森罗荡荡

森罗荡荡

蔡运磊

自2019年5月首批60颗“星链”卫星发射入轨以来,美国太空探索技术公司(SpaceX)的“星链计划”已进入稳步实施阶段。今年6月24日,该公司原计划将第10批“星链”卫星送入地球轨道,与前9批卫星一道,组成近600颗卫星构成的“太空互联网”,但发射工作因故两度推迟。

“新星球大战计划”

2015年1月,SpaceX公司首席执行官马斯克提出“星链计划”,拟于2019-2024年发射约1.2万颗卫星至近地轨道,构建一个巨型三层卫星网络。这三层分别位于距地面340千米、550千米和1150千米的軌道上,最终使所有卫星联成一个巨大的“星座”,提供覆盖全球的全天候、高速率、低成本卫星互联网服务。“星链计划”的实施,有助于美国进一步抢占有限的低轨卫星空间频谱资源。

如此庞大而富有野心的计划,不由得让人想起冷战时期的“星球大战计划”。1983年3月,罗纳德·里根在白宫宣布,将启动一项旨在“消除战略核导弹威胁”的计划,以压制当时的冷战对手苏联,被时任联邦参议员爱德华·肯尼迪称为“不计后果的星球大战计划”。

现如今,美国总是担心太空特权被夺取,或许真的很需要“星链计划”这样的“新星球大战计划”来助威。

民企SpaceX虽对该计划的军事目的三缄其口,但这么高大上的计划一出来,难免不被美国军方打主意。在海湾战争、科索沃战争、伊拉克战争等一系列海外军事行动中,美军正因靠着多种卫星形成的信息不对称优势,才牢牢把握了战场主动权。联合作战已成为美式战法的标配,现在“星链计划”这么优秀,美军会无动于衷、熟视无睹吗?

事实上,“星链计划”自一出生,就被植入了美国军方基因——部分发射场建在美国范登堡空军基地内;技术验证试验被列入卫星和空军战机的保密互联项目;美国军方提供巨资,支持将应用场景拓展到军用领域。

中国军事专家尹卓挑明了说,如果用星链卫星对导弹进行实时控制,就可以精确打击目标。

2019年11月,美国国防部先进技术研究局宣布,将打造“庄家”系统,利用低轨道卫星对全球范围进行监控。此时,首批60颗“星链”卫星发射入轨刚好半年,也就是说,“星链计划”的低轨卫星,有可能成为“庄家”系统的重要搭载平台。

美式垃圾将充斥太空?

1.2万颗,巨型三层卫星网络,分布于距地面的340~1150千米的轨道上,光想一下就令人热血沸腾。按照国际电信联盟的规定,卫星轨道和频谱资源主要以“先到先得”的方式分配,而“星链计划”的实施,有助于美国进一步抢占有限的低轨卫星空间频谱资源。

有关文件显示,SpaceX公司还计划增加3万颗卫星,使“星链”卫星总量达到约4.2万颗。

这么多卫星,总有报废的吧?如何回收?回收成本大不大?如果不回收,地球人脑袋上天天漂浮着这么多报废的金属疙瘩,总不是个事儿吧!另外,由于“星链”在轨卫星众多,已对太空科学观测造成了一定影响。按SpaceX披露的信息,一颗星链卫星的寿命约5年。实际上,已经发射的星链卫星中,已有6颗在入轨后失常了,此外还有3颗卫星正“勇敢而积极”地脱轨,大约“大去之期不远矣”。

就算美国人技术先进,可以确保自家的卫星长期在线、能量满格,但能确保对手不搞反制的小动作吗?

比如一些国家近年来大力发展动能反卫星武器,但如果以硬杀伤方式击毁卫星,势必产生大量碎片。这些幽灵在太空游荡中,或将撞上更多卫星,从而引发不可逆的连锁反应,形成覆盖整个地球的碎片云,对人类其他航天飞行器进入太空构成威胁,最终造成太空生态失衡。

塑料已现身于马里亚纳海沟,珠峰、南北极已无数次被检测出甚至被肉眼发现了人类垃圾。现如今,太空也不能独善其身了。

当然,反制手段再次出现。据共同社6月12日报道,日本卫星通信巨头SKY Perfect JSAT公司称其将研发使用激光清除漂浮在太空中的垃圾,防止太空垃圾与运行中的卫星发生碰撞事故,力争2026年开始提供服务。

目前太空垃圾逐年增加,航天大国美国“功”莫大焉。

“取代”还是“互补”?

美国、中国等国近来大力开发群组卫星技术,试图建立新的互联网系统。中国的卫星互联网建设除了已实施的虹云工程、鸿雁星座计划外,今年5月的“两会”上,雷军也提案建议加快发展卫星互联网,降低民企进入的门槛。更早时候,卫星互联网被纳入“新基建”范畴,获得国家层面的支持。

除了中美,英国、日本等航天大国也在加速发射卫星。2020年被称为“卫星互联网元年”实不为过。

卫星互联网之所以异军突起,很大原因在于,它是目前5G通信的“最佳参照物”。理论上,5G的峰值下载速度达20Gbps。2015年,马斯克宣布“星链计划”的目标是向全球各地的用户提供至少1Gbps带宽的互联网服务。

据国内权威人士测算,目前星链低轨卫星平均频谱效率约为2.5bit/s/Hz,相当于3G水平;而目前5G的平均频谱效率在10bit/s/Hz以上,是星链的4倍。若星链要替代5G,实现与5G相当的通信容量,至少要提供相当于5G基站数量的卫星。而按照中国的规划,国内5G基站数量未来或将超过1000万座,因此,“星链计划”的4.2万颗卫星听上去令人震撼,其实无法匹敌5G的通信能力。

还有个非常现实的问题:星链开工后,大约每5年就要重新发射一批卫星去“新陈代谢”,而光纤的寿命至少是20年,是卫星的4倍。而且,谁来接收星链的“快递”呢?基站。星链基站要接收来自太空的信号,就需要在城市中配备大功率天线,这样一来,建设成本又上去了。

马斯克设想,星链不抢5G的饭碗,而是为那些5G基站覆盖不到的偏远地区提供通信服务,包括野外、海上等人口稀疏区。这个定位倒是蛮准确的。