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「千帆星座」在快速組網,其比「星鏈」更加合理,月球可同步部署

2024-10-20科學

據多家媒體如央視新聞報道,中國的「星鏈」版本——「千帆星座」正在加速推進部署。與美國迅速發展的「星鏈」相比,中國的方案在軌域設計、軌域高度以及衛星布局方面更加合理和科學,展現出鮮明的差異。中國計劃分三個階段完成1.5萬顆衛星的近地軌域組網。首批將發射600多顆衛星,用於各類驗證,逐步構建規模較大的「星座」。第二階段將增加1200顆衛星,最終完成1.5萬顆衛星的網絡布局。

從衛星數量角度來看,我們的「星座」設計具備多項能力,能夠為全球導航定位和通訊互聯網提供強有力的技術支撐。當前,各國在天基物理結構的布局上都在加速推進,特別是美國的太空探索技術公司(SpaceX),不僅在350公裏、550公裏和1150公裏的高度上迅速部署衛星,最終目標是形成4.1萬顆的衛星網絡。美國采用了三軌域設計,這使得不同軌域上的工作衛星,其軌域周期及其他保障因素可能會變得相對復雜。然而,在近地軌域,尤其是較低軌域上,如果能夠透過較少數量的衛星同樣實作覆蓋效果,但軌域控制、姿態調整及其他因素的影響會更加顯著。

因此,如果能夠在比美國「星鏈」更低的軌域上布置衛星網絡,並設計「千帆衛星」,將對整個衛星的綜合效能和軌域維持提出更高的要求。美國的衛星,按照馬斯克的說法,雖然價格低廉,但壽命較短,兩個問題同時突出,導致其工作周期較短,需要頻繁發射衛星進行組網。此外,高軌衛星降至低軌再逐漸墜入大氣層,低軌衛星則需即時補充網絡,因此在軌域調節方面,其復雜性可能成為一大挑戰。

咱們的「千帆計劃」透過相對簡潔的軌域設計,在低軌域實作了全球密集覆蓋能力。我設想未來,不僅僅是在地球軌域上能夠看到中國的「星座」,同時「千帆計劃」還將為地表帶來各種便利。目前,除了地球之外,這一「星座」也擴充套件到了月球,使得月球上形成了類似「小北鬥」的系統。雖然月球不需要1000顆衛星,但我們的「百帆衛星」可以部署在月球軌域上,為月球提供「中國式」的導航定位和通訊聯絡。如此一來,月球的開發和科研工作將獲得堅實的物理支持。

無論過去各國的登月任務是載人還是無人,通訊問題始終是重大挑戰。訊號延遲以及其他通訊因素對任務造成了較大影響,加上頻寬、容量等方面的限制,月球上的各類活動也因此受到一定程度的不便。然而,如果能依托地球上的「千帆計劃」和月球上的「百帆計劃」,就有望在地月之間建立起兩個相互交聯的星座系統。借助這一網絡體系,我們的月球探測任務,無論是載人探索還是各類科研活動,其資訊傳輸都將變得更加順暢和高效。

過去,訊號傳輸通常有較長的延遲,並且由於通訊容量有限,只能進行簡單的交流。如今,聲音、影像,甚至是直播形式都可以同時傳輸。如果訊號沒有延遲,能夠更快地捕捉目標並及時觀察局勢,這將發揮極大的作用。因此,「千帆計劃」終於加速推進。這也表明,美國在地球軌域上透過「星鏈」所占據的壟斷地位已不復存在,中國的近地軌域「千帆計劃」將使中國的能力與特色得以在地球軌域上迅速展開。