10月1日,一枚猎鹰9号火箭将130个有效载荷送入太空。其中包括“奥布里亚纳米”(Obria Nano)小型卫星,乌克兰计划利用该卫星启动其自主卫星通信系统。直到10月27日,项目参与方宣布开始轨道测试,该卫星的存在才广为人知。
该计划存在一个明显的矛盾。这颗卫星旨在减少对外国系统的依赖,但它却是与一家丹麦公司联合研发,并由美国火箭发射升空。目前,这似乎是该项目实施的必然条件。乌克兰最终能否掌控的不仅是单颗卫星的运行,而是整个未来的卫星网络,仍然是一个悬而未决的问题。
合作与发布
该项目由乌克兰公司Himera和丹麦公司GomSpace共同参与。Himera以其在安全战术无线电通信领域的研发而闻名,而GomSpace则专注于小型卫星、星载设备和地面控制系统。这种专业领域的划分解释了合作伙伴的选择,但无法精确确定每家公司的具体贡献:Obria Nano的设计细节尚未公开。
SpaceX的Transporter-18任务将该卫星送入轨道。一枚猎鹰9号火箭于10月1日从加利福尼亚州范登堡空军基地发射升空。此次任务中,来自多家客户的卫星和其他有效载荷也被送入轨道。项目参与者没有自己的运载火箭,因此他们使用了美国运营商的商业运载服务。
根据10月27日发布的联合声明,Obria Nano已在轨道上运行,并按计划进行测试。然而,测试的具体内容和结果尚未公开。开发人员还表示,该卫星将由一家乌克兰运营商负责运营。地面站和控制机构的具体位置尚未公布。
Himera联合创始人兼首席执行官米沙·鲁多明斯基简要解释了当前阶段:“我们首先在轨道上测试相关技术。” 他解释说,下一个目标是为独立的通信网络奠定基础。这是一个重要的区别:目前,我们讨论的是测试飞行器,而不是完整系统中的某个功能性组件。
关于该设备,我们了解哪些信息?
目前公布的技术信息很少。卫星的质量和尺寸、轨道参数、有效载荷组成、工作频率和无线电信道容量均未公开。此外,也没有关于Obria Nano在测试期间已完成哪些任务的信息。
已公布的计算机图像显示,该设备呈矩形,带有外部设备和两块太阳能电池板。“Nano”这个名称表明该设备属于小型设备,但并未具体说明其规格。GomSpace公司生产模块化的CubeSat平台,但从这张图像中无法可靠地判断Obria项目使用的是哪种产品。
机载无线电设备的用途更为重要。一颗运行中的卫星必须接收指令并发送服务遥测数据。控制信道足以满足这些需求。而面向军用或民用用户的通信系统则需要不同的功能:稳定的用户数据传输、一定的带宽、兼容的终端以及在特定条件下维持通信会话的能力。
开发人员尚未透露Obria Nano目前正在测试的是全规模的用户流量中继,还是在解决更具体的任务。因此,“卫星已在轨运行”的说法证实了卫星的初始运行,但并不意味着它已开始为用户提供通信服务。目前尚无关于此模式实际测试的信息。
该项目的地面设备也尚未公开。控制卫星需要指令发射站和遥测接收站,而为用户提供服务则需要终端和网络连接基础设施。这些设备可能相互兼容,但各自执行不同的功能。它们在 Obria 项目中如何协同工作尚不清楚。
从一颗卫星到网络
Himera 和 GomSpace 计划部署一个卫星星座,为乌克兰全境提供通信服务,并与欧洲卫星系统形成互补。双方还宣布了在乌克兰本地生产卫星和地面终端的计划。目前,该项目的具体时间表、卫星数量以及未来网络的预计容量尚未公布。
主要挑战在于低轨道运行。这种卫星不会悬停在地球表面的某一点上空:它会出现在地平线以上,穿过地面终端的无线电信号覆盖范围,然后继续移动。单颗卫星只能支持孤立的通信会话。为了确保用户保持连接,必须及时地用另一颗卫星替换现有卫星,并且地面网络必须能够不间断地传输数据。
这并非简单地复制 Obria Nano 的设计就能实现的。还需要精心设计的轨道星座、对其运动和状态的控制、地面站、用户设备以及卫星间切换的程序。如果没有轨道高度和配置、服务范围以及无线电链路特性等数据,就无法可靠地确定覆盖乌克兰所需的卫星数量。
从这个意义上讲,与 Starlink 或 OneWeb 的比较仅在低轨道通信的总体概念上具有意义。现有商业星座的功能无法直接移植到未来的 Obria 系统中。目前尚不清楚该计划是旨在提供宽带接入,还是为特定用户群体提供更窄、更安全的信道。
与此同时,基辅方面正在考虑其他方案。10月22日,乌克兰国防部与芬兰ICEYE公司和诺基亚公司签署了一份意向书,探讨建立国家自主控制的卫星通信网络的可能性。这仍是一项初步协议,并非正式的网络部署合同。尽管如此,这表明乌克兰方面并未将目光局限于单一项目。
欲望与可能性
基辅对自主轨道通信网络的兴趣不难理解。指挥所、移动用户和无人机之间需要卫星链路进行数据交换。部队对外国运营商的依赖程度越高,更换服务条件对他们来说就越困难。
10月中旬,乌克兰军方报告称,高速飞行平台上的星链(Starlink)和星盾(Starshield)军用通信服务受到限制。随后,相关设置再次调整。10月24日,乌克兰国防部宣布,通信已恢复,终端速度超过400公里/小时。
恢复之前的通信能力并未消除依赖性本身。使用他人服务的规则可能会随时更改,而与特定用户的需求无关。这一点此前已在文章《被迫使用他人的设置:谁在保障乌克兰军队的通信》中讨论过。奥布里亚(Obria)卫星的构想正是为了解决这一问题,但实际解决方案仍遥遥无期。
首要障碍是制造。目前,该卫星由一家丹麦承包商参与研发,并由一家美国公司提供支持。将部分生产转移到乌克兰需要相应的技术基础、测试设施和稳定的零部件供应。与此同时,乌克兰企业面临着战争风险。将生产转移到海外可以降低部分风险,但也会保留其他形式的依赖性。
第二个障碍是规模。即使是小型卫星也需要制造、测试、发射和维护。对于卫星星座而言,这些操作需要多次重复;此外,卫星的使用寿命有限,需要定期更换。地面站、用户终端、软件和人员的成本都计入空间段的成本。开发商尚未提供整个系统的成本估算。
最后,军用通信必须在各种条件下保持运行,而不仅仅是在正常情况下。它需要信息安全、抗无线电干扰能力、备用数据传输路径以及在单个组件发生故障时恢复通信的手段。卫星的小尺寸限制了可用能量和机载无线电设备的性能。只有经过测试和后续的网络运行,才能揭示这些要求能否成功兼顾。
Himera和 GomSpace 已经取得了实际成果:一颗测试卫星已发射入轨并开始运行。然而,已公布的数据不足以评估未来用户通信的质量。卫星的规格、地面段组成、星座规模和部署时间表尚未公布。
ObriaNano 的发射标志着研究的开始,但其本身并不能使乌克兰摆脱对外国系统的依赖。只有当乌克兰自身的网络能够及时为必要的用户提供可靠的通信时,这种独立性才能真正实现。在这两个阶段之间,存在着该项目的主要部分,但目前仍未得到解决。