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一箭9星、15天一批!中国卫星互联网开始下饺子,240颗只是起步


中国卫星互联网星座低轨卫星又成功发射了!

北京时间11月9日凌晨,长征十二号从海南商业航天发射场点火升空,成功把卫星互联网低轨29组卫星送入预定轨道。算上这一批,国网的低轨组网卫星在轨规模已到240颗。

从首组升空算起,这张太空通信网已经铺了将近两年。那么,距离组网还要多久呢?

一、长征十二号为什么适合批量送星?

长征十二号于2024年11月首飞,那天它把两颗试验卫星送上太空,海南商业航天发射场也迎来首次发射。两年不到,这型火箭已经飞到第10次,成功率100%。


长征十二号高约62米,是我国首款4米级直径的单芯级运载火箭。它用两级接力完成飞行,箭体两边没有捆绑助推器,起飞靠一级的4台液氧煤油发动机,每台推力约1250千牛。这款火箭近地轨道运载能力不少于12吨,700公里太阳同步轨道运载能力不少于6吨。


批量送星还得算空间,火箭最顶端的整流罩负责保护卫星,长征十二号可以按任务选用直径4.2米或5.2米的整流罩。多颗卫星装在同一枚火箭上,既要给卫星和安装结构留出空间,也要安排好星箭分离的时序和方向,避免先释放的卫星挡住后释放的卫星。


长征十二号可以在水平状态下完成总装、测试和转运,再到工位起竖。这样的流程便于把大量准备工作放在技术区进行,缩短对发射工位的占用。10月10日,长征十二号成功发射第27组。10月25日,长征八号甲接着发射第28组。11月9日,第29组又搭长征十二号升空。最近这三批,间隔都是15天。

二、第29组发了几颗,天上到底有多少颗?

第29组是这批卫星的任务编号,新华社公布了起飞时间和入轨结果,没公布这批的具体颗数。航天追踪媒体China in Space和发射数据库Padside都记录了9颗,Space Launch Live的任务页也给出同样的数。并且按照过往的经验推测,也应该都是9颗。

发射前的底数从哪里来?CelesTrak的低轨卫星公开目录里,第28组对应的9颗卫星排到第231号。截至北京时间11月9日上午查询时,目录还列着这231颗,尚未把刚发射的一批逐星加进去。按231颗加本批9颗计算,发射后约有240颗组网卫星在轨,China in Space给出的在轨总数也为240颗。


这只是国网低轨组网卫星,此前专门验证通信技术的试验星,以及另一个低轨宽带项目千帆星座的卫星,都没有计入。

接下来,第29组卫星要完成在轨检查,根据任务调整轨道,进入预定位置,还要测试通信载荷并与地面系统联调。

三、为什么要打造低轨卫星互联网星座?

通信卫星早就有了,为什么还要专门做低轨宽带?一个重要原因是时延,地球同步轨道距地面约3.58万公里,信号经卫星中转,一个来回光是在天地之间传播,理论上就至少需要约0.48秒。低轨卫星离地面近得多,能把通信时间缩短,减少时延。

而要用低轨卫星,就得发射足够多的卫星进入轨道,形成一个卫星星座,这样才能覆盖足够广的地面区域。


试想一下,如果在远洋科考船上打开卫星终端,一颗低轨卫星从头顶经过时,确实可以建立连接。但卫星绕着地球飞,它能覆盖到这艘船的时间有限。等这颗卫星飞出视野,下一颗如果还没到,数据就得等下一次过境才能传输。

低轨卫星绕地一圈通常只要一个半小时到不到两小时,轨道较低,信号在天地之间走的路较短,传播时间就有机会缩短。代价是单星能够服务的范围有限,同一地点也留不住同一颗低轨卫星。要让用户长时间保持连接,就得把卫星分布在多个轨道面上,并在每个轨道面上拉开间距,让前后两颗卫星的服务时段能够衔接。


按《中国航天报》介绍,国网GW-A59规划6080颗,布置在较低的轨道,GW-A2规划6912颗,轨道高度约1145公里。较高的低轨卫星在同等条件下能看见更大一片地面,较低的卫星则能进一步缩短信号路程。

所以,同样是9颗卫星,刚分离时它们大致沿同一条轨道飞,几颗星还可能同时经过同一个地方。等卫星陆续到位,与早先发射的其他轨道面配合,才能增加不同地区的可用时段。

四、中国低轨卫星互联网星座距离完整组网还差多少颗?

根据《中国航天报》报道给出的两步规划,到2029年年底前,国网GW星座计划部署约1300颗。到2035年,计划完成12992颗卫星的组网。

以本次发射后的约240颗作起点,离约1300颗的阶段目标还差约1060颗,按数量相当于达到目标的约18.5%。离12992颗的完整规划还差12752颗,数量进度约1.85%。12752是按当前估算基数直接相减所得,后续卫星退役、补网或方案调整,都会改变实际还要发射的颗数。


从2026年11月算到2029年年底,还有约38个月。要补上约1060颗,平均每月得新增约28颗。若全按这次一箭9颗来折算,大致相当于每月3次以上同等规模的发射。

接下来,中国将有更多型号的火箭投入使用,而且还有像长征十号乙、朱雀三号这样可重复使用的火箭,中国的火箭发射成本将会越来越低,中国低轨卫星互联网星座的组网速度也会越来越快。

五、现在240颗卫星现在能做什么?

国网早已开始组网,2024年12月,长征五号乙搭配远征二号上面级,把低轨01组送入轨道,那次按公开追踪记录发了10颗。发展到第29组,已有240颗卫星在不同轨道面工作或接受验证。这张网已经连过一通从北冰洋打到南极的视频电话。

据《中国航天报》报道,中国第16次北冰洋考察期间,国网GW星座接通了北冰洋考察船与中国南极秦岭站的视频通话。极区测试里,系统最高上下行速率约30兆比特每秒,视频通话时延不超过1秒。在距离地面通信基础设施很远的地方,这套系统已经能做双向宽带通信验证。


这类网络最容易先在海上、偏远地区和应急现场体现价值。远洋科考船要传观测数据,海上救援要回传画面,灾害现场的地面光缆或基站受损时,具备供电和卫星终端的队伍可以通过卫星链路与外界联系。

随着卫星数量的不断增加,中国低轨卫星互联网星座越织越密,它将能发挥越来越重要的作用,从而为我们提供更好的卫星宽带互联网服务。