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凌晨传来捷报!长征十二号再立新功,27组低轨卫星顺利入轨

北京时间10月10日凌晨3点27分,海南商业航天发射场灯火通明,长征十二号运载火箭准时点火,拖着长长的光尾冲向夜空。本次发射一次性把卫星互联网低轨27组卫星送入预定轨道,卫星状态一切正常,发射任务圆满成功。这也是长征系列运载火箭的第671次发射,又是一次稳稳的胜利。






很多人看到新闻第一反应是,又一次卫星发射成功,这件事到底跟我们普通人有多大关系?是不是只是航天圈的大事,日常刷短视频、上网聊天根本感受不到变化?其实不是,这一批卫星上天,是我国低轨卫星互联网组网工程里很关键的一步,天上一张覆盖更广的网络正在一点点织起来。未来不管是偏远山区、茫茫大海,还是地震洪水之后地面基站损坏的灾区,只要头顶能看见天空,就有机会连上互联网。

先把这次发射的几个关键点说清楚。这次负责运送卫星的长征十二号火箭,是航天科技集团八院自主研发的新一代低温液体火箭,也是国内第一款4米级箭径的单芯级运载火箭,整支火箭全长大约62米。它的实力很强,在700公里太阳同步轨道,运载能力不低于6吨,整流罩还能按需更换不同尺寸,不管是单独发射一颗大卫星,还是一次性打包运送几十颗组网小卫星,都能胜任。本次发射的总承包商是航天科技集团旗下中国商业火箭公司,整套发射流程,从火箭制造、测发保障到卫星入轨管控,全部由国内团队自主落地。

海南商业航天发射场,大家最近在航天新闻里经常看到。和大家熟悉的文昌航天发射场不是同一个地方,它定位是专门服务商业航天的发射基地,优势很明显。靠近赤道,火箭发射的时候可以借助地球自转的力量,节省燃料,同等运力下能送更重的载荷上天;临海发射,火箭残骸可以落到安全海域,不用过多考虑落区居民疏散的难题。商业航天发射讲究高效率、低成本,这个发射场建成之后,我国低轨卫星星座高密度组网发射才有了合适的主场。近段时间,多批次卫星互联网低轨卫星都是从这里陆续升空,发射节奏明显加快。

很多人会好奇,什么是低轨卫星互联网,它和我们现在手机用的5G、家里装的宽带有什么不一样?

我们现在日常上网,信号源头大多是地面基站,城市、乡镇基站密密麻麻,网速很快,延迟低。但基站建设有天然短板。大山深处、无人荒漠、远海海岛,铺设光缆、修建基站成本极高,人口稀少的区域,运营商很难投入巨资搭建地面网络。一旦遇到地震、山洪,地面光缆断裂、基站断电,当地直接变成通信孤岛,外界很难获取现场信息,救援队伍初期沟通都会遇到很大阻碍。

过去也有卫星通信,大多是高轨卫星。高轨卫星距离地面三万多公里,一颗卫星覆盖范围很大,但是距离太远,网络延迟偏高,带宽有限,大多用来应急发短信、简单语音通话,很难支撑高清视频、大文件传输这类需求。

低轨卫星不一样,运行轨道距离地面只有几百公里,信号来回传输的时间很短,网速可以做到很高。成千上万颗卫星在不同轨道上绕着地球高速飞行,互相之间还能传输数据。地面没有基站的地方,终端设备直接连上头顶飞过的卫星,就能接入互联网。简单一句话,地面网络做主力,低轨卫星互联网做补充兜底,最终目标是建成天地一体化的通信网络。

很多人会问,现在手机能不能直接连上这些低轨卫星上网?实话实说,现阶段还处在组网建设阶段,还没有全面面向普通消费者商用。但技术方向已经很明确,手机直连卫星是重要目标。未来不需要架设巨大的卫星天线,手机自带的天线就可以直接和天上卫星通信。想象几个真实的使用场景。

跑长途货运的司机,开车进入西部无人山区,地面手机信号完全消失,导航断联,家人也联系不上。等到低轨卫星网络覆盖到位,就算地面基站没有信号,手机依旧联网,导航持续更新,随时可以和家里视频通话。出海打鱼的渔民,在远海海域,现在很多只能靠海事卫星简单报平安,资费昂贵。未来接入低轨卫星网络,渔船可以实时传输海上画面,船老大随时和家人视频,还能在线查看天气、洋流预警。

户外探险、徒步穿越荒野的爱好者,一旦迷路遇险,不需要等待救援队伍携带专业卫星设备,自己的手机就能发送精准位置、上传现场视频,救援效率会提升一大截。遇到重大自然灾害,地面通信设施损毁,地面网络瘫痪,卫星互联网可以快速接管通信任务,前线救援人员可以实时传回现场画面,后方指挥中心快速调配物资、人员,减少灾害带来的损失。

除了普通人的日常通信,低轨卫星互联网更大的价值,是赋能各行各业。海上油气平台、风力发电场,位置偏远,靠卫星网络持续传回设备运行数据,实现远程监测。广袤的林区、草原,借助卫星物联网终端,实时监控火情、野生动物活动,不用工作人员长期驻守巡查。低空经济慢慢兴起,无人机飞行的时候,依靠卫星网络实现超远距离通信管控,飞行轨迹实时回传,飞行安全更有保障。远洋货轮、跨境物流,全程网络在线,船只位置、货物状态不间断上传,跨境物流管理更加透明。

也有不少朋友提出疑问,这么多卫星发射上天,会不会造成太空垃圾?这一点在卫星设计阶段就已经纳入考量。国内低轨组网卫星普遍设计有离轨方案,卫星寿命到期之后,会主动降低轨道,在大气层里面烧毁,不会长期留在太空轨道形成太空垃圾。发射之前轨道规划、卫星之间的避撞机制,也都有一套成熟管控流程,最大程度规避在轨卫星相撞风险。

还有大家关心的资费问题。早期卫星通信价格高,主要是卫星数量少,发射成本高。等到星座大规模组网,在轨卫星数量上来之后,单颗卫星分摊的建设成本持续下降,卫星互联网的使用费用,也有希望慢慢降到大众能够接受的区间。不会一直是少数专业用户才能用得起的服务。

这次发射的27组卫星,不是孤立的一次发射。翻看近一年的航天动态,卫星互联网低轨卫星的发射批次一直在持续增加,发射频次稳步提升。可以看得出来,我国低轨星座建设,已经从前期技术验证阶段,转入大规模组网的快车道。长征十二号、长征八号甲这一类专门适配中低轨道组网任务的火箭,批量投入发射任务,火箭产能、发射场保障能力同步提升,支撑高密度发射。

这里也需要客观理性看待建设周期。巨型星座的搭建不是一朝一夕的工程,不是发射几十颗卫星马上就能实现全球不间断覆盖。卫星要分批发射入轨,在轨调试,轨道调度,星间链路打通,地面站配套建设,终端设备研发,整套产业链都要同步落地。天上卫星组网,地面的接收站、数据中心,还有千千万万可以直连卫星的终端,都是整个系统必不可少的组成部分。天上、地面协同建设,整个网络才能真正运转起来。

国内整个卫星互联网产业链,牵扯到非常多企业。上游是火箭制造、卫星平台、卫星芯片,中游是发射服务、地面站运维,下游是各种各样的终端产品和行业应用。大规模组网建设,会带动整条产业链不断创新迭代,创造大量岗位,推动航天技术慢慢民用化,很多航天领域的新技术,慢慢下沉到普通消费电子产品里面。

不少网友拿国外的低轨星座拿来对比,我们要清醒看到,国外的星座起步更早,在轨卫星总量规模更大。但我们有自己的发展路线,坚持自主可控,从火箭、卫星芯片、通信协议,全部掌握在自己手里。通信基础设施,安全是第一位的,网络的控制权牢牢掌握在国内,不管是个人通信,还是各行各业的数据传输,安全保障能力才足够扎实。

也有很多人担心,低轨卫星数量多了之后,会不会对天文观测造成干扰。这个话题国内外天文工作者都一直在关注。国内航天项目在规划阶段,也会和天文领域专家沟通协调,在轨道选择、卫星表面反光处理等方面尽量降低对地面天文观测的影响,航天发展和天文观测之间寻找平衡点。

很多人平时很少关注航天发射,觉得火箭上天只是新闻里一闪而过的消息。其实航天工程的进步,最终都会落到普通人的生活当中。几十年前,大家很难想象出门不用带现金,一部手机搞定支付、导航。放到十几年前,很多人不敢相信5G网络可以铺到县城、乡村。今天我们看到一批批低轨卫星不断升空,本质上是在搭建下一代信息基础设施。

网络的价值,就是消除距离带来的隔阂。过去很多偏远地区的群众,受制于网络条件,线上教育、远程医疗资源很难触达。等到卫星互联网落地,山里的孩子可以顺畅连上网络,观看一线城市名校的线上课程;偏远地区的病人,当地医生可以借助高速卫星网络,和大城市三甲医院专家实时视频会诊,传输高清影像资料。数字鸿沟,会靠着地面基站加上天上卫星的组合,一点点缩小。

航空出行也是一个值得期待的场景。现在不少飞机上面提供机舱WiFi,但网速有限。未来依托低轨卫星互联网,万米高空的客机,也能拥有稳定高速的网络,乘客在飞机上流畅刷视频、线上办公不再是奢望。

当然,现阶段低轨卫星互联网,不会直接替代地面5G、光纤宽带。地面光纤和5G,网速稳定、资费低廉,依旧是城市、人口密集区域上网的主力。低轨卫星互联网定位是地面网络的延伸和备份,主打地面网络覆盖不到的区域,还有灾害场景下的应急通信。二者是互补关系,不是互相替代。

从技术研发,到小批量试验卫星,再到现在高密度批量组网发射,我国低轨卫星互联网一步一个脚印往前走。每一次发射成功,都是向着天地一体化网络的目标前进一步。凌晨这次长征十二号的顺利发射,是中国航天人夜以继日攻关的成果,从火箭总装、发射场测试,到卫星入轨之后的在轨管控,背后是无数科研、工程人员的坚守。航天工程容不得半点马虎,每一次圆满发射,都是整套体系可靠性的有力证明。

商业航天的红利,也正在慢慢释放。早些年航天发射基本都是国家级重大任务,周期长、成本高。现在海南商业航天发射场投入使用,国产多款中型液体火箭投入商业发射市场,发射流程持续优化,发射成本持续下降,国内商业航天产业活力越来越足。不止是国家级的卫星互联网项目,国内很多商业卫星项目,也有了更加便捷的发射渠道。

任何大型工程建设过程当中,都会遇到各种各样的难题。低轨巨型星座同样如此。卫星在轨运维、星间通信链路稳定性、海量卫星的数据调度、终端设备小型化、成本控制,还有频谱资源协调,一系列技术和工程难题,还需要持续去攻克。但从最近连续多批卫星顺利发射入轨能够看到,我们已经具备大规模组网发射的工程能力。

很多人问,大概多久我们普通人就能用上低轨卫星互联网的服务?目前还没有面向大众的明确商用时间表,还需要在轨卫星数量达到一定规模,系统经过充分的在轨验证,配套终端产品成熟落地之后,才会逐步开放商用服务。可以确定的是,整个项目推进速度一直在加快,我们不用等太久,就能看到越来越多卫星互联网的落地应用。

太空不再是遥不可及的实验室,航天技术正在走出研究院,变成实实在在服务大众的基础设施。以前我们聊互联网,说的是地上光纤、地面基站织成的一张网;不远的将来,几百公里高的太空,数千颗卫星环绕地球,和地面网络连在一起,真正实现随时随地,有天空的地方就有网络信号。

航天事业的进步,最终惠及每一个普通人。我们期待后续更多批次卫星顺利升空,期待国产低轨卫星互联网早日正式投入商用,让远海、深山的人们,同样享受到高速互联网带来的便利。

话题讨论:你最想在哪个场景用上卫星互联网?是自驾穿越无人区、出海航行,还是灾害应急救援?欢迎在评论区说说你的看法,点个关注,持续跟进我国卫星互联网组网的最新进展。

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