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高天偉:建設(shè)大型低軌星座,中國的必選項(xiàng)——寫在千帆星座部署之日
生存力強(qiáng),難以摧毀
除了技術(shù)上可以穿透主權(quán)以外,大型低軌星座還具備極強(qiáng)的生存能力,哪怕是民用星座。
以星鏈星座為例,其規(guī)劃衛(wèi)星總數(shù)超過4萬,這意味著只摧毀少數(shù)衛(wèi)星并不會影響系統(tǒng)整體性能,而摧毀大量衛(wèi)星,又極有可能引發(fā)導(dǎo)致人類失去全部航天能力的凱斯勒效應(yīng)。
凱斯勒效應(yīng)由美國學(xué)者唐納德·J凱斯勒(Donald J. Kessler)于1978年提出。這一理論認(rèn)為,當(dāng)?shù)厍蛑車臻g中航天器達(dá)到一定數(shù)量,一旦其中兩者碰撞,產(chǎn)生的碎片又會引發(fā)更多連鎖碰撞,最終導(dǎo)致地球周邊布滿碎片,人類在短則幾十年長則數(shù)百年時(shí)間內(nèi)無法進(jìn)行包括發(fā)射洲際導(dǎo)彈在內(nèi)的任何航天活動。
目前學(xué)界公認(rèn),對于星鏈級別的星座,偶發(fā)碰撞即有可能將1000公里以下的近地軌道置于危險(xiǎn)境地,因此物理上摧毀這類衛(wèi)星得不償失,防御方應(yīng)優(yōu)先考慮電子對抗、偽裝欺騙等軟性手段,特別是不受地球曲率和地面障礙物影響的、基于己方星座發(fā)起的軟性手段。
地面望遠(yuǎn)鏡拍攝到的星鏈衛(wèi)星軌跡。
商業(yè)閉環(huán),反哺航天
2023年11月,SpaceX宣布星鏈業(yè)務(wù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)正現(xiàn)金流,開始盈利。傳統(tǒng)意義上,航天屬于國家主導(dǎo)的公益和公用事業(yè),而如今,大型低軌星座在強(qiáng)化航天這一屬性的同時(shí),還實(shí)現(xiàn)了自我造血,反哺行業(yè),形成了相對傳統(tǒng)航天的機(jī)制優(yōu)勢。
目前,星鏈的主要客戶來自常駐偏遠(yuǎn)地區(qū)機(jī)構(gòu)和居民、航空、車船以及防務(wù)相關(guān)業(yè)務(wù),全球總用戶超過300萬。事實(shí)上,這只是最終潛在客戶的一小部分。綜合中、美、歐等方面研究,未來自動駕駛汽車和航空器、物聯(lián)網(wǎng)、因各種原因被迫離開地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋的人員、無人操作設(shè)備等,都是大型低軌星座非常確定的用戶,其數(shù)量超出現(xiàn)有幾個(gè)數(shù)量級。因此,我們國家同樣有望構(gòu)建起經(jīng)濟(jì)上可持續(xù)的大型低軌星座,做大國民經(jīng)濟(jì)蛋糕。
需要指出的是,大型低軌星座并不是地面5G或者6G網(wǎng)絡(luò)的替代者或者競爭者。前者主要服務(wù)分布面積廣大、但需求量較低的分散客戶,同時(shí)部分補(bǔ)充后者的服務(wù),而后者依舊是通信系統(tǒng)的絕對骨干。引用一位行業(yè)專家的表述:“是小汽車和高鐵的區(qū)別,各有價(jià)值”。圖為即將從火箭上釋放的美國星鏈衛(wèi)星。
中國星座,蓄勢待發(fā)
目前,我國已經(jīng)確定建設(shè)2個(gè)大型低軌星座,并均計(jì)劃于年內(nèi)開始部署。這兩個(gè)星座在建設(shè)同時(shí),均有意向手機(jī)直聯(lián)等前沿服務(wù)迭代演進(jìn)。
已經(jīng)啟動的千帆星座由上海市政府支持、上海格思航天科技公司制造、上海垣信衛(wèi)星科技公司提供服務(wù),旨在開展天基寬帶互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。該星座一期計(jì)劃在2027年之前發(fā)射1296顆衛(wèi)星,最終計(jì)劃發(fā)射超過14000顆衛(wèi)星。
等待發(fā)射的千帆極軌01組衛(wèi)星上海航天
星網(wǎng)星座項(xiàng)目由中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司(2021年4月成立,央企排名26)統(tǒng)籌,衛(wèi)星總數(shù)超過12000顆。
兩個(gè)星座相關(guān)發(fā)射任務(wù)將在太原、海南、酒泉等發(fā)射場開展。根據(jù)國際對頻率和軌道的劃分規(guī)則,未來10年內(nèi)我國要完成2萬顆以上低軌衛(wèi)星發(fā)射任務(wù):初期主要由航天科技集團(tuán)研制的長征六號甲、長征八號、長征十二號等“國家隊(duì)”火箭實(shí)施;2026年左右,藍(lán)箭航天朱雀三號、天兵科技天龍三號、星河動力智神星一號等民營中大型運(yùn)載火箭也有望加入。
時(shí)間緊、任務(wù)重。大型低軌星座是我國的必選項(xiàng),既是挑戰(zhàn)更是機(jī)遇。建設(shè)好大型低軌星座,是這一代航天工作者的光榮使命。
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