如火如荼的巨型低轨星座
大家好，我是王芳，欢迎您继续收听。
经过早期单星状态的航天探索和应用阶段后，大家把目光投向卫星组网或卫星星座技术，尤其是面对全球环境监测、全球通信、全球导航等要求。
这里我们不再介绍24颗卫星的GPS星座，24颗卫星的格洛纳斯星座以及66颗卫星的铱星星座，这里重点谈一下2014年以来如雨后春笋一般生长出来的低轨巨型星座。这里称之为巨型，主要是卫星数据庞大，千颗左右，甚至更多。
主要有五家公司提出了低轨巨型星座，有针对解决偏远地区互联网问题提出计划的英国Oneweb公司和美国SpaceX公司、美国亚马逊公司，也有针对全球通信问题提出计划的美国Beoing公司和韩国Sansung公司。
Oneweb公司星座计划发射轨道高度1200公里，接手公司前身的648颗+二期720颗卫星，以及更高的中地球轨道的1280颗卫星，2020年3月在疫情期间与日本软银投资谈判破裂，2020年5月又提出申请发射4.8万颗卫星。
SpaceX公司初期提出4425颗，后来增加至约12000颗，目前已增加至约42000颗，计划将卫星分别部署在高度340公里、550公里、1200公里的轨道。
亚马逊公司计划在590公里轨道上部署784颗卫星、630公里轨道上部署1156颗卫星、610公里轨道上部署1296颗卫星，共计3236颗卫星。
Beoing公司计划发射并运营2956颗卫星，轨道高度1200公里。
Samsung公司提出要发射4600颗近地轨道卫星，部署在1500~2000公里高度轨道上，建设庞大的低轨通信星座。
这五个低轨星座规模过去都不敢想象，十分地庞大。其中进展最好的还是马斯克的星链计划，目前已经发射近千颗卫星。
那么一个低轨星座，尤其是低轨巨型星座的实现，究竟有哪些需要关注的问题呢？
首先，一定是频率轨道问题。频率轨道既是全人类所共有的、宝贵的自然资源，也是世界各国必争的战略资源，一般要国际电联进行规划和登记。频就指频率，指无线电频谱用于空间无线电业务的部分，包括信息传输、卫星测控等；轨一般指轨位，指航天器在轨道的位置，这个对于只有赤道上方一圈的地球静止轨道来说最为珍贵，但随着航天器的增多，非静止轨道的位置也日渐紧张。
其次，是多星联合工作的问题。这个联合工作涉及多个方面，包括低轨星座系统卫星之间的连接和信息传递，地面站对低轨星座系统数量庞大的卫星遥测遥控，以及空间信号和地面信号一体化使用的无感切换，都需要打破目前传统的设计理念和使用方式。
第三，卫星制造的问题。这类巨型卫星星座一般使用的都是小卫星，考验传统卫星制造的几个方面，一是卫星性能，小卫星要有大作为，除了对地物联或通信的本职工作，还要与地面连、与彼此连、甚至与太空节点连，功能不少；二是卫星寿命，小卫星设计制造寿命短，但作为巨型星座的一员，星座部署一般都还要2-3年，卫星寿命不能短。三是生产模式，千颗以上的卫星不能采取传统的定制方式，需要实现模块化设计、标准化生产，数字化流水线式快速集成。
第四，卫星发射的问题。这样成千上万颗卫星的发射必定不能依赖传统的一星一箭或是搭载发射。尽管当前世界上一箭多星发射首位是印度的一箭104星，但还是SpaceX公司猎鹰9火箭发射星链卫星的一箭60星更为抓大家眼球。其实，可以看出，虽然是发射的事，但多星发射的实施不止和火箭相关，与卫星的重量、体积和形状有很大的关系。星链卫星采用紧凑的平板设计，重量体积形状都相同，才能使60颗卫星像扑克牌一样整齐地在整流罩内摞成两列，然后在同一个轨道高度分离。卫星配备了高效的氪离子推进器，使卫星能够进行升轨和机动，并在寿命结束时离轨。
全球低轨星座，与高轨星座相比，虽然轨位有一定优势，且在一定程度上能缩短时延、提高响应时间，但同时也存在卫星波速相对地面移动速度过快带来的多普勒效应，以及我们前面说到的那些需要解决的问题。但不管如何，低轨巨型星座的建设应用必定推动航天技术新一轮发展进步。
感谢大家的收听，我是王芳，期待下次与您一起分享。
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