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![星链(英语:Starlink)是太空服务公司SpaceX的一项透过近地轨道卫星群,提供覆盖全球的高速互联网接入服务。截至2022年7月23日,星链服务已可在三十六个国家和地区使用[1]。
2015年,SpaceX首席执行官埃隆·马斯克在西雅图宣布推出一项太空高速互联网计划:星链计划。借由远远超过传统卫星互联网的性能,以及不受地面基础设施限制的全球网路,星链可以为网路服务不可靠、费用昂贵或完全没有网络的位置提供高速互联网服务,另外也有可能结束当今世界存在的网络封锁。星链计划的宗旨是开发出“全球卫星互联网系统”,并能运用在例如火星等环境上,在太阳系内部署通信基础建设。#星链计划](https://p9-pc-sign.douyinpic.com/image-cut-tos-priv/bd3d6caf939575540e2cbce77d41e572~tplv-dy-resize-origshort-autoq-75:330.jpeg?lk3s=138a59ce&x-expires=2097637200&x-signature=j9Gl%2BLOhWXAOFN90DUoNLl74%2F94%3D&from=327834062&s=PackSourceEnum_AWEME_DETAIL&se=false&sc=cover&biz_tag=pcweb_cover&l=202606241336035111D02D8BEEC9082100)
这一串像流星一样划过天空的光点,像科幻片一样闪着蓝色光芒的推进器,这就是狂人埃隆马斯克像连如炮一样发射到太空里的星恋卫星。那有多狂呢? 根据欧洲航天局五月份的数据,当时只有大约四千三百颗活跃的人造卫星在地球轨道上。人类有史以来一共也只发射过一万一千六百七十颗卫星,而马斯克的星链已经发射了一千九百四十四颗。 也就是说,现在天上有一半的卫星都是马斯克,并且他计划一共要把四万两千颗卫星送到禁地轨道上去。这就是马斯克的 star link 星恋计划,隶属于他的 spacex 公司,他要用这几万颗卫星为地球上每一个角落提供 互联网上网服务,无论天涯海角都不耽误你刷视频。那么芯面会颠覆现有的通讯网络吗?比如家里的宽带、四 g、 五 g 等等,芯面他是又是怎么运作的呢?这个像科幻一样的离子推进器又是什么呢?而更重要的是 新面,它是一项重大创新呢?还是对人类的一项威胁?今天咱们就来详细聊一聊埃罗马斯克的新面计划,只聊技术。视频虽然有点长,但是你可以从我的视频当中得到更为准确详细的内容,请大家耐心看完。 星面是叶罗马斯克的航天公司 spacex 的一个卫星网络的名称,马斯克最终希望在境地轨道上面部署多达四万两千颗卫星,为全球尤其是偏远地区提供低成本 互联网覆盖。境地轨道呢?简称 l e o, 它是指离地面高度比较低的轨道,它并没有严格的定力,一般认为两千公里以下的都叫境地轨道。由于离地面比较近,上下比较方便,所以一般的空间站通信卫星都会采用境地轨道。 比如国际空间站就在距离地面三百一十九点六公里到三百四十六点九公里的轨道上运行。而我们国家的天空空间站的天河核心舱呢, 他目前大约在三百九十六公里的轨道上面。那么阿罗马斯克的卫星在哪里呢?根据 spacex 的计划以及联邦通信委员会 fcc 的批准,初期呢,他在五百五十公里的近地轨道上部署一千六百颗卫星,而原计划在一千一百一十公里轨道上要部署 两千八百一十四颗卫星。但是后来 spacex 又提出了修改申请,全部都改到了五百四十到五百七十公里的轨道上。而 fcc 呢,也不顾亚马逊以及其他 spacex 对手的反对,就批准了这个申请。也就是说呢,在五百五十公里的轨道范围内, 将会有四千四百零八颗卫星运行。而在三百四十五公里的超近地轨道上, spacex 还要部署七千五百颗卫星, 每一颗系列的卫星大约重二百六十公斤大小呢,就像一张普通桌子的桌板,主要部件包括激光通讯设备、 可以展开的太阳能电池板、离子推进器以及四个相控阵。天线卫星都是以堆叠的方式摞在一起,这样呢,他就可以一次把几十颗卫星同时送上天。比如他是一 用猎鹰九号火箭,一次可以发射六十颗左右,到达预定位置之后就把这一轮卫星扔下去,然后这些卫星呢,他们自己会慢慢的部署到相应的轨道上。 这个非常具有科幻色彩的喷着蓝色光芒的推进器就是星面卫星使用的克离子推进器,它的原理呢, 就是先把气体电离,然后通过电场力把离子加速之后向后喷出,以此呢来产生推力。一般比较理想的气体是用仙气,因为它原子质量大,可以提供更大的冲击力,同时呢还又是惰性气体,高存储密度, 比较适合于长期的存储在卫星上,但是唯一的缺点就是贵,因此星面他最终选择了大约便宜了六七倍的客气。离子推进器非常具有科技感啊, 很多科幻片里的飞船都是喷着这样的蓝色火焰跑来跑去,但实际上呢,离子推进器的推力非常的小。有多小呢?几十到一百毫牛,大约只能够吹起一张纸, 那换句话说呢,还不如一个屁的推力大。那这么点推力有啥用呢?咱们平时把卫星送上天,因为需要克服地球引力,所以需要很大的推力才行。比如发射 stylenik 用到的猎鹰九号火箭,他的初始推力就达到了七千六百千牛。 这么大的推力,目前我们只能通过化学燃料燃烧来产生。猎引九号烧的就是煤油,而马斯克的下一代火箭也就是 starship, 新建就改烧假蓝了,这点啊,估计是火星上找不到煤油,因为在马斯克的计划当中,将来新建他是要用来往返 火星的,为了能够在火星上补充燃料,就把煤油换成了甲蓝,因为甲蓝是可以在火星上生成制造出来的化学燃料,他虽然推力巨大,但是他的效率实际上是十分的低下的。记得马斯克说过啊,目前的火箭只能送百分之二的有效载合到轨道上,取, 而最最聪明的人呢,他也许能够做到百分之二点五。百分之二是什么概念呢?也就是说,你要送个四十吨的东西上去,火箭起飞重量就得是两千吨,就剩下的一千九百六十吨的重量,几乎全部都是燃料的重量。而离子推进器的效率就高多了,他比火箭的效率至少高十多倍, 只不过我们现在还做不到很大的推力。但是就这么一点点推力,在太空的环境下也是大有用武之地的。离子推进器呢,它属于细水长流式的 加速,正是由于他的效率很高,因此呢,几公斤的推进器就可以让离子推进器连续工作上几千个小时。首先,太空的重力很微弱,也不存在空气阻力,因此,虽然离子推进器加速很慢,但是他可以通过不断的持续的加速,几天,几月甚至几年, 他也最终会达到非常快的速度。想象一下,虽然你的车百公里加速只需要几秒钟,而离子加速器呢,他的百公里加速需要一到两天,而且你没法一脚油门踩好几天吧。那其次呢,离子推进器他可以做到非常精准的推理,控制精度可以达到零点一微牛, 这样呢,他就可以非常精确的控制航天器,而靠爆发力的化学燃料根本就没有办法做到这一点。不夸张的说啊,当你在太空中漂浮的时候,很有可能 因为突然的一个屁让自己失控了,这时候就能明白精细控制的重要性了。当然离子推进器的推力小也只是现阶段的问题,也许在以后科技更加发展了,就会有更大推力的离子推进器产生呢?那时候科幻也就真正变成现实。 星恋使用离子推进器,他主要是为了三个目的,首先他要维持星恋卫星大约每小时三万公里的时速,也就是第一宇宙速度, 要保持了这个速度,他才能够围绕着地球旋转而不会掉下来。由于希念卫星他们都在境地轨道上, 并没有彻底的离开地球的大气层,所以他还会受到微弱的空气阻力的影响,这就会导致卫星没有办法仅仅依靠他的惯性来保持速度,维持轨道高度,因此他就需要有推进器来维持 速度,提升轨道。那第二个呢,就是需要保证卫星有一定的机动性,用来避免跟轨道上的碎片以及其他的航天器进行碰撞。咱们看看近地轨道碎片的动画, 这还是来自于二零一三年的数据,咱们就能想象现阶段地球周围的碎片程度。由于星列卫星他只能缓慢的加速他的机动性,也不可能做到及时的闪躲, 因此每一颗信念卫星它实际上是通过 narrate 获得最新的碎片跟踪信息。然后呢,使用人工智能软件提前进行预判,然后再慢慢的进行规避动作。 既然说到近地轨道的太空垃圾,马斯克这么通通通的发上去几万颗卫星,这岂不是雪上加霜吗?这点咱们后面继续聊,这里先说离子推进器的第三个作用就是为了自毁,也就 是为了避免雪上加霜。当心恋卫星达到设计寿命之后,为了不让他成为另一块轨道上的垃圾,就会通过推进器主动地让他进入大气层烧毁。 而且推进器它可以调整进入大气层的方向,面向无人区,万一有烧不坏的零件,也不至于砸到花花草草。在 sta 立刻的初始设计当中, spacex 声称有百分之九十五的材料都会在大气层中销毁,那也就是说还有百分之五的东西会掉下来。 这很有可能就是用于激光通讯亮路的碳化硅组件,因为这种碳化硅组件它是用于激光通讯的反射镜,它能够承受两千七百五十度的高温。但是在二零一九年 spacex 提交给 fcc 的报告当中表示,新版的微信经过了重新的设计,可以保证完全烧毁, 但是他也并没有明说是用什么材料取代了碳化硅组件。当然,即便是离子推进器损坏了,卫星也会因为空气阻力的原因,在一到五年之内被地球引力给拉回大气层烧毁掉。但是这样呢?既没有办法主动的控制他的坠落方向, 也会导致他在禁地轨道上停留过长的时间,这些其实都是潜在的安全风险。 早期的起点卫星他是没有办法在互相之间直接进行通讯的,卫星之间如果要进行通讯,必须要通过叫做 atwey 的地面站进行中转, 这实际上就会导致他没有办法覆盖到无法建立地面站的地方。而二点零版的新电卫星的最重大的改进就是具备了卫星之间聚光通信的能力,这被称作 inter satellite communication, 二零二 一年一月二十四日发射了第一批改进后的卫星,那如此一来,信号漫游就不再需要地面站了,数据就可以在卫星之间直接进行传输。这方面彻底解放了训练信号的覆盖能力,因为训练它相对于传统互联网,无论是光纤网 还是四 g、 五 g 等无线网的,它的最大的优势就是全球覆盖能力。这点很好理解,卫星之间在轨道上的直接通讯, 大大减少了对地面站的依赖,这可以说把全球覆盖的优势发挥到了极致。而极光通讯带来的另外一个好处呢,也正是新炼相对于传统互联网的第二大优势,那就是低延迟。 卫星那么高信号要上去再下来,怎么会比直接用光纤延迟还要低呢?这 是因为啊,光速他在不同的戒指当中是不一样的,我们所熟知的三十万公里每秒是指光在真空中的速度,而光在玻璃中的速度要比真空光速慢百分之四十七,所以光在光纤当中的速度比心电卫星在太空中直接发射激光的速度要慢。 当通讯距离很长的时候,这个优势就比较突出了。这听起来就好像很有道理的样子,那这个 dh 到底是怎么做到的呢?咱们举一个例子来说明一下。假设一个在伦敦的人, 他想知道纳斯达克的实时信息,使用传统互联网的时候,他会面临多大的延迟呢?使用现有的网络线路,来回大约一万两千八百公里。虽然光在玻璃当中的速度跟折射率啊,波长啊都有关系,但是为了简单,我们就按照比真空当 中慢一点四七倍来估算。那么数据包来回需要六十三毫秒,也就是有六十三毫秒的延迟,再加上其他因素,比如光电转换等等,总时间大约是七十六毫秒。那 starlink 的延迟是多少呢? 现在没有办法实测,所以伦敦大学的马坎德里教授就给出了一个估算方法。信号在 studying 当中,传输的第一个延迟就来自于从地面到卫星之间的往返通讯,它使用向空震天线来完成的, 这种天线可以在不需要移动的情况下控制传输方向。每一颗卫星在五百五十公里的轨道上, 他可以覆盖半径五百公里的范围,这段距离的延迟呢,大约在三点六毫秒。而数据到达卫星以后,他就开始使用激光向其他的卫星传输信息了。激光传输的难点可能也就在这, 需要保证这边发出去的激光能够准确的命中另外一颗卫星的接收器。 starlink 的组网方式是把一批卫星组成一个一个的轨道平面,叫做 plane。 而同一个平面内的相邻卫星,他们之间的通信会比较简单,因为这些卫星之间的位置相对稳定, 而不同平面之间就要复杂一些了,因为另一个平面上的卫星相对速度比较快,很有可能刚传一半他就跑掉了,还需要再切换到新的卫星上。 starlink 每一个卫星它具有五个激光通讯组件,可以始终保持跟四颗卫星的稳定亮路, 那根据这些信息估算出来的最终延迟是四十三毫秒,那听起来就差这么二三十毫秒,值得搞出这么大的动力吗?在美国和英国两个金融市场的数据中心之间,如果 使用工友线路时间的延迟是六十五毫秒,而为了给一些群体提供更低延迟的线路,中心公司专门拉了一条私有光来,把延迟降低到了五十九点九五毫秒, 用三亿美元的成本提高了五毫秒的速度,那么可想而知了,大家愿意为二三十毫秒的速度提升花多少钱呢?小结下心念,针对传统互联网的三个优势, 第一,高覆盖率,全球每个地方都能上网,那这点很好理解。第二,远距离之间的低延迟传输上面已经讲过了, 但是近距离还是光鲜占优。所以实际上星亮卫星的目的,他并不是颠覆现有的宽带网络,而是对现有网络的一个非常有效的补充。那第三呢?就是低成本。一般听到卫星,首先想到的就是一个字,贵!怎么会低? 低成本?马斯克号称他只需要花一百亿美元就能完成整个斯塔里克项目,而作为对比漂亮国,如果把四 g 升级到五 g, 光是光纤布线就得需要一千五百亿美元。 马斯克之所以能做到这么低的成本,其实很大一个原因就是 spacex 目前仍然是世界上唯一的能够重复利用火箭的公司。 至于目前的价格,我随便说个地址,纽约,咱们来看一看。它主要包括一个天线四百九十九美元,每月的服务费九十九美元, 新月的网速目前最高是一百五十兆。这个价格呢,不便宜,但是也不算有多离谱。我特地搜了一下漂亮国家庭宽带的价格,它和千兆网的价格基本上一样。 study 可目前已经为 二十个国家的十多万用户提供了服务。同样的技术呢,它也可以用于火星移民,就像 spacex 的 coo shortwill 以前说过,你竟然送了百万人去火星, 就得照顾人家的需求啊。他们可不想用老式电话,他们还想用新款的手机刷 x 的视频呢。技术的发展,他终将造福大众,无论是有意识的也好,还是顺带的也好。 马斯克的新恋无疑是一个宏大的计划,但是对此也少不了质疑。质疑的声音目前主要集中在以下几个方面, 当首次发射六十颗信念卫星之后,天空中出现了一串珍珠灯。人们首先感到的是,哇,好壮观啊!但是随之而来的就是震惊了,因为这些卫星太亮了。首先表示不满的就是天文学界,这是两张二零一九年 两个天文台分别拍摄的长曝光照片,上面那些白色斜线就是 star link。 这还让天文学家们怎么干活啊。因此呢, spacex 随后采取了一系列的措施来降低训练卫星的亮度,包括改变飞行方式,发射一颗名叫 docset 的实验卫星, 把相控定天线改成暗色,从而降低卫星的亮度,以及在卫星上增加遮阳板等等。至于效果如何呢?咱们拭目以待吧。 虽然斯达令可采用了 aib 账主动自毁这些技术手段来避免太空碎片的产生,但是到底效果如何,目前还真不好下结论。不过无论如何,太空碎片都是一个不容忽视的问题。这里插播一条我以前做的短视频,难怪有人着急移民火星呢。据猜测, 十年以内,地球周围的太空可能不再适合执行长期任务的卫星或者火箭。这是因为在近地轨道上充满着太空垃圾,这包括两千六百颗已经失效的卫星,一万个显示器大小的物体,两万个苹果大小的物体, 五十万个弹珠大小的物体,已经上亿个无法追踪的东西。这些垃圾在禁地轨道上的速度大约是每秒七到八公里,一个苹果大小的垃圾就能完全摧毁一个航天器,再次产生出成千上万块的太空垃圾。在最悲观的情况下,可能就像多米诺骨牌一样,形成连锁反应, 最终围绕地球形成无法穿越的屏障,把人类困在地球上,使地球监狱的都市传说变为现实。由此看来,我们迈出地球的第一步不是去征服火星,而是要去清理垃圾。现在情况并没有多大的好转,随着太空互联网的进一步扩展,怎么样去有 效的清理这些太空垃圾也会变得越来越紧迫。根据国际电信联盟收到的申请估算,到二零三零年,除了 spacex 之外,其他的机构可能向境地轨道发射十万颗。腾讯、微信,比如亚马逊也在搞太空互联网, 他的科一博计划已经获得了三千二百三十六颗卫星的批准。玩外宝公司已经发射了二百多颗,目前正在申请发射六千四百颗等等。 新的技术发展很有可能会遇到道德困境,就像自动驾驶汽车,他会遇到电车难题一样,在 ai 面临两难取舍的时候,谁才能决定他人的命运呢? 马斯克或者贝佐斯等等这些科技大佬为了自己宏大的理想,在天空当中布满卫星,给全人类都提供了高速互联网,但是他也同时改变了每一个人的天空,这真的就是大家想要的未来吗?

spacex 已向美国联邦通信委员会申请许可,发射他们直接连接手机的卫星,并测试手机直接连接卫星进行通讯测试将与 t mobile 合作进行。 t mobile 去年宣布与 spacex 合作推出卫星到手机的服务超越。根据申请材料, spacex 已申请为期六十天的特别临时授权,今年十二月一日开始将测试其第二代 gn 二卫星连接普通手机的能力。 申请中指出,卫星将在特定的地点上进行测试,总共有二十六个测试站点,美国西海岸九个,中部八个,东部九个, 有两个值得注意的地点, apple park 和谷歌总部。手机直接连接到低地球轨道卫星将通过在最偏远地区提供可靠且高质量的连接来终结 死去,并且可以在海洋上提供不间断的网络服务。到目前为止, spacex 已与美国的 t mobile、 新西兰的 one n z 以及日本的 k k d i 和加拿大的 rogers 合作提供此服务。今年四月, rogers 宣布将首先使用 starling d 地球轨道卫星通过短信服务提供紧急服务,并计划在未来增加语音和数据覆盖。华为和苹果在这一领域已经展开了激烈的竞争。 苹果从 iphone 十四开始,可以在没有蜂窝网络和无线局域网信号而无法上网的情况下实现直接连接到卫星,从而给紧急服务发送短信, 请求道路救援,并与朋友和家人共享你的位置。八月二十八日,华为最新推出的 mate 六十手机具有卫星电话 通信功能,用户可以在地面基站通信和卫星通信之间实时切换,实现突破地理限制的通信方式。虽然手机与卫星直接通信领域国内厂商暂时领先,但借助 spacex 强大和低成本的卫星部署能力, 国内厂商想要保持领先地位,还需要持续加大研发投入,尤其是基础科学领域。

马斯克最近遇到了大麻烦,美国太空探索公司刚刚发射的四十九颗星链卫星,其中有四十颗全部报废,这些报废的卫星因不受控制,无法成功进入预定的轨道, 纷纷穿过大气层砸向地球,这些卫星在夜空划过,就像一场流星雨一般。马斯克的星链卫星计划出现如此严重的事故,是否因为星链卫星计划将会结束呢?又是什么原因导致这些卫星会纷纷掉下来呢?今天我们就来详细了解一下马斯克的星链计划 和星链卫星坠落的原因。星链计划是由马斯克的太空探索公司,也就是我们常说的 spacex 公司的一个太空项目,这个项目计划在二 零一九年至二零二四年间,一共往天上发射一万两千颗这样的卫星。发射这么多的卫星干什么呢?我们都知道现在互联网已经遍布全球,能够流畅使用 互联网的人数已经达到了三十亿,而马斯克之所以要发射这么多的卫星,就是要让剩下的三十亿人都用上互联网。这个目标看似很美好啊,好像马斯 马上就要成为全人类的救世主一样,但是现实往往并没有马斯克想象中的那么好,其实互联网想要全世界无死角的全覆盖, 那么需要解决的问题就是信号的传输。现在我们使用互联网信号传输最为成熟的技术就是光纤传输技术,而光纤传输技术则需要在信号端和信号端之间铺设光纤线路,想要通信多远就需要铺设多远的光纤线路。这时候 有人肯定就会站出来说,现在五 g 技术哪有那么多的光鲜呢?全部都是无限通讯技术。其实五 g 技术真正解决的是从信号塔到你手机之间,甚至是你加入游戏到你手机之间这一段。而五 g 的信号塔和塔 之间依然需要光鲜进行连接。只是生活中的使用场景,给大多数人造成了五 g 网络就是纯无限通讯技术的印象。而马斯克现在要发射一点二万颗星链卫星,其目的是希望通过这些卫星在太空当中对全球进行全覆盖。这些星链卫星在真空的太空环境当中, 通过激光信号传输,形成一个巨大的信号覆盖网络。要知道在真空当中,激光的耗伞非常的小,可以传播的更远,而且比在光纤中传播还要快百分之三十多。在马斯克的想象当中,每一颗 清练卫星随时随地都能和他周围的四五颗卫星建立联系,再加上专用的地面发射器和接手器,这张巨 最大的天网就跟地面的互联网联系起来了。而天上的一万两千个卫星,就像是一万两千个带桥接功能的无线路由器,覆盖地球的每个角落,而且这个路由器还是千兆路由,速度跟我们用的五 g 网络差不太多。马斯克正是希望通过建立这样一个太空星列系统,来解决互联网全球覆盖的目的。二。