中國(guó)“星鏈”開(kāi)始升空組網(wǎng)！

8月6日14時(shí)42分，我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征六號(hào)改運(yùn)載火箭，成功將千帆極軌01組18顆衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，此次發(fā)射任務(wù)獲得圓滿(mǎn)成功。

據(jù)了解，此次成功發(fā)射的千帆極軌01組衛(wèi)星，是素有國(guó)產(chǎn)“星鏈”之稱(chēng)的“千帆星座”計(jì)劃首批組網(wǎng)衛(wèi)星。此次發(fā)射任務(wù)的圓滿(mǎn)成功，標(biāo)志著我國(guó)向全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域邁出了重要一步。

據(jù)了解，“千帆星座”整體將部署1.5萬(wàn)余顆衛(wèi)星，建成衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。屆時(shí)，無(wú)論身處深山荒漠、遠(yuǎn)洋高空，只要有一部手機(jī)，就能隨時(shí)上網(wǎng)，不用擔(dān)心與世界“失聯(lián)”。

中國(guó)版“星鏈”開(kāi)始構(gòu)建

相對(duì)馬斯克的SpaceX星鏈項(xiàng)目，“千帆星座”也被稱(chēng)為中國(guó)版“星鏈”，別名G60星鏈計(jì)劃，是我國(guó)正在建設(shè)的低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座計(jì)劃之一。“千帆星座”的最終目標(biāo)，是為全球用戶(hù)提供低延時(shí)、高速率及高可靠性的衛(wèi)星寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

“千帆星座”空間段遠(yuǎn)景規(guī)劃將部署1.5萬(wàn)余顆衛(wèi)星。按照規(guī)劃，今年將完成至少108顆衛(wèi)星發(fā)射并組網(wǎng)運(yùn)營(yíng)。到2025年，“千帆星座”將完成一期648顆衛(wèi)星的部署，初步構(gòu)建全球覆蓋的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。等到了2030年底，將打造超過(guò)1萬(wàn)顆的低軌寬頻多媒體衛(wèi)星組網(wǎng)。

為了滿(mǎn)足發(fā)射需要，“千帆星座”專(zhuān)門(mén)配套了衛(wèi)星制造工廠——G60衛(wèi)星數(shù)字工廠。去年末，該工廠實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)，首星下線。此次成功發(fā)射的千帆極軌01組衛(wèi)星，還首次實(shí)現(xiàn)了我國(guó)平板式衛(wèi)星批量化研制以及“一箭18星”的堆疊發(fā)射。

太空中的“高速路”

“要想富，先修路”，這個(gè)道理在太空也適用。近年來(lái)，隨著遙感觀測(cè)、科學(xué)研究、導(dǎo)航服務(wù)等衛(wèi)星應(yīng)用興起，“天地一體化”的通訊需求變得越來(lái)越迫切——在太空中修筑一條“信息高速公路”，組建衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)勢(shì)在必行。

2021年，長(zhǎng)三角G60科創(chuàng)走廊（包括上海、嘉興、杭州、金華、蘇州、湖州、宣城、蕪湖、合肥等9個(gè)城市）發(fā)布了G60星鏈計(jì)劃，又稱(chēng)“千帆星座”。這是一個(gè)包括三代衛(wèi)星系統(tǒng)的全頻段、多層多軌道星座設(shè)計(jì)，將于2025年底實(shí)現(xiàn)648顆衛(wèi)星區(qū)域網(wǎng)絡(luò)覆蓋，2027年底實(shí)現(xiàn)全球網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

據(jù)悉，“千帆星座”單顆衛(wèi)星在軌壽命可達(dá)7年，并能夠在軌自主健康管理、故障處置，即一邊在太空工作，一邊自我“體檢”和“治病”。直到無(wú)法工作，衛(wèi)星還會(huì)自主推離軌道，待下一批衛(wèi)星來(lái)補(bǔ)全星座。

傳統(tǒng)通訊衛(wèi)星重量在1噸左右，研制周期以年計(jì)，投資以?xún)|計(jì)，而“千帆”的衛(wèi)星單顆重量不到0.3噸，未來(lái)要實(shí)現(xiàn)“一箭36星”的發(fā)射。

低軌衛(wèi)星為什么受到熱捧？

人造衛(wèi)星按照軌道高度可分為低軌、中軌、高軌三類(lèi)。低軌通常是指距離地面500-2000千米的軌道高度，遙感衛(wèi)星一般在距離地面500-600千米的高度運(yùn)行，我國(guó)正在建設(shè)的低軌寬帶通信衛(wèi)星一般在距離地面1000千米的高度運(yùn)行。中國(guó)空間站則位于距離地面400千米左右的軌道。美國(guó)“星鏈”互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星星座的主要運(yùn)行高度在550千米左右。

低軌衛(wèi)星具有很多優(yōu)勢(shì)。比如在通信領(lǐng)域，低軌衛(wèi)星具有距離近、傳輸時(shí)延小、鏈路損耗低等優(yōu)勢(shì)，可滿(mǎn)足偏遠(yuǎn)地區(qū)以及空中、海上通信盲區(qū)等地面網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋區(qū)域的聯(lián)網(wǎng)需求。

而且低軌衛(wèi)星對(duì)接收終端的處理能力要求更低，移動(dòng)終端也會(huì)更加靈活輕便，落地信號(hào)強(qiáng)度更高，可改善遮擋遮蔽條件下的定位效果，提升可用性、抗干擾和反欺騙能力。另外，未來(lái)的6G通信也和低軌衛(wèi)星密切相關(guān)。

基于這些優(yōu)勢(shì)，很多國(guó)家都在積極布局低軌衛(wèi)星星座，低軌衛(wèi)星通信也成為全球熱點(diǎn)的新興產(chǎn)業(yè)。截至2024年7月，全球在軌衛(wèi)星超過(guò)1萬(wàn)顆，其中中低軌衛(wèi)星超過(guò)85%。

太空興起“筑路熱”

正因如此，各國(guó)爭(zhēng)相開(kāi)始推出太空低軌星座計(jì)劃，太空興起“高速路”建造大戰(zhàn)。這其中包括美國(guó)太空探索技術(shù)公司的“星鏈”、美國(guó)亞馬遜的“柯伊伯計(jì)劃”、美國(guó)銥星衛(wèi)星通信公司的“銥星二代”和英國(guó)的OneWeb。

我國(guó)也加入了太空“新基建”熱潮，2020年向國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）提交了布局衛(wèi)星總量1.3萬(wàn)顆的低軌道星座與頻譜申請(qǐng)。時(shí)至今日，我國(guó)申請(qǐng)衛(wèi)星數(shù)量總數(shù)已接近4萬(wàn)顆。其中，規(guī)劃的“萬(wàn)星星座”計(jì)劃共有三個(gè)，分別是“千帆星座”、GW星座和Honghu-3（鴻鵠-3）星座。

今年，僅千帆星座就計(jì)劃發(fā)射超百顆。

小鏈接：低軌衛(wèi)星發(fā)射為何如此密集？

因?yàn)榻剀壍揽臻g資源非常有限，便有了“先到先得”的規(guī)定。

按照國(guó)際電信聯(lián)盟的規(guī)定，頻率歸全人類(lèi)所有，不屬于任何一個(gè)組織或者個(gè)人，所有的衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商想要在空間中使用某段頻率，都需要向國(guó)際電信聯(lián)盟提出申請(qǐng)。本著“先到先得”的原則，誰(shuí)先提出申請(qǐng)，誰(shuí)就享有這段頻率的優(yōu)先使用權(quán)。申請(qǐng)了頻率和軌位以后，7年內(nèi)必須發(fā)射第一顆星、9年內(nèi)必須發(fā)射總數(shù)達(dá)到10%、12年內(nèi)發(fā)射總數(shù)需要達(dá)到50%、14年內(nèi)整個(gè)星座必須完成發(fā)射，由此可見(jiàn)對(duì)整個(gè)星座部署的要求非常高。

流水線快速生產(chǎn)衛(wèi)星

千帆極軌01組衛(wèi)星首次實(shí)現(xiàn)了我國(guó)平板式衛(wèi)星一箭18星的堆疊發(fā)射。按照規(guī)劃，2025年，“千帆星座”將完成一期648顆衛(wèi)星的部署，初步構(gòu)建全球覆蓋的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

要在短時(shí)間研發(fā)出數(shù)量如此龐大的衛(wèi)星，是如何做到的呢？唯一的辦法是衛(wèi)星“批量化”生產(chǎn)：在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，采用自動(dòng)化測(cè)試的方法，單機(jī)過(guò)來(lái)以后，整星進(jìn)入一個(gè)數(shù)字化脈動(dòng)產(chǎn)線，研制效率大大提高。

目前，該生產(chǎn)線已具備年產(chǎn)300顆以上衛(wèi)星的能力，未來(lái)將可支持“一箭36星”發(fā)射，滿(mǎn)足更大規(guī)模星座快速組網(wǎng)密集發(fā)射的需求。