载升空。发射后不久,火箭便降落在了位于大西洋中名为“Of
Course I Still Love You”的无人驾驶船上。

低延迟:由于采用低轨道卫星、减少路由站等关键设计,“星链”宽带能够为全球用户提供只有25毫秒的低延迟传输,比目前最尖端卫星通信250毫秒的延迟传输,整整提升了一个数量级,可作为战区外发射远程发射不管武器的末端导航控制平台,或者未来机器人部队与无人作战飞机的数据交换平台和节点。

这是猎鹰9运载火箭第四次进入太空并安全返回地球,根据SpaceX的设计,猎鹰9运载火箭最多可进行10次飞行。

高通量:“星链”已经进行了早期的低轨技术验证试验,其中包括卫星和美国空军战斗机的天线阵列进行直接互联的试验,据称“星链”项目为美军C-12飞机提供了高达610mbps带宽的网络服务,相比目前大多数飞机联网所购买的海事卫星的5-50mbps带宽的上网服务,整整提高了一个数量级,将使得未来远程无人机的使用成本大幅下降,这类无人机的运用将有数量级的上升。

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2、全天候无缝监视侦察

猎鹰9运载火箭

“星链”卫星同时搭载了光学观测载荷,结合重访率高的优势,对于全球主要地区,每个时间段天顶方向都有几颗卫星飞过,可实现24小时不断光学监控分析,通过大数据系统自动识别分类跟踪,图像识别系统加入光学观测,对真假目标识别率高,抗干扰能力强,对地面以及大目标移动物体的监控进入新时代。据报道,美国空军准备终止GEO
SBIRS早期预警卫星项目,未来将发展高生存能力的低轨卫星群,不排除将预警模块部署在“星链”卫星上的可能性。

此次发射的卫星属于SpaceX星链计划中的一部分,在此前的2019年5月和11月,SpaceX也已通过猎鹰9运载火箭分别成功发射了60颗低轨通信卫星。

3、天基目标探测/打击能力

至此,SpaceX已共发射182颗星链计划中的低轨通信卫星,SpaceX也由此成为全球范围内拥有商用卫星数量最多的公司。

“星链”卫星拥有发射全向波束的能力,这样可以对航天器进行遥测,跟踪和控制,进而转变成为运载火箭/导弹的计算、模拟、预测的高精度系统,为后续的拦截工作提供信息支撑,同时具有自动变轨和规避能力,1万多颗在轨卫星也为对洲际弹道导弹弹头的直接碰撞式拦截提供了可能。美国空军将领O‘Shaughnessy高度评价了SpaceX的工作,认为SpaceX公司成功开拓了低成本大载荷发射,并且解决弹道导弹问题的最佳方法是在命中之前将其击毁,“星链”项目非常具有意义,将改变整个太空防卫格局。

值得一提的是,此前曾有天文学家认为,starlink低轨卫星飞行时的高反射会严重干扰天文观测。对此,国内一卫星制造专家向时代财经表示,“这并不是一件难以解决的问题,如果卫星过亮,用材料涂暗就行了。”

而在这批新发射的60颗卫星中,就有一颗卫星的一侧被涂上了一层实验性材料,目的是让星链卫星的反射性降低,以使它在轨道上时显得更暗。

星链卫星发射将成SpaceX2020年核心任务

早在2016年年初,SpaceX负责卫星政府事务的副总裁 Patricia
Cooper就曾在出席美国参议院商业、科学与技术委员会听证时表示,公司将利用自己的猎鹰9号可回收火箭,在2019年到2024年的6年内分别将4425颗卫星送到轨道,就像一个覆盖全球的大“FiWi”,为全球客户提供高速宽带互联网服务。

星链星座三维构型

目前,SpaceX已获得美国联邦通信委员会发射近1.2万颗卫星的许可,同时最近该公司也获得了国际卫星监管机构国际电信联盟发射另一批3万颗卫星的访问权。

而按照计划,到2020年年底,SpaceX将再进行23次发射,使SpaceX的Starlink星座中的卫星增加到1500颗以上。这将意味着在接下来的一年,平均每月,SpaceX都要发射一到两批的星链卫星。

在2020年的第一天,SpaceXCEO马斯克曾在社交媒体上发文称,这将是“史诗般”的一年。根据马斯克在星链方面的目标,到2020年中期,Starlink将能够在美国和加拿大部分地区提供负担得起的互联网服务,并最终实现在全球范围内推广廉价的高速宽带。

不过,虽然SpaceX的太空互联网计划宏大,但2020年SpaceX的发射任务实在不轻。在SpaceX2020年的计划中,除了星链卫星的发射,延期多次与NASA的载人飞船计划也必须及早完成。

除此之外,SpaceX还要继续其Starship Mk
3原型机的开发工作,以进行深空飞行任务。此前,SpaceX的原型机Mk1曾在进行低温压力测试时发生故障。

而根据外媒Spaceflight
Now的报道,作为当今推力最大的火箭,SpaceX的重型Falcon
Heavy火箭还可能会在2020年末承担美国空军的发射任务。

巨型星座时代

事实上,SpaceX并不是唯一一家在低轨通信卫星系统领域有布局的商业航天企业。

近年来,随着计算机、微机电、先进制造等行业的快速发展,得以升级换代的通信技术和微小卫星技术,使得卫星通信成本渐渐下降。

另一方面,相比于成本高、制作周期长的大卫星,基于小卫星的低轨卫星通信星座广泛的应用前景也越来越被重视。

根据Internet World Stats的统计数据,截至2017年6月,全球互联网普及率为
51.7%,意味着全球仍有一半的人口未实现互联网连接。这些地面信息系统无法覆盖的地方,将给通信卫星带来相当大的潜在市场。

在此背景下,2015年前后,国内外航天企业诸如铱星通信公司、OneWeb、中国航天科工集团等都先后提出了多个大规模低轨卫星通信系统。

其中,铱星二代 (Iridium Next)在 2019 年 1 月 11
日成功完成最后一组卫星发射,并于
2019年2月6日宣布完成星座组网,正式投入运营。

2018年12月22日,中国航天科工集团成功将虹云工程技术验证卫星发射升空,卫星进入预定轨道;2018年12月29日中国航天科技集团也成功发射了鸿雁星座首发星“重庆号”,并顺利开展了载荷星地通信试验。

2019年4月,亚马逊也推出 Kuiper
项目,计划发射3236颗低轨通信卫星,从而在全球范围内提供快速且低延迟的互联网接入服务。

而SpaceX最大的竞争对手OneWeb,也于此前宣布将布局一个由1980颗卫星组成的星座。2019年2月28日,OneWeb首批6星成功由联盟号运载火箭发射入轨。

根据计划,OneWeb还在今年1月下旬发射一批卫星,此后将按月发射,每次至少发射30颗卫星。2020年末,OneWeb的通信星座将在北极开始服役,并于2021年在全球范围内服役。软银、维珍、空客、高通等已为OneWeb卫星星座项目投入20亿美元。

OneWeb卫星模型

同时为了尽快完成组网,OneWeb还引入了汽车制造的概念,将卫星各系统模组化,在生产线大量使用自动化设备。在此模式下,OneWeb的“卫星工厂”每周能生产
16 颗卫星,年产量达到 648 颗卫星。

在卫星星座的商业化上,OneWeb更是领先一步,目前已与网络电信运营商Talia、Intermatica签订合作合同,以为它们提供消费者宽带和社区Wi-Fi服务。

不过,SpaceX作为集卫星、火箭、地面站制造,火箭发射和回收,卫星运营和服务于一身商业航天企业,不仅具备强大的研发实力,同时还拥有完整自主的商业航天产业链,这无疑将成为未来SpaceX在通信卫星市场竞争时最有利的关键点。

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