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Starlink星链:疯狂的互联网颠覆计划
 
  来源:中关村在线 浏览次数:319 发布日期:2020-4-30

近期,国外有网友目睹了“星星排队从天空中划过”的壮观景象。根据常识,星星是不可能排队前进的,所以这景象很明显是人为造成的,而这一切的“罪魁祸首”,都要说到埃隆马斯克和他的“星链Starlink”

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排队划破天际的“星星”(图片来源:Twitter)

马斯克的starlink计划

作为太空探索SpaceX的创始人,马斯克的胆子一直都不小。这家公司已经做过了不少“神操作”,最著名的一次就是它第一次实现了可回收式运载火箭“猎鹰”Falcon9,并打算在2025年送人类上火星。

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Falcon 9(图片来源:SpaceFlight Insider)

这次的星链同样是出自SpaceX的手笔,星链本身就是一颗颗通信卫星,它创建了地面上发射基站与接收站之间的信息信道,从而传递和放大通信信号。由于卫星通信离地面很远,所以能覆盖的面积特别广,而且不会受到地形和自然灾害的影响,这些相比地面基站来说是巨大的优势,因此也有人称这种通讯卫星叫做“天基”。

通过卫星上网并不是最近才提出来的,传统卫星公司已经通过这一方法,来使那些没有光纤连接的的偏远地区联网。但因为费用昂贵,更针对企业用户。而马斯克的目的是让无线网络覆盖整个地球,未来就能提供覆盖全球的低价无线网络服务。根据现有资料,全球仍有49%的家庭还没有接入互联网,如果这些人都可以通过星链廉价上网,将会是巨大的市场增量。

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"天基"在未来大有可期(图片来源:IEEE Spectrum)

星链计划是在地球的近地轨道运行,即地球表面以上的180-2000公里,这将减少传输延迟,而且传输速度比光纤更快,对于广播电视来说无关紧要,但对于金融业的高频交易,或者是医疗和技术应用等场景,传输速度至关重要。但由于离地面较近,所以需要更多卫星,星链计划就预计将向太空发射4.2万颗卫星,这一数量是全人类已有发射量的5倍。而国外网友前几天看到的场景,就是4月22日刚刚发射的第七批60颗卫星。

Starlink改变了什么?

根据马斯克的说法,大部分星链是为了那些偏远地区,比如沙漠、海岛和山区提供互联网服务,是地面互联网的重要补充。同时因为SpaceX设计出了低成本的可回收火箭和量产卫星,使得覆盖全球成为现实,这是一个极为重要的改变,可能会带来生产力跃升。

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Space X(图片来源:CNN)

但纵观全球历史,并不是只有SpaceX有这个大胆的想法,90年代,发射卫星去地球静止轨道,然后通过卫星建立互联网连接的想法非常流行,在2000年互联网泡沫破灭前达到顶峰,Teledesic、铱星和Globalstar这三家公司将数百亿美元投入其中。但因为火箭发射和卫星制造都非常昂贵,并且当时市场的互联网需求并不大,所以都走上了失败的道路。

而到了5G蓬勃发展的2020年,除了SpaceX之外,美国OneWeb、贝索斯的亚马逊与蓝色起源,以及加拿大卫星公司Telesat都在计划着自己的星链系统,而各个产业巨头也在背后深度布局。

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各个公司都有自己的星链计划(图片来源:about technology)

而SpaceX无疑是其中最快的,它将在今年为北美提供太空互联网服务。根据知名的业内公号“小火箭”邢强博士的预测,SpaceX第一批申请的12000颗卫星,将分三步实施:第一步用1600颗卫星完成初步覆盖。其中前800颗卫星用来满足美国、加拿大等国的需求,这将在2020年实现。第二步用2825颗卫星完成全球组网,第三步用7518颗卫星组成更为激进的低轨星座。

根据马斯克的说法,星链至少可以为全球2-4亿人提供互联网服务。而除了为地球提供服务外,星链还有更深远的目标,如果人类要在月球或是火星建立基地,就需要星链作为深空网络的基础,为航天器提供网络连接。

Starlink的未来与麻烦

在未来,用户可能无需关心信号是怎么传输的,而手机会自动转换,就像现在2G/3G/4G/5G之间的切换一样,会在地面光缆和太空低轨卫星的信号之间自动切换。

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以后是5G的未来(图片来源:Google)

另外,星链因为一些物理限制并不能直连手机,还需要在地面建立基站。如今,SpaceX已经申请了100万个地面基站的建设许可。不过这里所说的地面基站,并不是5G信号那种大基站,可能只类似于一个WiFi盒子。

目前SpaceX的地面基站有两种规格,一种是类似A4纸那么大的小盒子,另一种是碟装的节点站,大概一米左右,覆盖面更大,一个村落需要一个即可。初期星链对地面站的依赖会比较大,主要因为星间链路还没有完全打通,如果最终打通的话,需要的地面站数量会大大减少。

而目前星链的一大弊端,就是它干扰了地面天文的观测。因为每颗卫星都带有太阳能电池板,有时会将太阳光反射向地球,这会破坏地面天文台拍摄的照片。这些卫星不仅反射太阳光,还发射无线电频率,威胁地球上的射电望远镜观测。

  (本文作者:王嘉陆)
 
 
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