斗破苍穹之:央媒解析SpaceX拉開"星鏈"計劃組網序幕 衛星總數高達11927顆


更新日期:2019-05-27 11:28:54來源:網絡點擊:617973
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斗破苍穹第二季什么时候出 www.zvulb.icu 當地時間2019年5月23日,美國卡納維拉爾角,美國太空探索技術公司(SpaceX)衛星互聯網項目“星鏈”(Starlink)首批60顆衛星成功發射。

當地時間2019年5月23日,美國卡納維拉爾角,美國太空探索技術公司(SpaceX)衛星互聯網項目“星鏈”(Starlink)首批60顆衛星成功發射。(圖片來源:CFP視覺中國 千龍網發)(PC端可拖拽查看/保存大圖,手機端可保存本圖可查看大圖)

一箭60星!SpaceX拉開“星鏈”組網序幕

(科技日報5月27日報道)北京時間5月24日上午10時30分,隨著“獵鷹9(Falcon 9)”運載火箭烈焰升騰、拔地而起,太空探索技術公司(SpaceX)雄心勃勃的“星鏈(Starlink)”計劃終于拉開組網序幕。“星鏈”計劃有哪些特點?擅長玩火箭的SpaceX造出的衛星怎么樣?“一箭60星”又有何技術難度?

■一箭多星 真不簡單

這次發射并非SpaceX的首個一箭多星任務。2018年12月初,在代號“小衛星特快專遞”的發射任務中,“獵鷹9”一箭發射64顆衛星。其中4顆衛星直接安裝在二級火箭上,另外60顆則分別安放在兩個“自由飛行器”上。“自由飛行器”先后從二級火箭分離,再各自釋放衛星。

“首先,‘一箭60星’與‘一箭10星’在技術上并無本質區別,只是‘星箭分離’的載荷更多。”星級榮耀空間科技有限公司(iSpace)技術副總裁張琦告訴科技日報記者,如此數量的“一箭多星”,首先要解決的就是分離瞬間大量衛星釋放的碰撞問題。即衛星要按照預定程序順利“出艙”且不能相互擦碰。這需要為每一顆衛星“量身定做”最佳的分離路線和分離時刻,實現多顆衛星的“各行其道”。此外,衛星釋放的過程中,火箭的結構角度和重心分布會發生改變,姿態控制系統必須在每一顆衛星的分離瞬間保證火箭飛行穩定。最后,避免不同衛星內部電子設備產生無線電干擾也是技術人員必須解決的重要問題。

根據SpaceX公布的任務簡介,此次發射并非由火箭將衛星挨個送入預定位置。二級火箭進入高度為440公里的軌道后,發動機關機并釋放衛星,之后衛星依靠自身的動力系統轉移到550公里軌道上的指定位置。張琦表示:“如果由火箭直接將衛星送入不同的軌道面或同一軌道面的不同位置,則任務更復雜、技術難度更高。”

■“星鏈”計劃 規模龐大

2015年1月,SpaceX提出“星鏈”計劃,旨在建立覆蓋全球的衛星互聯網星座。“星鏈”最突出的特點就是規模大。根據美國聯邦通訊委員會(FCC)在今年4月26日批準的方案,該計劃將在高度為550公里和340公里的軌道面上分別“撒上”4409顆和7518顆衛星,總數高達11927顆,而當前全球在軌工作的全部衛星不到2000顆!

SpaceX原計劃到2027年完成“星鏈”部署。5月16日,其創始人埃隆·馬斯克(Elon Musk)表示,SpaceX計劃加快部署“星鏈”,將其生產和發射速度從每年1000顆衛星提高到2000顆衛星。如果SpaceX能夠堅持這一計劃,那么兩年內“星鏈”衛星數量將超過其他在軌衛星之和。

按照馬斯克的規劃,SpaceX能夠提前兩年建成“星鏈”。但如果仍采用“一箭60星”的發射方式,每年需要至少執行30多次類似的發射任務,而2018年整個美國的火箭發射次數僅有34次。

如此龐大的太空計劃投入自然少不了!“星鏈”的建設成本預計耗資100億美元。馬斯克宣稱,SpaceX最近的融資“已被超額認購”,公司有足夠的資金來建造和發射足夠的“星鏈”衛星。“目前看來,我們有達到運營水平的充足資金。”另外,馬斯克對“星鏈”的盈利前景非??春?。他認為“星鏈”將搶占全球3%到5%的電信市場,年收入3萬億美元。他說,我們相信這是太空探索技術公司創收的一種方式,將為開發越來越先進的火箭和宇宙飛船提供資金支持。

■衛星雖小 也有絕活

再強大的星座也要由一顆顆衛星組成!事實上,SpaceX從2015年1月就開始在華盛頓州雷蒙德建設自己的衛星研發基地,并著手籌建由1000名工程師組成的研發團隊。

搞火箭有絕活的SpaceX,造出來的衛星也不同凡響。根據其公布的資料,每顆“星鏈”衛星重約227kg,裝有多個高通量天線和一個太陽能電池組,使用以氪為工質的霍爾推進器提供動力,配備和“龍飛船”相似的星敏感器高精度導航系統。更重要的是,為了避免密集的衛星和太空垃圾發生“親密接觸”,導致災難性后果,“星鏈”衛星能夠自動跟蹤軌道附近的太空碎片并避免碰撞。

將近12000顆衛星,一旦失效是否會成為太空垃圾?這是“星鏈”計劃面臨的最大質疑,也是FCC審核這一計劃的重要環節之一。記者查閱了SpaceX遞交給FCC的申請材料,發現其采用了多項技術來解決這一問題。

首先,“星鏈”衛星采用“輕質化”設計,高層大氣阻力作用明顯,軌道高度550公里的衛星失效后將在5年內進入大氣燒毀,340公里的衛星則只需數十天。在此基礎上,衛星都提前設計了自毀程序,在壽命末期即自主離軌,并預留機動能力避免與其他目標相撞。550公里的衛星將使用推進器反推主動降低軌道高度,縮短自毀時間。最后,“星鏈”衛星的部件都經過特別篩選,保證其進入大氣層后幾乎完全燒毀,避免留下殘骸砸向地面造成人員傷亡。

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