美國“星鏈計劃”紅與黑

蔡運磊

2018年9月21日，NASA公布了一張衛(wèi)星照片，這個衛(wèi)星可以收集太空中漂浮的垃圾碎片，并將其燒毀在地球大氣層里

自2019年5月首批60顆“星鏈”衛(wèi)星發(fā)射入軌以來，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）的“星鏈計劃”已進入穩(wěn)步實施階段。

今年6月24日，該公司原計劃將第10批“星鏈”衛(wèi)星送入地球軌道，與前9批衛(wèi)星一道，組成近600顆衛(wèi)星構(gòu)成的“太空互聯(lián)網(wǎng)”，但發(fā)射工作因故兩度推遲。

“新星球大戰(zhàn)計劃”

2015年1月，SpaceX公司首席執(zhí)行官馬斯克提出“星鏈計劃”，擬于2019-2024年發(fā)射約1.2萬顆衛(wèi)星至近地軌道，構(gòu)建一個巨型三層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。

這3層分別位于距地面340千米、550千米和1150千米的軌道上，最終使所有衛(wèi)星聯(lián)成一個巨大的“星座”，提供覆蓋全球的全天候、高速率、低成本衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

“星鏈計劃”的實施，有助于美國進一步搶占有限的低軌衛(wèi)星空間頻譜資源。

如此龐大而富有野心的計劃，不由得讓人想起冷戰(zhàn)時期的“星球大戰(zhàn)計劃”。

1983年3月，羅納德·里根在白宮宣布，將啟動一項旨在“消除戰(zhàn)略核導(dǎo)彈威脅”的計劃。該計劃旨在壓制當時的冷戰(zhàn)對手蘇聯(lián)，被時任聯(lián)邦參議員愛德華·肯尼迪稱為“不計后果的‘星球大戰(zhàn)計劃”。這就是現(xiàn)實超級忽悠版“星球大戰(zhàn)”的由來。

現(xiàn)如今，美國總是擔心太空特權(quán)被奪取，或許真的很需要“星鏈計劃”這樣的“新星球大戰(zhàn)計劃”來助威。

民企SpaceX雖對該計劃的軍事目的三緘其口，但“桃李不言，下自成蹊”。這么高大上的計劃一出來，難免不被美國軍方打主意。

聯(lián)合作戰(zhàn)已成為美式戰(zhàn)法的標配。在海灣戰(zhàn)爭、科索沃戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭等一系列海外軍事行動中，美軍正因靠著多種衛(wèi)星形成的信息不對稱優(yōu)勢，才牢牢把握了戰(zhàn)場主動權(quán)?，F(xiàn)在“星鏈計劃”這么優(yōu)秀，美軍會無動于衷、熟視無睹嗎？

事實上，“星鏈計劃”自一出生，就被植入了美國軍方基因—部分發(fā)射場建在美國范登堡空軍基地內(nèi);技術(shù)驗證試驗被列入衛(wèi)星和空軍戰(zhàn)機的保密互聯(lián)項目;美國軍方提供巨資，支持將應(yīng)用場景拓展到軍用領(lǐng)域。

NASA發(fā)布的高地球軌道的太空垃圾（大于10厘米）模擬圖，黑點非按比例繪制

這么說，還是有些“猶抱琵琶半遮面”。而中國軍事專家尹卓挑明了說，如果用星鏈衛(wèi)星對導(dǎo)彈進行實時控制，就可以精確打擊目標。

2019年11月，美國國防部先進技術(shù)研究局宣布，將打造“莊家”系統(tǒng)，利用低軌道衛(wèi)星對全球范圍進行監(jiān)控。此時，首批60顆“星鏈”衛(wèi)星發(fā)射入軌剛好半年。也就是說，“星鏈計劃”的低軌衛(wèi)星，有可能成為“莊家”系統(tǒng)的重要搭載平臺。

美式垃圾將充斥太空？

1.2萬顆，巨型三層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，分布于距地面的340～1150千米的軌道上，光想一下就令人熱血沸騰。

按照國際電信聯(lián)盟的規(guī)定，衛(wèi)星軌道和頻譜資源主要以“先到先得”的方式分配。“星鏈計劃”的實施，有助于美國進一步搶占有限的低軌衛(wèi)星空間頻譜資源。

有關(guān)文件顯示，SpaceX公司還計劃增加3萬顆衛(wèi)星，使“星鏈”衛(wèi)星總量達到約4.2萬顆。

這么多衛(wèi)星，總有報廢的吧？如何回收？回收成本大不大？如果不回收，地球人腦袋上天天漂浮著這么多報廢的金屬疙瘩，總不是個事兒吧！另外，由于“星鏈”在軌衛(wèi)星眾多，已對太空科學觀測造成了一定影響。

按SpaceX披露的信息，一顆星鏈衛(wèi)星的壽命約5年。實際上，已經(jīng)發(fā)射的星鏈衛(wèi)星中，已有6顆在入軌后失常了;此外還有3顆衛(wèi)星正“勇敢而積極”地脫軌，“大約大去之期不遠矣”。就算美國人技術(shù)先進，可以確保自家的衛(wèi)星長期在線、能量滿格，但能確保對手不搞反制的小動作嗎？

“臥榻之側(cè)，豈容他人鼾睡。”如果“星鏈計劃”是盾，就一定會有克制它的矛被造出來。

具體怎么辦？比如一些國家近年來大力發(fā)展動能反衛(wèi)星武器，以贏得相對的戰(zhàn)略平衡。但如果以硬殺傷方式擊毀衛(wèi)星，勢必產(chǎn)生大量碎片。這些幽靈在太空游蕩中，或?qū)⒆采细嘈l(wèi)星，從而引發(fā)不可逆的連鎖反應(yīng)，形成覆蓋整個地球的碎片云，對人類其他航天飛行器進入太空構(gòu)成威脅，最終造成太空生態(tài)失衡。

塑料已現(xiàn)身于馬里亞納海溝，珠峰、南北極已無數(shù)次被檢測甚至被肉眼發(fā)現(xiàn)了人類垃圾?，F(xiàn)如今，太空也不能獨善其身了。

當然，反制手段再次出現(xiàn)。據(jù)共同社6月12日報道，日本衛(wèi)星通信巨頭SKY Perfect JSAT公司稱，將研發(fā)使用激光清除漂浮在太空中的垃圾。這項研究，著眼于防止太空垃圾與運行中的衛(wèi)星發(fā)生碰撞事故，力爭2026年開始提供服務(wù)。

但目前，太空垃圾逐年增加，已超過1億個—航天大國美國“功”莫大焉。

催生萬物互聯(lián)？

美國、中國等國家，近來大力開發(fā)群組衛(wèi)星技術(shù)，試圖建立新的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

由運載火箭搭載的60顆“星鏈”衛(wèi)星（視頻截圖）

從技術(shù)角度講，說大數(shù)據(jù)是人工智能的基礎(chǔ)并不夠，還要加上另一個要素：云計算。人工智能（AI）、大數(shù)據(jù)（Big Data）、云計算（Cloud），三者共同構(gòu)成了一個“ABC時代”。它們既三足鼎立又三合一，代表新的產(chǎn)業(yè)趨勢和技術(shù)革命?？梢哉f，“ABC時代”是繼PC時代、移動互聯(lián)網(wǎng)時代后的又一產(chǎn)業(yè)盛世。

“ABC時代”是繼PC時代、移動互聯(lián)網(wǎng)時代后的又一產(chǎn)業(yè)盛世。

中國的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，也方興未艾—除了已實施的虹云工程、鴻雁星座計劃，今年5月的“兩會”上，雷軍也提案建議加快發(fā)展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，降低民企進入的門檻;更早時候，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)被納入“新基建”范疇，獲得國家層面的支持。

除了中美，英國、日本等航天大國也在加速發(fā)射衛(wèi)星。2020年被稱為“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)元年”實不為過。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)之所以異軍突起，很大原因在于，它是目前5G通信的“最佳參照物”。

理論上，5G的峰值下載速度達20Gbps，實際使用時下載速度為數(shù)百M級，網(wǎng)絡(luò)延遲低于10毫秒。2015年馬斯克宣布，星鏈目標是向全球任何地區(qū)的用戶提供至少1Gbps帶寬的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。據(jù)國內(nèi)權(quán)威人士測算，目前星鏈低軌衛(wèi)星平均頻譜效率約為2.5bit/s/Hz（頻譜效率是指有用信息速率），也就是3G水平;而目前5G的平均頻譜效率在10bit/s/Hz以上，是星鏈的4倍。若星鏈要替代5G，實現(xiàn)與5G相當?shù)耐ㄐ湃萘?，至少要提供相當?G基站數(shù)量的衛(wèi)星。

而按照中國的規(guī)劃，國內(nèi)5G基站數(shù)量未來或?qū)⒊^1000萬座。因此，聽上去讓人震撼的4.2萬顆衛(wèi)星，其實無法匹敵5G的通信能力。

還有個非?，F(xiàn)實的問題：星鏈開工后，大約每5年就要重新發(fā)射一批衛(wèi)星去搞“新陳代謝”;而光纖的壽命上來就是20年左右，是頭上對手的4倍。

此外，誰來接收星鏈的“快遞”呢？基站。星鏈基站要接收來自太空的信號，在城市中可能要配備大功率天線。這樣一來，建設(shè)成本又上去了。

馬斯克設(shè)想，星鏈不搶5G的飯碗，而為那些5G基站覆蓋不到的偏遠地區(qū)提供通信服務(wù)，包括野外、海上等人口稀疏區(qū)。

這個定位，倒是蠻準確的。