SpaceX投资人表示:在轨道上运行的两颗原型卫星“表现相当出色”

文章作者:bianji3 | 2018-10-17
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  据报道,在2018年卫星创新大会的主题演讲中,SpaceX长期投资人、董事会成员史蒂夫·尤尔韦松(Steve Jurvetson)对该公司Starlink卫星网络计划,发表了低调但意义重大的评论。他表示,目前在轨道上运行的两颗原型卫星“表现相当出色”。

  根据计划,SpaceX计划利用5年时间将组网所需的4425颗卫星送入轨道。今年2月,SpaceX用猎鹰9火箭将两颗Starlink卫星送入轨道。如果测试成功,SpaceX将从2019年正式开始分批次发射卫星。

  一旦有800颗卫星率先入轨,则SpaceX计划于2020-2021年开始提供有限的卫星互联网服务。

  图1:SpaceX前两颗Starlink原型卫星在首次发射前拍摄的照片,显示其拥有非常实用的主体和技术先进的组件

  最近有许多猜测称,SpaceX的Starlink卫星网络计划在轨硬件可能经历了重大失败。然而,尤尔韦松对SpaceX迄今为止在Starlink项目中取得的成就表示出相当大的信心。他说:“我个人认为,SpaceX拥有Ku和ka波段相控阵,完全可以打造全球低地轨道(LEO)卫星宽带,Tintin A和Tintin B的表现非常出色。”

  SpaceX在相控阵天线方面不断积累的经验,无疑对该公司的Starlink网络计划提供了巨大帮助。该公司只是积极追求低地轨道(LEO)卫星宽带市场的几家公司之一,这个领域的竞争日益激烈。从根本上说,由于相控阵天线技术的简单性和潜在的技术优势,它最终将接管几乎所有的多用途轨道通信。

图2:专利图显示了夹层相控阵天线的各个子组件,它由多个印刷电路板组成

  相控阵天线之所以得名,是因为它们没有移动部件,而是移动物理天线或倾斜专用“光束”,相控阵积极地使用信号干扰,以非常精确的形状,直接和调整视线通信光束。目前这项技术还不是很成熟,但其纯粹的简单性和可靠性不要求有移动部件,帮助消除当前天线技术中的潜在故障和固有的物理局限性。如果没有相控阵,低地轨道通信卫星将难以精确可靠地跟踪地面基站和网关,同时还要以每秒运行数千米。

  地球静止轨道上的大型通信卫星没有这样的问题。由于它们相对于地面目标时拥有固定位置(因此称为“地球同步”),设计师和制造商已经学会了精确地模拟每颗卫星的在轨天线,以明确优先考虑地面上的特定区域。这个过程往往涉及事先确定对卫星通信需求最高或将达到最高的市场,同时避免在不需要卫星通信的地区浪费覆盖范围。然而,一旦天线发射,它的波束几乎是永久设定的。如果市场发生变化,卫星根本无法适应。

图3:2018年2月,首批两颗Starlink原型卫星之一从猎鹰9号火箭的上层分离出来

  另一方面,相控阵天线几乎可以完全改变其波束指向的位置、特定位置的带宽以及精确跟踪移动目标的能力。因此,带有相控阵天线的卫星就像是各行各业的通信“千斤顶”,能够向固定用户终端、大型地面基站提供高带宽连接,以及操控使用同样天线阵的车辆。

  如果SpaceX可以完善这些设计,他们将成为世界上唯一一家能在轨道上提供上述服务的公司。而像Iridium等其他卫星运营商则在努力构建和发射低带宽相控阵,不过它们还没有尝试在带宽最佳的宽带互联网或由成百上千颗卫星组成的网络上这样做。如果尤尔韦松的话可信,那么SpaceX首次进军专用通信卫星和专用硬件设计与制造领域堪称是一次重大成功。

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