千帆星座:中國衛星互聯網 未來通信的星辰大海-新華網
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2024 09/03 17:41:34
來源:科普中國

千帆星座:中國衛星互聯網 未來通信的星辰大海

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8月初,千帆極軌01組衛星由長征六號改火箭成功發射。近年來,在多重因素的作用下,低軌衛星互聯網行業進入了快速發展期。我國的低軌衛星互聯網星座規劃啟動也不算晚,早“十三五”期間,以航天科技、航天科工為首的央企分別提出了自己的衛星互聯網星座計劃。中國航天科技集團計劃構建一個由324顆低軌衛星組成的鴻雁星座。中國航天科工集團計劃開展156顆衛星全球組網虹云工程。兩家都于2018年12月發射了首顆試驗星。

我國于2020年4月首次把衛星互聯網納入“新基建”范疇,并于2021年4月26日成立了中國衛星網絡集團有限公司,負責統籌規劃我國衛星互聯網領域發展,其成立是中國衛星通信、衛星應用產業的一個里程碑。時至今日,我國向國際電信聯盟(ITU)申請低軌衛星數量總數已達5.13萬顆。其中數量超過萬顆的星座計劃有三個。

中國星網的GW星座共計規劃發射12992顆衛星,其中GW-A59子星座6080顆,分布在500-600千米的極低軌道;GW-A2子星座6912顆,分布在1145千米的近地軌道。2023年7月9日,長征二號丙運載火箭成功將首顆衛星互聯網技術試驗衛星送入預定軌道。隨后在11月23日和12月6日,我國又完成兩次衛星互聯網技術試驗衛星的發射。預計今年GW星座開始進入批量發射,在2030年之前完成10%衛星的發射。到2030年之后,平均每年發射量將達1800顆。

圖片來源:央視新聞

“千帆星座”也叫“G60星座”,由成立于2018年的上海垣信牽頭建設,早在2019年11月就完成首批2顆試驗衛星的發射,目前已經完成5顆試驗星的發射,此次發射的18顆衛星是首批組網星。作為上海市政府大力支持的項目,千帆星座預計今年完成108顆衛星發射;2025年底完成648顆發射,提供區域網絡覆蓋;2027年底完成共1296顆的一期建設,提供全球網絡覆蓋;到2030年底,完成超1.5萬顆低軌衛星的互聯網組網。

鴻鵠星座則是由2017年成立的藍箭航天旗下的鴻擎科技主導。2024年5月24日,鴻擎科技向國際電信聯盟提交了頻軌申請,將在160個軌道平面上總共發射10000顆衛星。

除了以上所述,我國還有包括銀河航天、國電高科等都在籌劃自己的互聯網衛星星座項目。盡管目前我國低軌衛星互聯網的建設進度與世界先進水平仍存在一定差距,但呈現出百舸爭流、欣欣向榮之勢。

互聯網衛星之所以獲得全球如此大的關注,就在于星鏈計劃的實踐證明了巨型星座在經濟上的可行性,低軌衛星星座有望成為新一代全球化信息基礎設施,其占有者將獲得壟斷性的優勢地位。

低軌衛星是指在距離地球表面約300千米到2000千米之間軌道上運行的衛星。這些衛星因為較低的軌道高度,具有傳輸時延小、鏈路損耗低等特點,非常適合發展衛星互聯網業務。粗略測算,在同層與跨層星間最小安全距離均為50千米的情況下,最多只有35個軌道殼層,總計可容納17.5萬顆衛星。按照其他一些考慮到頻譜分配的算法,則最多只能容納6萬顆衛星。

在星鏈計劃之前,這樣一個數字意味著資源無限可用。然而星鏈計劃執行至今,短短5年之內就達到了六千多顆的發射量,而且其最終目標是4.2萬顆。

即將于2030年到來的6G通信要實現從傳統地面接入向空天地海全方位多維度接入的轉變,網絡架構需要支持天基、空基、地基多種接入方式,這也必須要低軌衛星互聯網支持,以提供更廣闊的覆蓋范圍和更高的通信可靠性。到時人們將能夠在飛機、輪船、荒野時候死的接入互聯網,實現永遠在線。大型低軌星座將成為地面移動通信網絡的有益補充和增強,前者主要服務分布面積廣大、但需求量較低的分散客戶,同時部分補充后者的服務,而后者依是通信系統的絕對骨干。

為了我國通信領域的獨立自主,相關產業的發展通道考慮,我們需勇往直前,發展自己的互聯網星座,搶占低軌衛星頻譜資源。

 

作者:于遠航 北京宇航系統工程研究所高級工程師

【糾錯】 【責任編輯:孫曉倩】
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