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「千帆星座」在快速组网,其比「星链」更加合理,月球可同步部署

2024-10-20科学

据多家媒体如央视新闻报道,中国的「星链」版本——「千帆星座」正在加速推进部署。与美国迅速发展的「星链」相比,中国的方案在轨道设计、轨道高度以及卫星布局方面更加合理和科学,展现出鲜明的差异。我国计划分三个阶段完成1.5万颗卫星的近地轨道组网。首批将发射600多颗卫星,用于各类验证,逐步构建规模较大的「星座」。第二阶段将增加1200颗卫星,最终完成1.5万颗卫星的网络布局。

从卫星数量角度来看,我们的「星座」设计具备多项能力,能够为全球导航定位和通讯互联网提供强有力的技术支撑。当前,各国在天基物理结构的布局上都在加速推进,特别是美国的太空探索技术公司(SpaceX),不仅在350公里、550公里和1150公里的高度上迅速部署卫星,最终目标是形成4.1万颗的卫星网络。美国采用了三轨道设计,这使得不同轨道上的工作卫星,其轨道周期及其他保障因素可能会变得相对复杂。然而,在近地轨道,尤其是较低轨道上,如果能够通过较少数量的卫星同样实现覆盖效果,但轨道控制、姿态调整及其他因素的影响会更加显著。

因此,如果能够在比美国「星链」更低的轨道上布置卫星网络,并设计「千帆卫星」,将对整个卫星的综合性能和轨道维持提出更高的要求。美国的卫星,按照马斯克的说法,虽然价格低廉,但寿命较短,两个问题同时突出,导致其工作周期较短,需要频繁发射卫星进行组网。此外,高轨卫星降至低轨再逐渐坠入大气层,低轨卫星则需实时补充网络,因此在轨道调节方面,其复杂性可能成为一大挑战。

咱们的「千帆计划」通过相对简洁的轨道设计,在低轨道实现了全球密集覆盖能力。我设想未来,不仅仅是在地球轨道上能够看到中国的「星座」,同时「千帆计划」还将为地表带来各种便利。目前,除了地球之外,这一「星座」也扩展到了月球,使得月球上形成了类似「小北斗」的系统。虽然月球不需要1000颗卫星,但我们的「百帆卫星」可以部署在月球轨道上,为月球提供「中国式」的导航定位和通讯联络。如此一来,月球的开发和科研工作将获得坚实的物理支持。

无论过去各国的登月任务是载人还是无人,通信问题始终是重大挑战。信号延迟以及其他通信因素对任务造成了较大影响,加上带宽、容量等方面的限制,月球上的各类活动也因此受到一定程度的不便。然而,如果能依托地球上的「千帆计划」和月球上的「百帆计划」,就有望在地月之间建立起两个相互交联的星座系统。借助这一网络体系,我们的月球探测任务,无论是载人探索还是各类科研活动,其信息传输都将变得更加顺畅和高效。

过去,信号传输通常有较长的延迟,并且由于通讯容量有限,只能进行简单的交流。如今,声音、图像,甚至是直播形式都可以同时传输。如果信号没有延迟,能够更快地捕捉目标并及时观察局势,这将发挥极大的作用。因此,「千帆计划」终于加速推进。这也表明,美国在地球轨道上通过「星链」所占据的垄断地位已不复存在,中国的近地轨道「千帆计划」将使中国的能力与特色得以在地球轨道上迅速展开。