超低轨卫星星座,十三星座官方是否已经承认了

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导读：

SpaceX 的“星链”卫星破千，这个星链是SpaceX计划推出的低地轨道的卫星群，它提供了覆盖全球的互联网接入服务的巨大项目。太空探索技术公司计划在太空搭建由约1.2万颗卫星组成的“星链”网络，并且于2024年2月22日发射首批测试卫星，并由此开始搭建该项目。2024年1月20日，太空探索技术公司第17批60颗“星链”卫星搭乘猎鹰9号火箭从肯尼迪航天中心成功升空。

一、星链提供全球范围内的互联网服务

建成之后，“星链”将实现全球的互联网覆盖， 星链卫星可以在全球范围内提供低成本的互联网连接服务。星链是美国太空探索技术公司计划推出的一项通过低地轨道卫星群，提供覆盖全球的高速互联网接入服务的项目。星链卫星作用是能通过激光束连接到其他卫星，这使网络能够以接近光速的方式在真空中传输互联网流量，比光纤电缆在地面上传输数据快近50％。 其中1584颗将部署在地球上空550千米处的近地轨道，并从2024年开始工作。 

二、星链可以应用在军事用途上

“星链”的启动客户就是美国空军。美国空军向SpaceX赞助了2870万美元扶持该公司把“星链”计划的应用场景拓展到军用领域，实际上，早期的“星链”低轨技术验证试验，包括了卫星和美国空军战斗机的天线阵列进行直接互联的内容，美国军队还会利用这些卫星执行侦察监视甚至是探测高超音速导弹的任务。同时，国内军事专家又表示，星链除了可以进行对地观测、电子侦察等任务以外，这类低轨、超低轨卫星星座还可用于高超音速导弹的精确跟踪。 

三、星链还可以一定程度上影响天文学

天文学家们表示，像SpaceX的星链（Starlink）这样不断增长的超大型卫星星座将不可避免地改变天文学，甚至可能改变全球地面上的普通观测者看到的夜空外观。“星链”卫星和其他的人造卫星在影响天文观测方面，并没有什么本质的区别。它们本身都不发光，但是会反射太阳光。而且因为这些卫星会环绕地球高速运动，因此在天文观测中，就会拍到一条条非常明亮的亮线。

“武汉号”属于一个基于卫星通信的天基物联网 星座 ，整个 星座 计划由80颗卫星构成。

这个名为“行云工程”的项目，计划为全球提供基于卫星的通信服务。未来，无论汪洋大海、深山还是沙漠，卫星 星座 能覆盖的地方就有信号，为海洋、船舶、电力等领域提供无处不在的物联网服务。

行云02号卫星。中国航天科工

供图

为何命名为“武汉号”？

根据公开信息，快舟与行云卫星出自中国航天科工集团有限公司下属中国航天三江集团有限公司。中国航天科工是我国两家航天央企之一，航天三江为其下属企业，总部位于武汉。

2024年3月15日，航天行云 科技 有限公司（简称行云公司）在武汉揭牌，对外发布天基物联网组建计划，首个“湖北造”天基物联网组建工作启动。中国航天三江集团有限公司副总经理、行云公司张镝当时介绍，该公司致力于研制和发射在低轨道运行的小卫星并组网形成 星座 ，建设天基物联网，实现全球范围内物联网信息的无缝获取、传输与共享。

实施发射任务的快舟一号甲火箭，是一款成熟的小型固体运载火箭，此前已完成8次商业发射，次次成功。

值得一提的是，火箭团队身处武汉，为表对医护人员的致敬与感激，火箭箭身涂刷了“致敬医护工作者群像”。

此次火箭箭身涂刷的“致敬医护工作者群像”。中国航天科工供图

“武汉号”上天所为何事？

3月29日，“行云工程”卫星团队已经全部抵达酒泉卫星发射中心。根据计划，4月中下旬将以一箭双星的方式，将行云工程项目两颗首发星送入太空。

此次发射的是行云二号01、02号卫星。其中，“武汉号”就是行云二号01星。

根据官方信息，两颗卫星由航天三江下属航天行云 科技 有限公司研发，将在低轨道上承担覆盖全球的“天基物联网”的通信传输服务功能，并在集装箱、海洋、船舶、电力、地灾、环境、林业、工程机械等行业开展应用测试。

行云公司天基物联网计划发射80颗行云小卫星，分α、β、γ三个阶段。2024年1月，首颗技术验证星行云试验一号乘快舟一号甲火箭已成功发射入轨。

具体而言，α阶段为试运营、示范工程建设，计划建设由行云二号01星与02星组成的系统。β阶段实现小规模组网，完成小 星座 系统构建，并开展第一阶段系统运营和市场开拓工作。γ阶段完成全系统构建，进行国内以及“一带一路”等国外市场的开拓。

本月的这次发射，行云二号01、02号两星入轨运行后，就将启动项目α阶段。

据项目方介绍，与传统物联网相比，天基物联网具有许多优势。系统覆盖区域地域广，能够实现全球无盲区通信。现阶段，全球超过80%的陆地及95%以上的海洋，移动蜂窝网络都无法覆盖，在海洋、岛屿、沙漠等偏远地区，天基物联网可以发挥至关重要的作用。

行云工程建成后的服务领域示意图。

中国航天科工供图

“武汉号”市场环境如何？

近年来，小卫星 星座 成为商业航天市场热门领域，众多航天企业先后公布雄心勃勃的 星座 计划，规模从数百颗卫星到上万颗不等。

其中，竞争最热门的领域为低轨通信卫星 星座 ，也就是为用户提供卫星互联网的 星座 。例如同属于中国航天科工的行云 星座 “兄弟 星座 ”——虹云 星座 ，计划构建156颗卫星组成的卫星宽带互联网，让沙漠、海洋、飞机上的用户也能享受优质互联网服务。

国内类似计划还有中国航天 科技 集团的“鸿雁”通信卫星 星座 。2024年12月29日，“鸿雁” 星座 首颗试验星已经在酒泉发射成功。

据官方发布的消息，“鸿雁” 星座 计划到2024年完成系统一期60颗卫星的组网运营，成为中国首个满足基本卫星数据通信需求的系统。二期预计2025年完成建设，“鸿雁” 星座 系统由数百颗宽带通信卫星组成，可实现全球任意地点的互联网接入。

在全球，SpaceX公司的星链计划（starlink）走在了前面。

2024年-2024年，SpaceX用6枚猎鹰火箭，以每次60颗卫星的速度，将360颗标准化的星链卫星送入太空。星链计划规模庞大，第一步就准备用1600颗卫星完成初步覆盖，轨道高度1150公里左右。第二步，用2825颗卫星完成全球组网。第三步，一共1.2万颗卫星组成低轨 星座 ，为全球提供5G级别的高速互联网服务。

此外，还有亚马逊创始人杰夫·贝索斯的Project Kuiper项目，以及Inmarsat、Intelsat SA和Eutelsat Communications SA等公司提出的相关 星座 。

早在上世纪90年代，摩托罗拉公司就建设过66颗卫星组成的铱星 星座 ，但遇上海底电缆和光纤技术突飞猛进，加之铱星用费高昂，导致用户不多，运营15个月后破产。

航天专家、小火箭公众号创始人邢强认为，星链与铱星相比，发射成本更低、用户面更广、通信技术更为先进，因而比铱星前景更为乐观。

编辑 张畅 校对 卢茜

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卫星是指在围绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天然天体。我们平常所说的卫星一般为按照圆形或者椭圆形轨道周期性围绕地球运行的航天器，就是所谓的人造地球卫星。

近年来，随着我国航天事业的快速发展，微小卫星、立方星、低轨卫星星座、北斗卫星导航、星间链路等这些曾经的专业名词越来越多地出现在科技媒体的热点中，卫星已经被越来越多的人熟知。

卫星按照轨道高度特点可以大致分为下图三类：地球同步轨道GEO、中轨道MEO和低轨道LEO。

其中，与我们生活密切相关的就是地球同步轨道卫星，例如气象卫星、宽带通信卫星、高分辨率对地观测卫星（部分）。这类卫星最大的特点就是相对地面是静止，这样就可以针对我国国土范围所处区域提供持续不断的服务。

但是GEO有一个缺点，就是太远了。要保持卫星轨道周期与地球自转周期相同，必须达到距离地表约35800公里的高度，而这对于通信卫星和对地观测卫星代价有点大。通信卫星必须提高发射功率和发射天线增益，遥感卫星则必须提高探测器的口径，这对航天器来说，必然会增加重量，增大成本。

                                                                                      图为发射的东方红五号卫星平台

GEO卫星一般身躯庞大。GEO大约每隔2度的位置可以发射入轨一颗同步卫星，这样整个地球静止同步轨道也只有大约180颗的容量。而现在即便是用上频率复用手段，也已经挤上去好几百颗了。所以仅就静止同步轨道而言，轨道资源相当紧张。    

中低轨卫星虽然高度大大降低，通信路径损耗大幅度减小，同样光学探测器的分辨率也大幅度提高，但是它们轨道周期和地球自转周期不一致，所以并不能持续保持在国土上空，存在过境时间的问题。

那能不能有一个高度足够低，同时又能够在我们头顶上忠实服务的卫星呢？

近年来比较流行的一个解决方案是低轨卫星星座，例如马斯克的starlink、oneweb、我国的鸿雁等低轨卫星星座，都是要解决一个过境时间的问题。原则上，只有足够多的低轨卫星分布在不同的轨位上，一颗卫星过境马上有另一颗卫星入境，这样整个系统依然能够提供不间断的服务。

                                                                                                星链概念图

当然这样的方案也有问题，首先是耗资巨大，马斯克的星链星座计划发射30000多颗卫星，相当于目前天上所有卫星的总和的数十倍。其次，低轨卫星的建设是一个长期工程，在没有大规模建成之前，通信服务都不是持续的，这个过程并不能对普通用户提供服务，只能针对军方这类特殊用户的特殊需求提供服务，这些收益能否支撑它完成星座的建设也是一个问题。第三，类似星链这样的低轨卫星星座给空间飞行器的飞行安全带来了巨大的隐患。

                                                                                  空间碎片环境变化 | 图源：NASA

一旦有卫星相撞，由于双方的速度都非常高，会形成大量的高速空间碎片，造成更多的撞击风险，可能会成为恶性循环，对全人类的空间飞行器安全形成极大威胁。

所以低轨卫星并不是一个解决对地服务的完美方案，铱星就是一个典型的反面案例。

科学家们从另一个角度想出了一个解决方案：平流层飞艇。但是它并不是传统意义上的按照闭合轨道周期性围绕地球运行的航天器，所以我们叫它高空“伪卫星”。

平流层飞艇为什么是一个可行的解决方案呢？这要从它的原理说起。首先它是一个飞艇，是利用浮力升空的飞行器，飞艇内部填充浮升气体（一般用氦气，氢气因为操作不安全，不在大型浮空器上使用）。原则上，只要它不漏气，就可以在一定高度保持浮力和重力的平衡，那么它就可以在这个高度长期驻留，实现类似于地球静止轨道卫星的效果。

                                                                                                 平流层飞艇概念图

为什么叫平流层飞艇呢？因为它飞行的高度在平流层，这里有适合它长期驻留的气象条件。

地球大气层是一个洋葱结构，按照其特点分了5层，最下面是我们接触最多的对流层，存在雨、雪、雷电等天气现象，而且风速和风向的变化没有明显的规律，不但有水平气流，还存在垂直气流，例如客机飞行过程中遇到的气流颠簸现象。

                                                                                                         地球大气分层

但平流层的环境就好很多，首先是没有雨雪现象，有利于长期飞行，另外也没有垂直气流，只有水平气流，这样原理上只用保持浮重平衡，就可以长期飞行。平流层底部的高度根据季节和地域不同变化，最低可以到9km，最高到18km，所以平流层飞艇飞行的高度选择在18km以上。

当然能够在这个高度以上飞行的浮空器不止平流层飞艇，还有高空气球，但高空气球没有动力，是随风向飘飞的。

平流层飞艇自身是有电力推动的、螺旋桨的，可以控制它飞行的方向，所以平流层飞艇是可以在目标区域上空盘旋飞行。

平流层飞艇虽然有很多优点，但是也有一个小问题，就是在20km高度空气密度非常低，大约只有地面的6%,能够提供的浮力太小，飞艇要想装很多设备发挥作用，就需要把体积做得非常庞大，尺寸一放大就遇到很多工程技术问题，这就好比做一架会飞的模型飞机和做一架空客A380的技术难度完全不可同日而语一样。  

目前平流层飞艇还处于关键技术攻关的阶段，但是随着各方面单项技术的突破，我们相信平流层飞艇提供卫星式服务的那天并不会太遥远，那时候平流层飞艇就会成为一颗名副其实的卫星。
低轨卫星的用途和分类

低轨卫星的用途：军事目标探测、手机通讯。

低轨卫星的分类：卫星按它所围绕的行星可分为地球卫星或其他星球的卫星。按来源分，地球卫星又可分为天然卫星和人造地球卫星。

按卫星多少的排名顺序是土星18个，天王星17个，木星16个，海王星8个，火星2个和地球各1个。不同卫星的体积和质量相差悬殊，半径大于1000km的卫星有7个，月球即为其一。

扩展资料：

全球星（Globalstar）系统以高技术、低成本作为设计思想，故系统具有以下主要特点：

1、由于90%的呼叫是本地呼叫，故系统没有星际交叉链路，不会旁路现有的公共网，降低了卫星成本通话费用。

2、面系统存在多种标准，为与其兼容，无星上处理。

3、CDMA技术，提高了频率利用率，在同一个频率上，允许同时通话的用户多达20个，在全球范围内同时通话的用户可以达到104000个，而且还提供保密和防伪功能，可改善服务和提高可靠性，同时降低了成本和功耗。

4、辐射安全方面，手持机平均功率不到1W，远低于美国对微波辐射生物公害的限定。

5、由于采用多端放大器可以自动把用户分配给各波束，也可以把用户集中到一个波束上，这对用户分布不均匀的通信和救灾通信特别有用。

6、用户端的功率可以控制，当电波遇到障碍的时候，瞬时功率可以增至6～7W。

7、通过卫星分集作用为移动用户提供仰角（超过40°），使用户在高层建筑附近也不至于受到阻挡，同时还提高了通信质量。

参考资料来源：百度百科——低轨卫星

参考资料来源：百度百科——卫星

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