最近,美國太空探索技術公司(SpaceX)往太空運送了大量物資。去年2月,太空探索技術公司獨自發射了兩枚小型衛星。發射的目的是對覆蓋全球的寬帶數據網絡Starlink(由數千枚小型衛星組成)進行裝備測試。太空探索技術公司首席執行官埃隆?馬斯克親昵地稱這兩枚衛星為Tintin A和Tintin B,這一昵稱源自可愛的比利時卡通角色,他們的冒險經歷廣為人知。像同名的虛構角色一樣,這兩枚衛星也遇到了意料之外的麻煩。
發射之后,Tintin A和Tintin B原本應當從高度為511千米的初始軌道自行推進至最終的1 125千米運行軌道。但是兩枚衛星都停留在了初始軌道上;太空探索技術公司始終不知道是什么原因。(太空探索技術公司拒絕對此置評。)
蒂姆?法勒(Tim Farrar)是TMF Associates衛星咨詢公司的總裁,他說:“很明顯,衛星出現的問題能夠追溯到好幾個月之前。推進系統在發射后馬上經過了檢驗。其中一枚衛星完全動彈不得,另一枚嘗試進行操作,但是沒有什么效果。”
即便如此,馬斯克還是發推文說衛星信號強、延時低。他承認,Starlink這一概念還有一些尚未解決的問題,但是,根據公司衛星與政府事務副總裁帕特麗夏?庫珀(Patricia Cooper)的一份聲明,太空探索技術公司仍計劃在2019年發射首批衛星。然而,公司尚未明確衛星數量和2019年中期之后的發射時間安排。
外部觀察者并不看好太空探索技術公司,他們一致認為,除了面臨技術挑戰之外,更嚴重的是太空探索技術公司的業務模式可能會造成其衛星星座部署計劃失敗。這是一個非常龐大的衛星星座:美國聯邦通信委員會(FCC)已經批準太空探索技術公司向低地軌道(LEO)發射4 425枚通信衛星,向極低地軌道(VLEO)發射7 518枚通信衛星,總數接近1.2萬枚。
向FCC遞交的資料顯示,LEO衛星的廣播頻段處于通信衛星常用的Ku(12到18千兆赫)和Ka(26.5到40千兆赫)頻帶。VLEO衛星則使用40到75千兆赫之間的V頻帶。因頻率太高無法穿透墻壁,距離較遠時,大氣中的水汽會吸收減弱信號,所以V 頻帶常用于陸地短距離視距通信。然而,太空探索技術公司和Kepler Communications、LeoSat及OneWeb等計劃部署LEO和VLEO衛星星座的公司仍然堅持,V 頻帶可作為近地衛星高速數據傳輸的選項。
未經驗證的頻譜帶不是僅有的技術障礙。部署LEO和VLEO衛星星座,必須完全重新考慮衛星之間及衛星與地面站之間的通信方式。
傳統的地球同步衛星可以單獨覆蓋多達地球表面積的1/3。但覆蓋巨大范圍的代價是信號向地球傳播時會發生較高的延時和衰減。
大部分時間中,在指定位置無法與LEO和VLEO衛星星座的某顆衛星通信,原因很簡單,地球本身成為了阻礙——對于遠處航行的船舶也是一樣,船舶航行足夠遠的距離之后,看起來就像沉入地平線下一樣。斯坦福大學航空航天學副教授扎克?曼徹斯特(Zac Manchester)表示:“這些衛星處在地平線上方的時間可能僅有5分鐘。你必須發射足夠多的衛星,在空間上進行部署,確保總有一顆衛星在地平線上方。”
這樣已經夠困難的了,但像太空探索技術公司那樣的空間網絡還必須滿足另外兩種功能要求。首先,衛星之間必須能夠直接進行通信。傳統模式下,地球同步衛星(或稱測地衛星)接收來自地表某一位置的信號,然后直接將信號發射到覆蓋范圍內的其他地方。但軌道靠近地球的衛星覆蓋范圍非常小——而且在不停地移動——所以一枚衛星接收到的信號必須在衛星星座中跳轉,最后跳轉到達正確的目的地。
另一個難題在于地面。與這些衛星通信的地面站必須比與測地衛星通信的地面站更加靈活。曼徹斯特說:“如果是測地衛星,天線始終指向衛星的方向。”與星座衛星通信的地面站則必須追蹤在地平線之上快速移動的小衛星,當新的衛星出現在視野內之時,地面站必須立即開始與之通信。
假設太空探索技術公司能夠解決這些技術難題,法勒和曼徹斯特等人還有一個問題:Starlink怎么賺錢?
新型衛星寬帶公司正在為衛星星座建設競賽暗暗較勁。但最終,太空探索技術公司的對手并非OneWeb和Kepler。曼徹斯特表示:“他們的對手是威瑞森公司。這真的很難。”
-
互聯網
+關注
關注
54文章
11229瀏覽量
105569 -
衛星
+關注
關注
18文章
1753瀏覽量
68115 -
SpaceX
+關注
關注
1文章
517瀏覽量
29918
原文標題:SpaceX的空中互聯網困境
文章出處:【微信號:IEEE_China,微信公眾號:IEEE電氣電子工程師】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
發布評論請先 登錄
官網下載的stm32cubemx無法連接互聯網,WiFi有一條斜杠,怎么解決?
云互聯網是什么意思
Coremail亮相世界互聯網大會“互聯網之光”博覽會

燒結銀在衛星互聯網中的四大應用
恒訊科技介紹:互聯網專線是什么意思?有什么優勢?

評論